स्ठितीक विद्युत

१. पदार्थ म्हणजे काय?

तर आपल्याला दिसतात त्या सर्व वस्तु, जगात असे अनेक वेगवेगळे पदार्थ आहेत. कोणते बरं??... म्हणजे काच आहे , प्लास्टीक आहे, लोखंड आहे, पितळ आहे, सोन चांदी , रबर, कागद, लाकुड, कपडे- कपड्यात पण लोकर आहे, सुती आहे, पॉलीस्टर आहे. 

 आणी हे सगळे पदार्थ लहान म्हणजे अतीशय लहान कणांनी बनलेले असतात. 

म्हणजे आपण गव्हाच कसं पीठ करतो. पीठाचा एक लहान कण घेतला, तर त्याचेही अजुन लहान कण करत गेलो म्हणजे येवढे लहान कण की त्यापेक्षा लहान कण असुच शकत नाही, येवढ्या लहान कणाला अणु असं म्हणतात

आणी आता हा अणु कसा बनला असेल बरं , म्हणजे येवढा लहान कणाच्या आत काय असेल????

हा येवढा लहान कण आपण पाहु शकतो का??? तर नाही पाहु शकत... ...पण हा अणु म्हणजे लहान कण एका वेगळ्या दुर्बीणीतुन दिसु शकतो.. प्रतेक पदार्थाचा लहान कण कसा बरं दिसेल??? त्यालाच सायन्स मध्ये म्हणतात अणुची संरचना, म्हणजे अणु कसा आहे ह्याचा दुर्बीणीतुन केलेला आभ्यास....

आता आपल्याकडे ती दुर्बीन नाहीये...पण तो कण कसा असतो, म्हणजेच अणूची संरचना ही अशी असते.. ते आपण या आक्रुतीतुन पाहुया

अणु  संरचना आकृती:

तर येवढुसा लहान अणु पण तीन गोस्टींनी बनला आहे, कोणत्या ????

१. प्रोट्रॉन

२. न्युट्रॉन

३. इलेक्ट्रॉन.

पण निसर्गात तर असे वेगवेगळे पदार्थ आहेत. आणी माणसांचे कसे वेगवेगळे स्वभाव असतात, तसेच ह्या प्रतेक पदार्थांचे पण स्वतःचे असे काही स्वभाव आहेत. आणि हे स्वभाव म्हणजे त्यांचे गुणधर्म..... 

प्रतेक पदार्थाचे हे गुणधर्म त्याच्या, अणुच्या वेगवेगळया संरचनेमुळे त्याला मिळाले आहेत. आणि प्रतेक पदार्थाला रासायनीक, भौतीक, विदुयत असे काही गुणधर्म असतात.   

भौतीक गुणधर्म म्हणजे त्याचा आकार, अवस्ठा, रंग, वजन इ.

रासायनीक गुणधर्म: त्यांचा ज्वलनशीलपणा (पेट घेणे) , क्रियाशिलता;- बुडबुडे निघणे, रंग बदलणे, वायु बाहेर पणे, उष्णता बाहेर फेकणे.

विदुयत गुणधर्म : अणु मधील इलेक्ट्रॉन चे फिरणे. घर्षण झाले असता इलेक्ट्रॉनचे एका अणुकडुन दुसर्या अणुकडे उडी मारणे किंवा चिकटणे (आकर्षण) , किंवा दुर लोटणे (प्रतीकर्षण). 

स्थितीक विद्युत ह्या धड्यात आपण पदार्थाचे विद्युत गुणधर्म बघणार आहोत.

विद्युतप्रभार म्हणजे काय???

हे जाणुन घेण्यासाठी हा व्हिडीओ पाहा 

https://www.youtube.com/watch?v=i1nipXkXH8U

आणी हे लक्षात ठेवायचा प्रयत्न करा:

१.  a) - इलेक्ट्रोन मध्ये ऋण भार असतो = इलेक्ट्रॉन लिहीताना  -  , e,  असेही लिहीतात.   negative charge electron, ,

 

b). प्रोट्रॉंन धन प्रभार असतो. , प्रोट्रॉन लिहीताना  + धन , positive charge protron असेही लिहीतात,   

C). न्युट्रोन- अणुचा मध्य (center सेंटर) असतो.  त्यात विदुयत द्रुष्टया कुठलाच भार नसतो. 

२. प्रतेक पदर्थाचा अणु हा १) ऋण प्रभारीत - इलेक्ट्रॉन   , २) धन प्रभारीत + प्रोट्रॉंन, ३) आणि न्युट्रोन ह्या ३ घटकांपासुन  बनलेला असतो.  

