Wednesday, April 15, 2015

ඉලෙක්ට්‍රොනික්ස් පාඩම - 2 (Electronics Lesson)

විදුලිය (electricity)

බලශක්තියක් ලෙස විදුලියේ ඇති වටිනාකම හා විශේෂතා ඔබ දැන සිටිය යුතුය. සුළඟ, තාපය/ගින්දර වැනි අනෙක් බලශක්ති ප්‍රභවයන්ට වඩා විදුලිය පහත දැක්වෙන් හේතු නිසා ඉතා ඉදිරියෙන් සිටී.
       ·         විදුලිය ඉතා පහසුවෙන් ගබඩාකර තබා ගත හැකිය.
       ·         ඉතා කෙටි ඉඩ ප්‍රමාණයක වැඩි බලශක්ති ප්‍රමාණයක් ගබඩාකර තබා ගත හැකිය.
       ·         ඉතා දිගු කාලයක් ශක්තිය හානියක් නැතිව විදුලි ශක්තිය ගබඩාකර තබා ගත හැකිය.
       ·         ඉතා වේගයෙන් එක තැනක සිට තවත් තැනකට විදුලි ශක්තිය සම්ප්‍රේෂණ (transmission) කළ හැකිය.
       ·         ඉතාම කුඩා ප්‍රමාණයේ සිට අති දැවැන්ත ප්‍රමාණය දක්වා පරාසයක විදුලි ශක්තිය පහසුවෙන් හා කාර්යක්ෂමව හැසිරවිය හැකිය.
       ·         විදුලි ශක්තිය ඉතා පහසුවෙන් හා කාර්යක්ෂමව තාපය, ආලෝකය, චාලක වැනි වෙනත් ශක්ති බවට පරිවර්ථනය කළ හැකිය.
       ·         විවිධ ක්‍රම ඔස්සේ (ජල පහරකින්, ගින්දරින්, සූර්යාලෝකයෙන්, සුළඟින්, රසායනිකව ආදී ලෙස) විදුලිය පහසුවෙන් නිපදවිය හැකිය.

ඉහත සඳහන් කරුණු ආදිය නිසා ඇසට නොපෙනෙන කුඩා උපකරණයක සිට යෝධ උපකරණ දක්වා විදුලිය ඉතා බුද්ධිමත් (smart) ආකාරයට භාවිතා කළ හැකිය. තවද, අවශ්‍ය අවම ආරක්ෂිත ක්‍රම අනුගමනය කරන්නේ නම්, විදුලිය යනු ඉතාමත්ම ආරක්ෂාකාරී බලශකත්යක්ද වේ. (ඕනෑම අහිංසක දෙයකින් වුවද, මිනිසාගේ මෝඩකම් නිසා අනතුරු ඇතිවිය හැකිය.) පරිසර හානිය අවමයෙන්ම සිදු වෙන ආකාරයට විදුලිය නිපදවීම මෙන්ම පරිහරණය කිරීමද කළ හැකිය. (ඉන්ධන යනුද ප්‍රචලිති බලශක්ති ප්‍රභවයක් වුවත්, එය භාවිතයෙන් ඇතිවන පරිසර හානිය පෘථිවියේ වෙසෙන සියලු ජීවින්ට බරපතල වන අයුරින් පවතින බව ඔබ දැනටමත් දන්නවා විය යුතුය.)

