তরল এবং গ্যাসে বৈদ্যুতিক প্রবাহ

তরলে বৈদ্যুতিক প্রবাহ

একটি ধাতু পরিবাহী মধ্যে বিদ্যুৎ মুক্ত ইলেকট্রনের নির্দেশিত আন্দোলন দ্বারা গঠিত হয় এবং যে পদার্থের কন্ডাকটর তৈরি হয় তাতে কোনো পরিবর্তন ঘটে না।

এই ধরনের পরিবাহী, যেগুলির মধ্যে একটি বৈদ্যুতিক প্রবাহের উত্তরণ তাদের পদার্থের রাসায়নিক পরিবর্তনের সাথে থাকে না, তাদের প্রথম-শ্রেণীর পরিবাহী বলা হয়... তারা সমস্ত ধাতু, কয়লা এবং অন্যান্য অনেক পদার্থ অন্তর্ভুক্ত করে।

কিন্তু প্রকৃতিতে বৈদ্যুতিক প্রবাহের এমন কন্ডাক্টরও রয়েছে যেখানে বিদ্যুৎ প্রবাহের সময় রাসায়নিক ঘটনা ঘটে। এই পরিবাহীকে বলা হয় দ্বিতীয় প্রকারের পরিবাহী... তারা প্রধানত অ্যাসিড, লবণ এবং বেসের পানিতে বিভিন্ন দ্রবণ অন্তর্ভুক্ত করে।

আপনি যদি একটি কাচের পাত্রে জল ঢেলে তাতে কয়েক ফোঁটা সালফিউরিক অ্যাসিড (বা অন্য কিছু অ্যাসিড বা ক্ষার) যোগ করেন এবং তারপরে দুটি ধাতব প্লেট নিন এবং তাদের সাথে তারগুলি সংযুক্ত করুন, এই প্লেটগুলিকে পাত্রে নামিয়ে দিন এবং একটি কারেন্ট সংযোগ করুন। সুইচ এবং অ্যামিটারের মাধ্যমে তারের অন্য প্রান্তে উত্স করুন, তারপরে দ্রবণ থেকে গ্যাস মুক্তি পাবে এবং যতক্ষণ সার্কিট বন্ধ থাকবে ততক্ষণ এটি অবিরাম চলতে থাকবে।অম্লযুক্ত জল প্রকৃতপক্ষে একটি পরিবাহী। উপরন্তু, প্লেটগুলি গ্যাস বুদবুদ দিয়ে আবৃত হতে শুরু করবে। তারপর এই বুদবুদগুলো প্লেট থেকে বিচ্ছিন্ন হয়ে বেরিয়ে আসবে।

যখন একটি বৈদ্যুতিক প্রবাহ দ্রবণের মধ্য দিয়ে যায়, তখন রাসায়নিক পরিবর্তন ঘটে, যার ফলে একটি গ্যাস নির্গত হয়।

তাদের বলা হয় দ্বিতীয় ধরনের ইলেক্ট্রোলাইটের কন্ডাকটর, এবং ইলেক্ট্রোলাইটে যে ঘটনাটি ঘটে যখন একটি বৈদ্যুতিক প্রবাহ এটির মধ্য দিয়ে যায় তা হল ইলেক্ট্রোলাইসিস।

ইলেক্ট্রোলাইটে নিমজ্জিত ধাতব প্লেটকে ইলেক্ট্রোড বলা হয়; এদের একটিকে বর্তমান উৎসের ধনাত্মক মেরুতে সংযুক্ত করা হয় তাকে বলা হয় অ্যানোড এবং অন্যটিকে ঋণাত্মক মেরুতে যুক্ত বলা হয় ক্যাথোড।

একটি তরল পরিবাহীতে বৈদ্যুতিক প্রবাহের উত্তরণ নির্ধারণ করে কী? দেখা যাচ্ছে যে এই জাতীয় দ্রবণগুলিতে (ইলেক্ট্রোলাইটস) অ্যাসিড অণুগুলি (ক্ষার, লবণ) দ্রাবকের (এই ক্ষেত্রে জল) দুটি উপাদানে বিভক্ত হয়ে যায় এবং অণুর একটি অংশে একটি ইতিবাচক বৈদ্যুতিক চার্জ থাকে এবং অন্যটি একটি নেতিবাচক এক

