ವೋಲ್ಟೆಜ್ ಎಂಬ ಒತ್ತಡ, ಕರೆಂಟ್ ಎಂಬ ಹರಿವು

– ಪ್ರಶಾಂತ ಸೊರಟೂರ.

ಕಳೆದ ಕೆಲವು ಬರಹಗಳಲ್ಲಿ (1,2,3) ಮೊದಲ ಹಂತದಿಂದ ಕರೆಂಟ್ ಕುರಿತು ತಿಳಿದುಕೊಂಡೆವು. ಈ ಬರಹದಲ್ಲಿ ನಮ್ಮ ಸುತ್ತಮುತ್ತ ಕಾಣುವ ವಿಶಯಗಳ ಜೊತೆ ಹೋಲಿಸಿ ಕರೆಂಟ್ ಮತ್ತು ಅದಕ್ಕೆ ನಂಟಿರುವ ಮತ್ತಶ್ಟು ವಿಶಯಗಳ ಕುರಿತು ತಿಳಿದುಕೊಳ್ಳೋಣ.

ಚಿತ್ರ 1 ರಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಿದಂತೆ ನೀರಿನ ಎರಡು ತೊಟ್ಟಿಗಳಿದ್ದು, ಒಂದರಲ್ಲಿ ನೀರಿನ ಮಟ್ಟ ಹೆಚ್ಚಿಗೆ ಮತ್ತು ಇನ್ನೊಂದರಲ್ಲಿ ಮಟ್ಟ ಕಡಿಮೆ ಇದೆ ಎಂದುಕೊಳ್ಳೋಣ. ಈಗ ಇವೆರಡು ತೊಟ್ಟಿಗಳನ್ನು ಕೊಳವೆಯೊಂದರಿಂದ ಸೇರಿಸಿದಾಗ ಏನಾಗುತ್ತದೆ? ಮಟ್ಟ ಹೆಚ್ಚಿಗೆ ಇರುವ ತೊಟ್ಟಿಯಿಂದ ಕಡಿಮೆ ಮಟ್ಟ ಇರುವ ತೊಟ್ಟಿಗೆ ನೀರು ಹರಿಯತೊಡಗುತ್ತದೆ. ಹೀಗೆ ಒಂದೆಡೆಯಿಂದ ಇನ್ನೊಂದೆಡೆಗೆ ನೀರು ಹರಿಯಲು ಕಾರಣ ನೀರಿನ ಮಟ್ಟದಲ್ಲಿದ್ದ ಏರುಪೇರು ಇದನ್ನು ’ಒತ್ತಡದ ಬೇರ‍್ಮೆ’ (pressure/potential difference) ಅನ್ನುತ್ತಾರೆ.

ಹೆಚ್ಚಿಗೆಯಿಂದ ಕಡಿಮೆಯೆಡೆಗೆ ನಡೆಯುವ ಈ ಬಗೆಯ ಸಾಗಾಟ ನೀರಿಗಶ್ಟೇ ಅಲ್ಲದೇ ಬೇರೆ ಹಲವು ವಿಶಯಗಳಲ್ಲಿ ನಡೆಯುವುದನ್ನು ನಾವು ಗಮನಿಸಬಹುದು. ಹೆಚ್ಚಿನ ಬಿಸುಪಿನಿಂದ (temperature) ಕಡಿಮೆ ಬಿಸುಪಿನಡೆಗೆ ಕಾವು ಸಾಗುವುದು ಇದಕ್ಕೆ ಇನ್ನೊಂದು ಎತ್ತುಗೆ.