සටහන
කාර්යක්ෂම (effective) හා කාර්යක්ෂමතාව (effectiveness) යන වදන් ඔබට එදිනෙදා ජීවිතයෙත් තාක්ෂණික ලෝකයෙත් නිතර අසන්නට ලැබේ. පුදුමයට මෙන් මෙම වචනයේ නියම සරල තේරුමක් එම අයට නැත. මේවා හුදු වචනම නොවේ. වැදගත් විද්‍යාත්මක තේරුමක් ඇත. “නිවැරදි/අවශ්‍ය වැඩේ කරන” යන තේරුම මින් ලබා දේ. උදාහරණයක් ලෙස, ඔබගේ නියපොතු කැපීමට නියපොතු කපනයක් භාවිතා කළ හැකිය. එම වැඩේ කිරීමටම එලවලු කපන පිහියද භාවිතා කළ හැකිය. අවශ්‍ය කරන වැඩේ (එනම්, නියපොතු කැපීම) කිරීමට මෙම ක්‍රම දෙකෙන්ම පුළුවන් වුණත්, එම වැඩේට වඩා සුදුසු මේ දෙකෙන් කුමක්දැයි ඔබ දන්නවා. එනම්, නිවැරදිව ආරක්ෂිතව පහසුවෙන් යම් වැඩක් කිරීමට ඇති හැකියාව කාර්යක්ෂමතාව වේ.

මෙලෙසම මේ ළඟින් යන තවත් වචනයක් ‍තියෙනවා efficient (efficiency) ලෙස. සමහරුන් මෙම ඉංග්‍රිසි වදනට දෙන්නේද “කාර්යක්ෂම” යන තේරුමම වේ. තවත් සමහරෙක් “ඵලදායිතාව” යනුවෙන්ද සිංහල තේරුම ලබා දෙනවා. ඇත්ත වශයෙන්ම effective මෙන්ම efficient යන වචනයටද නිශ්චිත විද්‍යාත්මක තේරුමක් ඇති අතර, එම වචන දෙක කිසි සේත් සමාන නැති නිසා වෙන වෙන නිශ්චිතව සිංහල තේරුම් ලබා දීමට සුදුසුය. මෙහි තේරුම නම්, යම් කාර්යක් කිරීමට ලබා දෙන ශක්තියෙන් (ප්‍රදාන ශක්තිය - input energy) කොතරම් ශක්ති ප්‍රමාණයක් අවශ්‍ය වැඩේ සිදු කිරීමට වැය වෙනවාද (ප්‍රතිදාන ශක්තිය - output energy) යන්නයි. උපමාවක් ලෙස, ඔබ කඩේට ගොස් රුපියල් 100 දී අයිස් පැකට් එකක් ගත්තා නම්, ඔබට දැනෙනවා නේද දුන් වටිනාකමට වඩා ඉතා අඩු වටිනාකමක් ලැබුණු බව (එනම්, කාර්යක්ෂමතාව අඩුයි.). යම් උපකරණයකට ලබා දෙන ශක්තියෙන් වැඩි කොටසක් අපට අවශ්‍ය වැඩය සිදු කිරීමට යොදාගනු ලබන විට, එම උපකරණය efficiency වැඩි එකක් ලෙස සැලකෙනවා.

ඇත්තටම, ඉහත සිංහල තේරුම් අවුල විසදීමට, effective යන්නට “කාර්යශූර හෝ කාර්යසාධක” යන වචනයත්, efficient යන්නට “කාර්යක්ෂම” යන වචනයත් යොදමු. යන්ත්‍ර සෑදීමේදී පමණක් නොව, ජීවිතයේ සෑම කටයුත්තකදී වුවද, ඔබ කළ යුත්තේ කාර්යසාධනය හා කාර්යක්ෂමතාව වැඩි දේවල් සෑදීම හා කිරීම වේ. මෙම දෙකින් එකක් අඩු වූ විට, එම කරන දෙයින් වැඩක් නැත. සිංහල කියමනක් තියෙනවා “ලෙඩා මලත් බඩ සුද්දයි” කියලා. එම කියමන මෙතැනට කදිමට ගැලපේ. (කරන වැඩේ කාර්යක්ම වුවත් කාර්යසාධනය අවම බව මෙම කියමනෙන් කියැවේ.)