३. प्रतेक पदार्थाच्या अणुंमधील इलेक्ट्रॉन मुक्त संचार करु शकतात., पण धन प्रभारीत + प्रोट्रॉंन संचार करु शकत नाहित.

४. प्रतेक पदार्थाच्या गुणधर्मामुळे , काही पदार्थाच्या आतमधुन इलेक्ट्रॉन वाहु शकतात (इलेक्ट्रॉन वाहताना आपल्याला दिसत नाही), तर काही पदार्थाच्या आतमधुन  ते वाहु शकत नाहीत.

५.  ज्या पदार्थाच्या आतमधुन इलेक्ट्रॉन वाहु शकतात त्यांना विद्युत वाहक पदार्थ म्हणतात.

६. ज्या पदार्थाच्या आतमधुन इलेक्ट्रॉन वाहु शकत नाहीत त्यांना विद्युत रोधक पदार्थ म्हणतात.

७. स्थितीक विद्युत फक्त विद्युत रोधक पदार्थांमध्ये निर्माण होते, कारण,-

८. विद्युत रोधक पदार्थां मध्ये  इलेक्ट्रोन त्यांच्यामधुन वाहु शकत नाहीत , त्यामुळे घासले गेले असता, इलेक्ट्रॉन एका पदार्थावरुन दुसर्या पदार्थावर स्थलांतरीत होतात (उडी मारतात  ) . त्या मुळे ज्या पदार्थांमधुन इलेक्ट्रॉन निघुन गेले तो इलेक्ट्रॉन च्या कमतरतेमुळे धन प्रभारीत होतो.  व ज्यावर स्थलांतरीत झाले तो अधिक इलेक्ट्रॉन मुळे ऋण प्रभारीत होतो.

९. विद्युत वाहक पदार्थांमध्ये स्थितीक उर्जा  निर्माण होत नाही, कारण त्यांच्या आतमधुन इलेक्ट्रॉन वाहु शकतात.  आणि स्थितीक म्हणजे एका जागी इलेक्ट्रॉनचा अतिरीक्त भार वाहुन गेल्याने जमा होऊन राहु शकत नाही. 

८. पदार्थाच्या अणुमध्ये इलेक्ट्रॉन व प्रोट्रॉंन ची संख्या समान असेल तर तो पदार्थ विद्युत द्रुष्ट्या उदासीन असतो. 

इलेक्ट्रॉन संख्या = प्रोट्रॉंन संख्या  तर उदासीन त्याच्यावर कुठलाही भार नसतो.

९. पदार्थाच्या अणुमध्ये इलेक्ट्रॉन  ची संख्या जास्त असेल,  तर तो पदार्थ विद्युत द्रुष्ट्या ऋण  (-)प्रभारीत असतो. 

१०. पदार्थाच्या अणुमध्ये प्रोट्रॉंन ची संख्या जास्त असेल,  तर तो पदार्थ विद्युत द्रुष्ट्या धन (+) प्रभारीत असतो. 

आता आपण  स्थितीक उर्जा कशी निर्माण होते ते पाहुया : 

वातावरणात कोणतेही सहसा विद्युत रोधक पदार्थ (प्लास्टिक, काच, रबर, लोकर इ.)  एकमेकांवर घासले गेले असता स्थितीक उर्जा निर्माण होते. स्थितीक उर्जा हिवाळ्यात जेंव्हा वातावरणात पाण्याची वाफ कमी असते, हवेत कोरडेपणा असतो तेंव्हा निर्माण होते. कारण पावसाळ्यात व उन्हाळ्यात हवेत असलेल्या  पाण्याच्या वाफेमुळे निर्माण झालेले अतीरिक्त इलेक्ट्रॉन पाण्याच्या वाफेकडुन वातावरणात वाहिले  जातात .

कारण पाणी हे विद्यूत वाहक आहे.

निसर्गात हे सर्व पदार्थ सुरवातीला सम प्रमाणात असलेल्या इलेक्ट्रॉन आणि प्रोट्रॉंन च्या संख्येमुळे उदासीन असतात, मात्र जेंव्हा विद्युत रोधक पदार्थ एकमेकांवर घासले जातात, तेंव्हा प्रतेक पदार्थांच्या गुणधर्माप्रमाणे एका पदार्थांवरील इलेक्ट्रॉन दुसर्‍या पदार्थावर स्थलांतरीत होतात. आणि अणु मध्ये असलेला हा समतोल ढासळल्याने दोन्ही पदार्थांमध्ये विरुद्ध भार निर्माण होतात. ज्या पदार्थावरील इलेक्ट्रॉन दुसर्‍या पदार्थावर निघुन जातात, तो इलेक्ट्रॉन च्या कमतेरतेमुळे धन प्रभारीत होतो. व ज्या पदार्थावर हे इलेक्ट्रॉन स्थलांतरीत होतात तो जास्त इलेक्ट्रॉन च्या संख्येमुळे ऋण प्रभारीत होतो. 