ಈಗ ನೀರಿನ ತೊಟ್ಟಿಗಳನ್ನು ಸೇರಿಸಿದ ಕೊಳವೆಯಲ್ಲಿ ಒಂದು ತೆರುಪು (valve) ಅಳವಡಿಸೋಣ. ಈ ತೆರುಪು ತಿರುಗಿಸಿ ನೀರು ಹರಿಯಲು ಇದ್ದ ಜಾಗವನ್ನು ಕಿರಿದಾಗಿಸಿದರೆ ಏನಾಗುತ್ತದೆ? ಆಗ ಒಂದು ತೊಟ್ಟಿಯಿಂದ ಇನ್ನೊಂದು ತೊಟ್ಟಿಯೆಡೆಗೆ ಇದ್ದ ನೀರಿನ ’ಹರಿವು’ ಕಡಿಮೆಯಾಗುತ್ತದೆ ಅಲ್ಲವೇ? ತಿರುಪು ತಿರುಗಿಸುತ್ತಾ ಹೋದಂತೆ ಕೊನೆಗೆ ನೀರಿನ ಹರಿವು ನಿಂತು ಹೋಗುತ್ತದೆ.

ಈಗ ಮೇಲಿನ ಎತ್ತುಗೆಯನ್ನು ಕರೆಂಟಿನ ವಿಶಯಕ್ಕೆ ಹೋಲಿಸೋಣ (ಚಿತ್ರ 2 ನೋಡಿ). ಕರೆಂಟ್ ದೊರೆಯಬೇಕೆಂದರೆ ವಸ್ತುಗಳಲ್ಲಿರುವ  ಕಳೆವಣಿಗಳನ್ನು (electrons) ಹರಿಯುವಂತೆ ಮಾಡಬೇಕು. ಕಳೆವಣಿಗಳು ಹರಿಯಬೇಕೆಂದರೆ ಅವುಗಳನ್ನು ಕಸುವೊಂದು ಒತ್ತಡದಿಂದ ತಳ್ಳಬೇಕು. ಕಳೆವಣಿಗಳನ್ನು ಒತ್ತಿ ಕರೆಂಟ್ ಹರಿಯುವಂತೆ ಮಾಡುವ ಕಸುವಿಗೆ ’ಒತ್ತಾಟ’ ಅಂದರೆ ’ವೋಲ್ಟೆಜ್’ (voltage) ಎಂದು ಕರೆಯುತ್ತಾರೆ.

ನೀರಿನ ಮಟ್ಟದಲ್ಲಿದ್ದ ’ಒತ್ತಡದ ಬೇರ‍್ಮೆ’ ನೀರು ಹರಿಯುವಂತೆ ಮಾಡಿದರೆ ತಂತಿಯ ತುದಿಯೆರಡರ ನಡುವೆ ಇದ್ದ ಒತ್ತಡದ ಬೇರ‍್ಮೆ ಕರೆಂಟ್ ಹರಿಯುವಂತೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ. ಹೆಚ್ಚಿನ ಒತ್ತಾಟ ಇರುವ ತುದಿಯನ್ನು’+’ ಗುರುತಿನಿಂದ ಗುರುತಿಸದರೆ ಕಡಿಮೆ ಒತ್ತಾಟವಿರುವ ತುದಿಗೆ ’–’ ಗುರುತನ್ನು ತಳುಕಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ.

ಹೀಗೆ ಒತ್ತಾಟಕ್ಕೆ ಒಳಪಟ್ಟ ಕಳೆವಣಿಗಳು (electrons) ಹರಿಯ ತೊಡಗಿದರೂ ಅವುಗಳ ಹರಿಯುವಿಕೆಗೆ ವಸ್ತುಗಳಲ್ಲಿನ ಇಕ್ಕಟ್ಟಾದ, ಒಂದಕ್ಕೊಂದು ಅಂಟಿಕೊಂಡ ಅಣುಗಳಿಂದಾಗಿ ಅಡೆತಡೆ ಎದುರಾಗುತ್ತದೆ. ಹರಿಯುವಿಕೆಗೆ ಎದುರಾಗುವ ಈ ತೊಡಕನ್ನು ’ತಡೆತನ’ ಇಲ್ಲವೇ ’ಅಡ್ಡಿತನ’ (resistance) ಅನ್ನುತ್ತಾರೆ. ನೀರಿನ ತೊಟ್ಟಿಗಳ ಎತ್ತುಗೆಯಲ್ಲಿ ನೀರಿನ ಹರಿವಿಗೆ ’ತಡೆಯೊಡ್ಡಿ’ದ ತೆರುಪು (valve) ಮಾಡಿದ್ದು ಇದೆ ಬಗೆಯ ತಡೆ.