විදුලි සන්නයනය

විදුලිය ගමන් කිරීමට හැකි (තඹ, යකඩ වැනි) ද්‍රව්‍යය විදුලි සන්නායක (electrical conductor) ලෙස හැඳින්වේ. සන්නායකය යන්නෙහි තේරුම “ගමන් කරවන්නා” යන්නයි. එමනිසාම, තාපය ගමන් කිරීමට හැකි ද්‍රව්‍යය තාප සන්නායක (heat conductor) ලෙසද හැඳින්වෙනවා. විදුලි කොටන (lightning) විට ඉන් ඇතිවන අනතුරු අවම කිරීමට උස් තැනක සවි කරන “අකුණු සන්නායකය” (lightning conductor) යන්නට එම නම ලැබී ඇත්තේ, එම උපකරණය එය අසලින් ගමන් කරන අකුණක් ඊට ඇඳ ගෙන (උරා ගෙන) බිමට ගමන් කිරීමට සලස්වන නිසාය (එමඟින් එම අකුණු සැර අහළ පහළ ස්ථානයකට වැදීමට ඇති ඉඩ කඩ නැති කර දමයි). බොහෝ දෙනා “වයර්” (wire) යනුවෙන් හඳුන්වන්නේ විදුලි වැඩ සඳහාම සැකසූ සන්නායක වේ. මතක තබා ගත යුතු තව දෙයක් නම්, සාමාන්‍යයෙන් හමුවන ඕනෑම ජලයක් (වැසි දිය, ටැප් වතුර, ළිං ජලය ආදි), මිනිස් (හා වෙනත් සත්ව) ශරීර මෙන්ම මහ පොලොවද විදුලිය සන්නයනය කරන බවයි.

විදුලියට ගමන් කළ නොහැකි (ලී, ප්ලාස්ටික්, වීදුරු වැනි) ද්‍රව්‍යය විදුලි පරිවාරක (electrical insulator) ලෙස හැඳින්වෙනවා. එලෙසම, තාපය ගමන් කිරීමට නොහැකි ද්‍රව්‍ය තාප පරිවාරක ලෙස පවසන බව ඔබට තේරුම්ගත හැකියි නේද? වාතයද සාමාන්‍යයෙන් පරිවාරකයක් ලෙස හැසිරේ.

විදුලිය සන්නායක ඔස්සේ ගමන් කිරීමට පෙර ඒවා උත්පාදනය කළ යුතුය. විදුලිය උත්පාදනය කරන ක්‍රම ගණනාවක්ම පවතී. විද්‍යාත්මක ඇසකින් බැලූ විට, විදුලිය නිපදවීමට මූලික විද්‍යාත්මක මූලධර්ම කිහිපයක්ම පවතී. විදුලි ජනකය (electric generator) නම් මෝටරය කැරකැවීමට සැලැස්වීම ‍එම ක්‍රම අතරින් ඉතා බහුලව භාවිතා කෙරෙන පහසුම ක්‍රමයයි. සියලුම ජල විදුලි බලාගාර (hydro-power) තුළදී සිදු වන්නේ ඉහළ සිට පහළට වේගවත් ජල පහරක් (දිය ඇල්ලක මෙන්) එම මෝටරයට සවි කරන ලඳ බඹරයකට පතිත වීමට සලස්වා ඉන් මෝටරය කැරකැවීමයි. තවද, සුළං විදුලි මෝල් (wind power) වලදිද සිදුවන්නේ සුළඟට කැරකැවීමට හැකි විශාල බඹරයක් ‍මගින් එම විදුලි ජනකය (මෝටරය) කැරකැවීමයි. ගල් අඟුරු බලාගාර (coal power) මෙන්ම තාප/තෙල් විදුලි බලාගාර (fuel power) වලද එම ගල් අඟුරු හෝ තෙල් දහනය කර පෙර සේම විදුලි ජනකය කරකැවීමට සලස්වයි. ‍ඒ විතරක් නොවේ, සාමාන්‍ය දර ආදිය දහනය කර විදුලිය (dendro power) නිපදවීමද මෙන්ම, මුහුදු ජල තරංග යොදාගෙන විදුලිය නිපදවීමද (wave power) ඉහත ආකාරයටම ජෙනරේටරයක් කරකැවීමෙන් සිදු කෙරේ. ඒ විතරක්ද නොවේ, න්‍යෂ්ඨික ශක්තයෙන් විදුලිය නිපදවීමද (nuclear power) සිදු වන්නේ පෙර සේම ජෙනරේටරයක් කැරකැවීමෙන්ය. (මේවා ගැන විස්තරාත්මකව පසු පොතක ඉගැන් වේ.)