বৈদ্যুতিক চার্জযুক্ত একটি অণুর কণাকে আয়ন বলা হয়... যখন একটি অ্যাসিড, লবণ বা ক্ষার পানিতে দ্রবীভূত হয়, তখন দ্রবণে প্রচুর পরিমাণে ধনাত্মক এবং ঋণাত্মক আয়ন ঘটে।

এটি এখন পরিষ্কার হওয়া উচিত কেন একটি বৈদ্যুতিক প্রবাহ দ্রবণের মধ্য দিয়ে যায়, কারণ বর্তমান উত্সের সাথে সংযুক্ত ইলেক্ট্রোডগুলির মধ্যে একটি সম্ভাব্য পার্থক্যঅন্য কথায়, তাদের মধ্যে একটি ইতিবাচকভাবে চার্জ করা হয়েছে এবং অন্যটি নেতিবাচকভাবে চার্জ করা হয়েছে। এই সম্ভাব্য পার্থক্যের প্রভাবে, ধনাত্মক আয়নগুলি নেতিবাচক ইলেক্ট্রোড - ক্যাথোড এবং ঋণাত্মক আয়নগুলি - অ্যানোডের দিকে মিশ্রিত হতে শুরু করে।

এইভাবে, আয়নগুলির বিশৃঙ্খল আন্দোলন এক দিকে ঋণাত্মক আয়ন এবং অন্য দিকে ধনাত্মক আয়নগুলির একটি সুশৃঙ্খল বিপরীত আন্দোলনে পরিণত হয়েছে।এই চার্জ স্থানান্তর প্রক্রিয়াটি ইলেক্ট্রোলাইটের মাধ্যমে বৈদ্যুতিক প্রবাহের একটি প্রবাহ এবং যতক্ষণ পর্যন্ত ইলেক্ট্রোড জুড়ে সম্ভাব্য পার্থক্য থাকে ততক্ষণ এটি ঘটে। সম্ভাব্য পার্থক্য অদৃশ্য হয়ে যাওয়ার সাথে সাথে ইলেক্ট্রোলাইটের মধ্য দিয়ে প্রবাহ বন্ধ হয়ে যায়, আয়নগুলির আদেশকৃত চলাচল ব্যাহত হয় এবং আবার বিশৃঙ্খল আন্দোলন শুরু হয়।

একটি উদাহরণ হিসাবে, তড়িৎ বিশ্লেষণের ঘটনাটি বিবেচনা করুন, যখন একটি বৈদ্যুতিক প্রবাহ তামা সালফেট CuSO4 এর দ্রবণের মধ্য দিয়ে যায় এবং এতে তামা ইলেক্ট্রোড নামিয়ে দেওয়া হয়।

ইলেক্ট্রোলাইসিসের ঘটনাটি যখন কারেন্ট কপার সালফেটের দ্রবণের মধ্য দিয়ে যায়: C — ইলেক্ট্রোলাইট সহ জাহাজ, B — বর্তমান উত্স, C — সুইচ

ইলেক্ট্রোডগুলিতে আয়নগুলির একটি বিপরীত আন্দোলনও থাকবে। ধনাত্মক আয়ন হবে তামার আয়ন (Cu) এবং ঋণাত্মক আয়ন হবে অ্যাসিড অবশিষ্টাংশ (SO4)। তামার আয়ন, যখন ক্যাথোডের সংস্পর্শে আসবে, তখন নিঃসৃত হবে (নিখোঁজ ইলেকট্রনগুলিকে নিজেদের সাথে সংযুক্ত করবে), অর্থাৎ, তারা খাঁটি তামার নিরপেক্ষ অণুতে রূপান্তরিত হবে এবং সবচেয়ে পাতলা (আণবিক) আকারে ক্যাথোডে জমা হবে। ) স্তর।

অ্যানোডে পৌঁছানো নেতিবাচক আয়নগুলিও নির্গত হয় (অতিরিক্ত ইলেকট্রন দান করুন)। কিন্তু একই সময়ে, তারা অ্যানোডের তামার সাথে একটি রাসায়নিক বিক্রিয়ায় প্রবেশ করে, যার ফলস্বরূপ একটি তামার অণু Cti অ্যাসিডের অবশিষ্টাংশ SO4 এ যুক্ত হয় এবং তামার সালফেট CnasO4 এর একটি অণু গঠিত হয় এবং ফিরে আসে। ইলেক্ট্রোলাইট