ಈ ಮೇಲಿನ ಎತ್ತುಗೆಗಳಿಂದ ಕೆಳಗಿನ ಹೋಲಿಕೆಗಳನ್ನು ಗಮನಿಸಬಹುದು

(ನೀರಿನ) ಹರಿವು = (ಮಿಂಚಿನ) ಹರಿವು = (Electric) Current

(ನೀರಿನ) ಒತ್ತಡ  = (ಮಿಂಚಿನ) ಒತ್ತಾಟ = (Electric) Voltage

(ನೀರಿಗೆ) ತಡೆ = (ಮಿಂಚಿಗೆ) ತಡೆತನ = (Electric) Resistance

ಈ ಮೂರು ಗುಣಗಳ ನಡುವಿರುವ ನಂಟು ಈ ಕೆಳಗಿನಂತಿದೆ,

ಒತ್ತಾಟ (Voltage)  = ಹರಿವು (Current) x  ತಡೆತನ (Resistance)

ಅಂದರೆ,  V  = I x R

ಮೇಲಿನ ನಂಟನ್ನು ಮತ್ತೊಮ್ಮೆ ನೀರಿನ ಹರಿವಿಗೆ ಹೋಲಿಸಿ ನೋಡೋಣ. (ಮೇಲಿರುವ ಗಣಿತದ ನಂಟಿನ ಬಲಗಡೆ ಮತ್ತು ಎಡಗಡೆಯ ತಿರುಳನ್ನು ಗಮನಿಸಿ)

1)      ಒತ್ತಡ ಹೆಚ್ಚಾದಂತೆ ನೀರಿನ ಹರಿವು ಹೇಗೆ ಹೆಚ್ಚಾಗುತ್ತದೆಯೋ ಹಾಗೆನೇ ಒತ್ತಾಟ ಹೆಚ್ಚಾದರೆ ಕರೆಂಟಿನ ಹರಿವು ಹೆಚ್ಚಾಗುತ್ತದೆ (V ಹೆಚ್ಚಾದಂತೆ I ಹೆಚ್ಚುತ್ತದೆ)

2)      ತಡೆ ಹೆಚ್ಚಾದಂತೆ ನೀರಿನ ಹರಿವು ಹೇಗೆ ಕಡಿಮೆಯಾಗುತ್ತದೆಯೋ ಹಾಗೆನೇ ತಡೆತನ ಹೆಚ್ಚಾದಂತೆ ಕರೆಂಟಿನ ಹರಿವು ಕಡಿಮೆಯಾಗುತ್ತದೆ (R ಹೆಚ್ಚಿದಂತೆ I ಕಡಿಮೆಯಾಗುತ್ತದೆ)

ಈ ನಂಟನ್ನು ತುಂಬಾ ತಿಳಿಯಾಗಿ ತಿಳಿಸಿಕೊಡುತ್ತಿರುವ ಈ ಕೆಳಗಿನ ತಿಟ್ಟವನ್ನು ನೋಡಿ

ಚುಟುಕಾಗಿ ಹೇಳುವುದಾದರೆ ಒತ್ತಾಟ (ವೋಲ್ಟೆಜ್) ಕರೆಂಟಿನ ಹರಿವಿಗೆ ಕಾರಣವಾದರೆ ಆ ಹರಿವಿಗೆ ತಡೆಯೊಡ್ಡುವುದೇ ತಡೆತನದ (resistance) ಕೆಲಸ.

(ತಿಟ್ಟಸೆಲೆ: http://vk3kid.org/)