ඉහත ජෙනරේටර් නොමැතිව විදුලිය නිපදවන ආකාර ගණනාවක් පවතී. ඉන් ප්‍රචලිතම ක්‍රමය නම්, සූර්ය කෝෂ (solar cell/ solar power) වේ. සූර්ය කෝෂ පැනල් මතට හිරු එළිය වැ‍ටෙන විට ඉන් විදුලියක් නිපදවයි. යම් යම් රසායනික ප්‍රතික්‍රියා සිදුවන විටද විදුලියක් නිපද වන අතර, සෙල්ලම් බඩුවලට ආදිය දමන බැටරි ක්‍රියා කරන්නේ මෙම ක්‍රමයටය. තවද, යම් යම් ද්‍රව්‍ය ඇතිල්ලීමෙන්ද විදුලිය නිපැදවේ (triboelectricity). යම් යම් ද්‍රව්‍යය පීඩනයට ලක් වීමෙන්ද විදුලිය නිපදවිය හැකිය (piezoelectricity).  මේ ආදි ක්‍රම කිහිපයක් ඇති අතර, බොහෝ විට මෙම විශේෂිත අපූරු ක්‍රමවලින් නිපදවෙන විදුලිය කුඩා වේ. එහෙත් ඒවා යම් යම් අය ඉතා නිර්මාණශීලිව භාවිතාවට ගනී. උදාහරණයක් ලෙස, ඇතිල්ලීමෙන් හා පීඩනයට ලක් වීමෙන් විදුලිය නිපදවන සපත්තු නිර්මාණය කර ඇත (එනම් ඇවිදින විට ඉබේම විදුලිය නිපැදවේ). එම විදුලියෙන් සපත්තුව තළම කුඩා සිසිලන උපාංග ක්‍රියා කරවයි. එවිට, එම සපත්තු පළඳින අයගේ පාදවලට සිසිලක් දැනේ. එමගින් ඔවුන්ගේ විඩාව සමනය කර ශාරීරික සුවතාව වැඩි කරයි.


විදුලි පරිපථ

පරිපථ (circuit) යන්නෙහි සරල තේරුම සම්පූර්ණයෙන්ම වැසුණු/සංවෘත (completely closed) පථය (ගමන් මාර්ගය) යනුයි. විදුලි උත්පාකයක/ප්‍රභවයක හැම විටම අග්‍ර (lead - ලීඩ්) දෙකක් ඇත. ඉන් එක අග්‍රයකින් විදුලිය පිටතට ලබා දෙන අතර, අනෙක අග්‍රයෙන් මුලින් පිට කළ විදුලිය නැවැත ලබා ගනී. මෙම නිසයි මෙයට විදුලි පරිපථයක් (electric circuit) ලෙස පවසන්නේ.