যেহেতু এই রাসায়নিক প্রক্রিয়াটি দীর্ঘ সময় নেয়, তাই ক্যাথোডে তামা জমা হয়, যা ইলেক্ট্রোলাইট থেকে নির্গত হয়। এই ক্ষেত্রে, ইলেক্ট্রোলাইট, ক্যাথোডে যাওয়া তামার অণুর পরিবর্তে, দ্বিতীয় ইলেক্ট্রোড, অ্যানোডের দ্রবীভূত হওয়ার কারণে নতুন তামার অণু গ্রহণ করে।

তামার পরিবর্তে দস্তা ইলেক্ট্রোড নেওয়া হলে একই প্রক্রিয়া ঘটে এবং ইলেক্ট্রোলাইট হল জিঙ্ক সালফেট ZnSO4 এর দ্রবণ।জিঙ্কও অ্যানোড থেকে ক্যাথোডে স্থানান্তরিত হবে।

অতএব, ধাতু এবং তরল পরিবাহীগুলির মধ্যে বৈদ্যুতিক প্রবাহের মধ্যে পার্থক্য এই সত্য যে ধাতুগুলিতে চার্জ বাহকগুলি কেবল মুক্ত ইলেকট্রন, যেমন ইলেক্ট্রোলাইটে থাকাকালীন নেতিবাচক চার্জ বিদ্যুৎ পদার্থের বিপরীত চার্জযুক্ত কণা দ্বারা বহন করা হয় - আয়ন বিপরীত দিকে চলে। এই কারণেই ইলেক্ট্রোলাইটগুলিকে আয়নিক পরিবাহিতা বলা হয়।

ইলেক্ট্রোলাইসিসের ঘটনাটি 1837 সালে বি.এস. জ্যাকোবি দ্বারা আবিষ্কৃত হয়েছিল, যিনি কারেন্টের রাসায়নিক উত্সগুলি অধ্যয়ন এবং উন্নত করার জন্য অসংখ্য পরীক্ষা করেছিলেন। জ্যাকোবি দেখতে পান যে কপার সালফেটের দ্রবণে স্থাপিত একটি ইলেক্ট্রোড, যখন একটি বৈদ্যুতিক প্রবাহ এটির মধ্য দিয়ে যায়, তখন তা তামা দিয়ে প্রলেপিত হয়।

এই ঘটনাটিকে ইলেক্ট্রোফর্মিং বলা হয়, এখন এটি একটি অত্যন্ত বড় ব্যবহারিক প্রয়োগ খুঁজে পায়। এর একটি উদাহরণ হল অন্যান্য ধাতুর পাতলা স্তর দিয়ে ধাতব বস্তুর আবরণ, যেমন নিকেল প্রলেপ, সোনার প্রলেপ, রূপা ইত্যাদি।

গ্যাসে বৈদ্যুতিক প্রবাহ

গ্যাসগুলি (বাতাস সহ) স্বাভাবিক অবস্থায় বিদ্যুৎ সঞ্চালন করে না। উদাহরণস্বরূপ, একটি গোল ওভারহেড লাইন জন্য তারেরএকে অপরের সমান্তরাল স্থগিত করা হচ্ছে, তারা বাতাসের একটি স্তর দ্বারা একে অপরের থেকে বিচ্ছিন্ন হয়।

যাইহোক, উচ্চ তাপমাত্রার প্রভাবে, একটি বড় সম্ভাব্য পার্থক্য এবং অন্যান্য কারণে, তরল পরিবাহকের মতো গ্যাসগুলি আয়নাইজ করে, অর্থাৎ, গ্যাসের অণুর কণাগুলি তাদের মধ্যে প্রচুর পরিমাণে উপস্থিত হয়, যা বিদ্যুতের বাহক হিসাবে উত্তরণে অবদান রাখে। গ্যাসের মাধ্যমে বৈদ্যুতিক প্রবাহ।

কিন্তু একই সময়ে, একটি গ্যাসের আয়নকরণ একটি তরল পরিবাহীর আয়নকরণ থেকে পৃথক।যদি অণুটি তরলে দুটি চার্জযুক্ত অংশে বিভক্ত হয়, তবে আয়নকরণের ক্রিয়ায় গ্যাসগুলিতে ইলেকট্রনগুলি সর্বদা প্রতিটি অণু থেকে পৃথক হয় এবং আয়নটি অণুর একটি ধনাত্মক চার্জযুক্ত অংশের আকারে থাকে।

