धडा 3: वीज : विद्युत मंडले आणि त्यांचे घटक

वीज हा ऊर्जेचा एक प्रकार आहे; ती दिवे पेटवते, पंखे फिरवते आणि यंत्रे चालवते. ती वीजनिर्मिती केंद्रातून तारांद्वारे घरांपर्यंत येते, पण प्रयोगांसाठी आपण फक्त सेल किंवा बॅटरी वापरतो. घरगुती मुख्य वीजपुरवठा धोकादायक असतो, म्हणून विद्यार्थ्यांनी त्यावर प्रयोग कधीही करू नयेत. विजेचे उपयोग प्रकाश, तापवणे व थंड करणे, स्वयंपाक, वाहतूक, संपर्क आणि मनोरंजन अशा गटांत मांडता येतात.

विद्युत सेल हा विजेचा स्रोत आहे. त्याला टर्मिनल नावाची दोन टोके असतात: धन टर्मिनल (+) आणि ऋण टर्मिनल (−). सामान्य टॉर्चच्या सेलमध्ये धातूची टोपी धन टर्मिनल आणि सपाट बुडखा ऋण टर्मिनल असतो. दोन किंवा अधिक सेल जोडले की बॅटरी तयार होते. टॉर्चमध्ये सेल ठेवताना एका सेलचे धन टोक पुढील सेलच्या ऋण टोकाला टेकते.

विद्युत दिव्यात काचेच्या बल्बमध्ये तंतू नावाची बारीक तार बंद केलेली असते. तंतूतून वीज गेली की तो तापतो आणि चमकतो. असा दिवा म्हणजे तापदीप्त (इनकँडेसंट) दिवा. दिव्याला दोन टर्मिनल असतात: एक बुडाच्या टोकावर आणि दुसरे बुडाच्या धातूच्या बाजूला किंवा आकड्यांवर. तंतूतून वीज गेली तरच दिवा चमकतो. एलईडी हा नवा दिवा आहे जो तापलेल्या तंतूशिवाय चमकतो आणि कमी वीज वापरतो.

सेलने दिवा पेटवण्यासाठी दिव्याचे एक टर्मिनल सेलच्या एका टर्मिनलला आणि दिव्याचे दुसरे टर्मिनल सेलच्या दुसऱ्या टर्मिनलला जोडतात. त्यामुळे बंद मार्ग तयार होतो. जोडण्यासाठी टोकांवरील प्लास्टिकचे आवरण काढलेल्या तारा वापरतात. फक्त एकच टर्मिनल जोडले किंवा मार्गात खंड असला तर दिवा पेटत नाही. वीज सेलच्या धन टर्मिनलपासून तारा आणि दिव्यातून सेलच्या ऋण टर्मिनलकडे परत जाते.

विद्युत मंडल म्हणजे असा पूर्ण मार्ग ज्यातून वीज वाहते. सेल, तारा, दिवा आणि स्विच यांनी बनलेले मंडल साधे मंडल असते. बंद मंडलात मार्ग पूर्ण असतो आणि दिवा चमकतो. उघड्या मंडलात मार्गात खंड असतो आणि दिवा चमकत नाही. बंद मंडलात स्रोत (सेल), जोडणाऱ्या तारा आणि वीज वापरणारे साधन (दिवा) असावेच लागते.

विद्युत स्विच हे मंडल बंद किंवा उघडे करणारे साधन आहे. स्विच चालू (ON) असताना त्याची धातूची पट्टी खंडाच्या दोन्ही टोकांना टेकते, त्यामुळे मंडल बंद होते आणि दिवा चमकतो. स्विच बंद (OFF) असताना पट्टी दूर जाते, खंड उघडतो आणि दिवा विझतो. आलपिन, दोन क्लिप आणि धातूच्या पट्टीने घरी साधा स्विच बनवता येतो. खऱ्या घरात स्विच जिवंत तारेच्या बाजूला बसवतात, म्हणजे बंद असताना उपकरण सुरक्षित राहते.

मंडल आकृती हे असे साधे चित्र आहे जे ठरावीक चिन्हांनी मंडलाचे भाग कसे जोडलेले आहेत ते दाखवते. सेल एक लांब पातळ रेषा आणि एक आखूड जाड रेषा यांनी दाखवतात, लांब रेषा धन टर्मिनल असते. बॅटरी दोन किंवा अधिक जोडलेल्या सेल चिन्हांनी दाखवतात. दिवा आत फुली असलेल्या वर्तुळाने दाखवतात. स्विच तिरकस रेषेसह खंड (बंद) किंवा जोडलेली रेषा (चालू) म्हणून काढतात. तारा सरळ रेषांनी दाखवतात.

ज्या पदार्थातून वीज जाऊ शकते त्याला विद्युत सुवाहक म्हणतात. तांबे आणि ॲल्युमिनियमसारखे धातू चांगले सुवाहक आहेत. ज्या पदार्थातून वीज जात नाही त्याला विद्युतरोधक म्हणतात. प्लास्टिक, रबर, काच, कोरडे लाकूड आणि हवा हे विद्युतरोधक आहेत. पदार्थ तपासण्यासाठी तो मंडलातील दोन बिंदूंमध्ये ठेवतात; दिवा चमकला तर तो सुवाहक आणि चमकला नाही तर विद्युतरोधक. तारेत धातूचा गाभा प्रवाह वाहून नेतो आणि प्लास्टिकचे आवरण सुरक्षित ठेवते.