 
එක් අග්‍රයකින් පිටවන විදුලිය අනෙක් අග්‍රය වෙතට ළඟා වෙන්නේ “සන්නායක ඔස්සේ සවාරියක්” ගොසින්ය. මෙම විදුලිය තම සවාරිය තුළ සන්නායක හා වෙනත් විදුලි උපාංග ඔස්සේ ගමන් කිරීම නිසා එම උපකරණ ක්‍රියාත්මක් වේ. මෙම පරිපථය තුළින් විවිධ ප්‍රමාණයෙන් යුතු විදුලිය (ශක්තිය) ගමන් කළ හැකිය. එමනිසා, කුඩා විදුලියක් පරිපථය හරහා ගමන් කිරීමට සලස්වා එම පරිපථයට විශාල විදුලියක් අවශ්‍ය කරන විදුලි උපාංග සවි කිරීමෙන් පලක් නැත (කුඩා සුළඟකට ඔබව ගසා ගෙන යා නොහැකි සේම). එලෙසමයි, අති විශාල විදුලියක් පරිපථය හරහා යෑමට සලස්වා, එම පරිපථයට ඉතා කුඩා විදුලියක් අවශ්‍ය කරන විදුලි උපාංගයක්ද සවි නොකළ යුතුය. එසේ සවි කළොත්, විශාල විදුලිය මගින් අර උපාංගය දැවී විනාශ වී යයි.

පරිපථය ක්‍රියාකාරී වීමට නම්, හැම විටම එය සංවෘත (closed) විය යුතු බව ඔබ දැන් දන්නවා (මෙවැනි පරිපථයක් සංවෘත පරිපථයක් (closed circuit) ලෙස හැඳින්වෙනවා. මීටම, පරිපථය ඔන් (on) එකේ තියෙනවා යැයිද කියනවා.) එම පරිපථ‍යේ කොතැනකින් හෝ විදුලි සන්නයනය කැඩුවහොත් එම පරිපථය තුළ විදුලිය ගමන් කිරීම ඒ ක්ෂණයෙහිම නවතිනවා. එවිට පරිපථය ඕෆ් (off) වෙනවා යැයි කියනවා. පරිපථය විවෘත කරනවා (හෝ විවෘත පරිපථයක් (open circuit)) යැයිද කියන්නේ මෙයටයි. පරිපථයක් අපට අවශ්‍ය වෙලාවට ඔන් කිරීමටත්, අවශ්‍ය වෙලාවට ඕෆ් කිරීමටත් හැකි විදුලි ‍උපාංගය විදුලි ස්විචය (electric switch) ලෙස හැඳින්වෙනවා.

 

ප්‍රතිරෝධය

යම් දේකට කරන බාධාව ප්‍රතිරෝධය (resistance) ලෙස හැඳින් වේ. ඉතිං, යම් සන්නායකයක් ඔස්සේ විදුලිය ගමන් කරන විටද එම සන්නායක විසින් විදුලියට යම් බාධාවක් ඇති කරනවා. උපමාවකින් මා මෙම ප්‍රතිරෝධය දක්වන්නම්. අවුරුදු කාලයට ඔබ ටවුමක ඇවිදින විට ඇති වන තත්වය ඔබ අත් විඳ තිබෙනවා නේද? එනම්, මිනිසුන් හා වාහන විශාල සංඛ්‍යාවක් පාර පුරාම ගමන් කරනවා. ඔබට ඔබේ සාමාන්‍ය ගමන් විලාසයෙන් එම වේගෙන්ම ගමන් කිරීමට දැන් අපහසුයි. අනිත් අය ඇ‍‍‍ඟේ හැපෙනවා. ඔබේ ගමනේ වේගය අඩාල වෙනවා. මෙම ක්‍රියාවලිය නිසා ඔබ දැන් අත් විඳ ඇත්තේ “ප්‍රතිරෝධයකි”. අප විදුලියේදී සලකා බලන්නේ මෙම විදුලි ප්‍රතිරෝධයයි. සන්නායකය තුළින් විදුලිය ගමන් කරන විටද එවැනිම බාධාවක් පවතිනවා.