একজনকে কেবল গ্যাসের আয়নকরণ বন্ধ করতে হবে, কারণ এটি পরিবাহী হওয়া বন্ধ করে দেয়, যখন তরল সর্বদা বৈদ্যুতিক প্রবাহের পরিবাহী থাকে। অতএব, গ্যাসের পরিবাহিতা বাহ্যিক কারণের ক্রিয়াকলাপের উপর নির্ভর করে একটি অস্থায়ী ঘটনা।

তবে, অন্য কিছু আছে বৈদ্যুতিক স্রাবের প্রকারএকটি চাপ স্রাব বা সহজভাবে একটি বৈদ্যুতিক চাপ বলা হয়। বৈদ্যুতিক আর্ক ঘটনাটি 19 শতকের শুরুতে প্রথম রাশিয়ান বৈদ্যুতিক প্রকৌশলী ভি ভি পেট্রোভ আবিষ্কার করেছিলেন।

ভি.ভি. অসংখ্য পরীক্ষা-নিরীক্ষা চালিয়ে পেট্রোভ আবিষ্কার করেন যে দুটি কয়লার মধ্যে একটি বর্তমান উৎসের সাথে সংযুক্ত একটি অবিচ্ছিন্ন বৈদ্যুতিক স্রাব বাতাসে দেখা দেয়, যার সাথে একটি উজ্জ্বল আলো রয়েছে। তার লেখায়, ভিভি পেট্রোভ লিখেছেন যে এই ক্ষেত্রে "অন্ধকার শান্ত যথেষ্ট উজ্জ্বলভাবে আলোকিত হতে পারে।" এইভাবে, প্রথমবারের মতো, বৈদ্যুতিক আলো প্রাপ্ত হয়েছিল, যা ব্যবহারিকভাবে অন্য রাশিয়ান বৈদ্যুতিক প্রকৌশলী, পাভেল নিকোলায়েভিচ ইয়াব্লোচকভ দ্বারা প্রয়োগ করা হয়েছিল।

"Svesht Yablochkov", যার কাজ একটি বৈদ্যুতিক চাপ ব্যবহারের উপর ভিত্তি করে, সেই সময়ে বৈদ্যুতিক প্রকৌশলে একটি বাস্তব বিপ্লব ঘটিয়েছিল।

আর্ক ডিসচার্জ আজ আলোর উৎস হিসেবে ব্যবহৃত হয়, উদাহরণস্বরূপ স্পটলাইট এবং প্রজেকশন ডিভাইসে। আর্ক স্রাবের উচ্চ তাপমাত্রা এটি ব্যবহার করার অনুমতি দেয় আর্ক ফার্নেস ডিভাইস… বর্তমানে, খুব উচ্চ কারেন্ট দ্বারা চালিত আর্ক ফার্নেসগুলি বেশ কয়েকটি শিল্পে ব্যবহৃত হয়: ইস্পাত, ঢালাই লোহা, ফেরোঅ্যালয়, ব্রোঞ্জ ইত্যাদি গলানোর জন্য। এবং 1882 সালে, NN Benardos প্রথম ধাতু কাটা এবং ঢালাই জন্য চাপ স্রাব ব্যবহার করেন।

গ্যাস পাইপ, ফ্লুরোসেন্ট ল্যাম্প, ভোল্টেজ স্টেবিলাইজার, ইলেক্ট্রন এবং আয়ন বিম পেতে, তথাকথিত গ্লো গ্যাস স্রাব।

স্পার্ক ডিসচার্জ একটি গোলাকার স্পার্ক গ্যাপ ব্যবহার করে বড় সম্ভাব্য পার্থক্য পরিমাপ করতে ব্যবহৃত হয়, যার ইলেক্ট্রোড দুটি ধাতব বল একটি পালিশ পৃষ্ঠ। বলগুলিকে আলাদা করা হয় এবং একটি পরিমাপযোগ্য সম্ভাব্য পার্থক্য তাদের উপর প্রয়োগ করা হয়। তারপরে বলগুলিকে কাছাকাছি আনা হয় যতক্ষণ না তাদের মধ্যে একটি স্ফুলিঙ্গ চলে যায়। বলের ব্যাস, তাদের মধ্যে দূরত্ব, বাতাসের চাপ, তাপমাত্রা এবং আর্দ্রতা জেনে তারা বিশেষ সারণী অনুসারে বলের মধ্যে সম্ভাব্য পার্থক্য খুঁজে পায়। এই পদ্ধতির সাহায্যে, কয়েক শতাংশের নির্ভুলতার সাথে কয়েক হাজার ভোল্টের অর্ডারের সম্ভাব্য পার্থক্য পরিমাপ করা সম্ভব।