पदार्थाच्या प्रतेक गुणधर्माप्रमाणे काही पदार्थांवरचे इलेक्ट्रॉन घर्षणामुळे , ज्याच्याशी घासले गेले, त्या पदार्थावर उडुन जातात. असे इलेक्ट्रॉन देणारे काही पदार्थ असतात. तर जे इतरांकडुन इलेक्ट्रॉन घेतात, असा दुसर्‍यांकडुन इलेक्ट्रॉन घेणारा असा काही पदार्थांचा गुणधर्म असतो.

स्थितीक उर्जेचा शोध कोणी लावला? 

पीटर व्हॅन मुशेंब्रोइक ह्या  शात्रज्ञाने स्थितीक विद्युत चा शोध  लावला. 

https://translate.google.co.in/translate?hl=mr&sl=en&u=https://www.britannica.com/biography/Pieter-van-Musschenbroek&prev=search&pto=aue

दैंनदीन जीवनात स्थितीक विद्युत चे उपयोग:

https://www.school-for-champions.com/science/static_uses.htm#.X5mmg4gza00

१. प्रदुषण कमी करण्यासाठी:

https://www.youtube.com/watch?v=e4EWohMETfM

२. हवेत ताजेपणा आणण्यासाठी वापरात आणलेले स्प्रे.

३. कार रंगवण्या साठी चे स्प्रे

४. झेरॉक्स मशिन मध्ये- शाई प्रभारीत करुन कागदावर हवे त्या ठिकाणी चिकटवण्या करिता

https://en.wikipedia.org/wiki/Static_electricity

स्थितीक उर्जेचे अजुन काही निसर्गाने ठरवलेले नियम:

१. विरुद्ध प्रभारांमुळे वस्तुंमध्ये आकर्षण निर्माण होते.

२. समान प्रभारांमुळे प्रतिकर्षण होते, म्हणजे वस्तु एकमेकांपासुन दुर लोटल्या जातात. 

३. एखाद्या ऋण किंवा धन प्रभारीत पदार्थाजवळ, जर विद्युत वाहक पदार्थ नेला, तर काय होईल विचार करा बरं ?????:

१. जर तो पदार्थ धन प्रभारीत असेल, तर जवळ आलेला विद्युत वाहक पदार्थ जमिनीकडुन त्यात कमी असलेल्या  इलेक्ट्रॉन येवढे इलेक्ट्रॉन त्या पदार्थापर्यंत वाहुन नेईल. असे केल्याने तो पदार्थ समान धन व ऋण भारामुळे परत उदासीन बनेल.

२. जर तो पदार्थ ऋण प्रभारीत असेल, तर जवळ आलेला विद्युत वाहक पदार्थ त्या पदार्थाकडुन जमिनीकडे त्यात फक्त जास्त असलेले  इलेक्ट्रॉनच वाहुन नेईल. असे केल्याने तो पदार्थ समान धन व ऋण भारामुळे परत उदासीन बनेल.

४. तुम्हाला माहित आहे का आपले शरीर पण विद्युत वाहक आहे, 

वातावरणामध्ये वीज कशी निर्माण होते????

ढग हे पाण्याच्या वाफेपासुन बनलेले असतात, व ते वातावरणात जस जसे वर जातात तसे त्या पाण्याच्या वाफेचे बर्फात रुपांतर होते, आणि ढगांमधील घर्षणामुळे ह्या बर्फामध्ये धन प्रभार निर्माण होतो, त्यामुळे ढगांमध्ये वरच्या बाजुला धन व खालच्या बाजुला ऋण प्रभार निर्माण होतो. पावसाळ्यात होणार्या ढगांच्या गर्दीमुळे हा अतिरीक्त ऋण प्रभार दुसर्या ढगांवरील धन प्रभाराकडे आकर्षित होतो. आणि जर त्या ढगांपासुन जमिनीवर जास्त धन प्रभारीत असलेला पदार्थ असेल तर ढगांवरील अतिरीक्त ऋण प्रभार जमिनीकडे आकर्षिला जातो. पावसाळ्याच्या सुरवातीला व पाऊस परतताना आकाशामध्ये ढगांची दाटी कमी असते, त्यामुळे अतिरीक्त भार ढग कमी असल्यामुळे आणि जमिनीवर असलेल्या धन पदार्थ जवळ असल्या मूळे तिकडे आकर्षित होतो. व जमिनीवर वीज कोसळते. म्हणजेच इलेक्ट्रॉन वाहिले जातात