විදුලිය ගමන් කරන විට, එක් එක් ද්‍රව්‍යයකින් ඇති කරන රෙසිස්ටන්ස් එක වෙනස්ය. සමහරක් ද්‍රව්‍යය පහසුවෙන්ම විදුලිය ගමන් කරවයි (එනම්, රෙසිස්ටන්ස් ඉතා අඩුය.) ඒවා හොඳ සන්නායක වේ. වයර් සෑදීමට යොදා ගන්නේ මෙම හොඳ සන්නායකයි. තවත් සමහරක් ද්‍රව්‍යය විදුලිය ගමන් කරවයි; එහෙත් විශාල බාධාවක්ද ඇති කරයි. මේවා නරක සන්නායක වේ. විදුලි උදුන් හා ඇඳුම් මදින අයන්වලට එහෙම යොදාගන්නේ මෙවැනි නරක සන්නායක වේ. මින් පෙනෙන්නේ හොඳ හා නරක සන්නායක දෙවර්ගයෙන්ම ප්‍රයෝජනවත් වැඩ ගත හැකි බවයි. තවද, රෙසිස්ටන්ස් එක් ඉතාම ඉතා වැඩි වූ විට, බාධාව කොතරම් වැඩිද යත් විදුලිය ටිකක් හෝ ගමන් කිරීමට පවා බැරි වෙනවා. ඔබට දැන් මතක් වෙනවා ඇති මෙවැනි විදුලිය ගමන් කළ නොහැකි ද්‍රව්‍ය වලට අප කියන්නේ පරිවාරක කියා බව. මේ අනුව, පරිවාරක හා සන්නායක යනු රෙසිස්ටන්ස් එකේ අඩු වැඩි කම නිසා ඇති වන තත්තවයන් දෙකක් බව මතක තබා ගන්න.

ඒ ඒ ද්‍රව්‍යවලට ඊටම ආවේනික ප්‍රතිරෝධී ගුණයක් පවතිනවා. උදාහරණයක් ලෙස, යකඩවලට වඩා තඹවල රෙසිස්ටන්ස් එක අඩුය. තඹවලට වඩා රිදීවල රෙසිස්ටන්ස් එක අඩුය. ඒ ඒ ද්‍රව්‍යය සතු මෙම ප්‍රතිරෝධි ගුණය විද්‍යාතමකව මැන බලා වගුවල දක්වා ඇත. ද්‍රව්‍යවල ඇති එම ප්‍රතිරෝධය, ප්‍රතිරෝධකතාව (resistivity) යන විශේෂ නමකින් හැඳින්වේ. ප්‍රතිරෝධකතාව ‍නියතයක් (එනම්, වෙනස් නොවන ගුණයක්) වුවත්, යම් ද්‍රව්‍යයක සමස්ථ (දළ) රෙසිස්ටන්ස් එක එම ද්‍රව්‍යයේ දිග (length), ද්‍රව්‍යයේ හරස්කඩ වර්ගඵලය (cross-sectional area), එම ද්‍රව්‍යය පවතින උෂ්ණත්වය මතද රඳා පවතිනවා. මා මෙම තත්වයද උපමාවක් ආශ්‍රයෙන් පැහැදිලි කරන්නම්. ඔබ කඩේකින් බඩුවක් ගන්නා විට, මුදලාලි බඩුවල ගණන් දක්වා ඇත්තේ යම් ඒකකයක මිල වශයෙනි. එනම්, සීනි කිලෝවක් රුපියල් 60, තේකොල කිලෝවක් රුපියල් 200 ආදි වශයෙනි. මෙම “ඒකකයක මිළ” හරියටම ප්‍රතිරෝධකතාව වැනිය. (ඇත්තටම ප්‍රතිරෝධකතාව යනු, සලකා බලන ද්‍රව්‍යයේ ඒකක දිගක් (එනම් දිග මීටර් එකක්) හා ඒකක හරස්කඩ වර්ගඵලයක් (එනම් හරස්කඩ වර්ගඵලය වර්ගමීටර් එකක්) වූ විට, උෂ්ණත්වය සෙල්සියස් අංශක 25 දී, එම ද්‍රව්‍යයේ රෙසිස්ටන්ස් එක වේ.) දැන් ඔබ කියාවි සීනි ‍කිලෝ දෙකක් දෙන ලෙස. එවිට, ඔබට රුපියල් 120ක් ගෙවීමට සිදු වේ. මෙම රුපියල් 120 අගය හරියටම යම් ද්‍රව්‍යයක දළ (සාමාන්‍ය, සමස්ථ) රෙසිස්ටන්ස් එක වැනිය. එනම්, දිග, හරස්කඩ වර්ගඵලය, උෂ්ණත්වය වෙනස් වන විට අවසන් දළ රෙසිස්ටන්ස් එක වෙනස් වේ (එහෙත් එම ද්‍රව්‍යයේ ප්‍රතිරෝධකතාව නියතව පවතී හරියට සීනි කිලෝවක මිළ නොවෙනස්ව පැවතියා සේ.)
 

ඉහත රූපයේ විවිධ හැඩයන්ගෙන් යුතු (රවුම්, හතරැස්) හරස්කඩ වර්ගඵලයන් තද ඉරිවලින් දක්වා ඇත.
 


ධාරාව හා විදුලි විභවය

මෙතෙක් වෙලා අප විදුලිය ගැන සඳහන් කළේ හරියට “විදුලිය” යන නමින් යම් දෙයක් සන්නායක හරහා ගමන් කරන්නාක් ලෙස සලකමින්ය. එහෙත් එය එසේ නොවේ. විදුලිය යනු ශක්තියකි. විදුලිය යනුවෙන් හැඳන්වෙන කිසිදු ද්‍රව්‍යයක් හෝ අංශුවක් ඇත්තේ නැත (එවැනි දෙයක් නැති නිසා, එවැන්නකි ගමන් කරනවා යැයිද කිව නොහැකියි නේද?). ඇත්තටම විදුලිය යනු කුමක්ද? සරලවම හා නිවැරදිවම කියතොත්, විදුලිය යනු ඉලෙක්ට්‍රෝන  (electron) නිසා ඇති වන තත්වයකි. එනම්, යම් තැනක ඉලෙකට්‍රෝන ඒක රාශි වී ඇති විටක, එතැන ඉබේම විදුලිය ඇත. එම ඉලෙක්ට්‍රෝන (සන්නායකයක් ඔස්සේ) ගමන් කරන විට, එය විදුලිය ගමන් කරනවා ලෙස සැලකිය හැකිය.

යම් සනානායකක් දිගේ ඉලෙක්ට්‍රෝන ගමන් කරන විට, ඊට අප විදුලි ධාරාවක් (electric current) ලෙස පවසනවා. එය හරියට යම් පාරක් දිගේ වාහන ගමන් කරන්නාක් වැනිය. ඔබට පාරේ ‍යම් තැනක නැවතී, එක දෙක තුන ආදී ලෙස, එම පාර හරහා (එක් පැත්තකට) යන වාහන ගණන් කළ හැකියි නේද? එලෙසම, ඔබට (යම් විද්‍යාත්මක උපකරණයක් මගින්) යම් සන්නායකයක් දිගේ ගමන් කරන ඉලෙක්ට්‍රෝන ගණන් කළ හැකිය. සන්නායකයේ යම් නිශ්චිත ස්ථානයක් හරහා එක තත්පරයක් තුළදී ගමන් කරන ඉලෙක්ට්‍රෝන සංඛ්‍යාව ගනන් කළ විට අපට විදුලි ධාරාවේ ප්‍රමාණය ගණනය කළ හැකිය.

ඔබ යම් භාණ්ඩයක් සලකා බලන්න (උදාහරණයක් ලෙස, පොතක්). එම පොතට යම් “බරක්” ඇත. එහි යම් වර්ණයක් ඇත. මෙලෙම මිලක්, පිටු ගාණ ආදී ලෙස විවිධ මැනගත හැකි ගතිගුණ ඊට ඇත. එහෙත් වීදුරුව යන භාණ්ඩය ගත් විට, පොතට තිබෙන “පිටු ගණන” යන ගුණය ඊට නැත. මේ අනුව, විවිධ ද්‍රව්‍යය සඳහා මැනගත හැකි විවිධ ගති ගුණ පවතින බව මෙම සරල උදාහරණයෙන් පෙනෙනවා. ඉලෙක්ට්‍රෝනයටද “බරක්” ඇත. තවත් මැනගත හැකි (ක්වන්‍ටම් ගතිගුණ නමින් හැඳින්වෙන) ගතිගුණ පවතී. ඉන් අපට වැදගත් එක් ගතිගුණයක් නම්, “ආරෝපණය” (charge) යන්නයි. ධන ආරෝපන (positive charge), ඍණ ආරෝපන (negative charge) ලෙස ආරෝපන වර්ග දෙකක් ඇත. එකම වර්ගයේ ආරෝපන (එනම්, ධන-ධන හෝ ඍණ-ඍණ) එකිනෙකාව විකර්ෂණය කරන අතර වෙනස් වර්ගයේ ආරෝපන දෙකක් (එනම්, ධන-ඍණ) එකිනෙකාව ආකර්ෂණය කිරීම ආරෝපනවල ඇති වැදගත් ලක්ෂණයකි. “බර” (ස්කන්ධය) සම්මතයක් ලෙස කිලෝග්‍රෑම්වලින් (kg) වලින් මනින්නාක් මෙන්ම, ආරෝපනය මැනීමට කූලෝම් (Coulomb) (C යන සංඛේත අක්ෂරයෙන් එය දැක් වේ. සෑම ඒකකයක් සඳහාම මෙවැනි කෙටි ඉංග්‍රිසි සංඛේත අක්ෂරයක් ඇත.) නම් ඒකකයක් සම්මත කරගෙන ඇත. කූලෝම් යන විද්‍යාඥයාට ගෞරවයක් පිණිස මෙම නම යොදාගෙන ඇත. එක් ඉලෙක්ට්‍රෝනයකට දළ වශයෙන් ඍණ කූලෝම් 10-19  (-10-19 C) ඇත.
 

    

විදුලියෙන් වැඩ ගැනීමෙදී එය නිතරම මැනිය යුතුය. එහිදී, විදුලියෙහි මැනගත යුතු ප්‍රධාන මැනුම් දෙකක් ඇත. එකක් නම් “විදුලි ධාරාව” (electric current) වේ. ඉහතදී මේ ගැන සඳහන් විය. ඉහත සඳහන් කෙ‍රුනේ සන්නායකයක යම් ස්ථානයක් හරහා තත්පරයකට ගමන් කරන ‍ඉලෙක්ට්‍රෝන ප්‍රමාණය මැනගත් විට අපට ධාරාව සොයාගත හැකි බවයි. මා දැන් එය වඩාත් නිවැරදි ආකාරයට නැවත කියන්නම්. එනම්, පෙර සේම සන්නායකයක යම් ස්ථානයක් හරහා එක් තත්පරයකට ගමන් කරන ආරෝපණ ප්‍රමාණය මැනගත් විට, එම අගය ධාරාව වේ. ඔබට එසේ ගමන් කරන ඉලෙක්ට්‍රෝන ගණන මැනගත හැකි නම්, එම ඉලෙක්ට්‍රෝන ගණන 10-19  වලින් වැඩි කළ විට ලැබෙන්නේ ධාරාව වේ. එහෙත් ප්‍රායෝගිකව අප එසේ ඉලෙකට්‍රෝන ගණන මනින්නේ නැත. ඒ වෙනුවට ඉතා පහසුවෙන්ම ගමන් කරන ආරෝපන ප්‍රමාණය මැනගත හැකිය. එවිට ඍජුවම අපට ධාරාව මැන ගත හැකිය. මෙය ගණිතානුකූලව

ධාරාව = ආරෝපනය/කාලය (ආරෝපනය කාලයෙන් බෙදීම)

එනම්, එක් තත්පරයකට ගමන් කරන ආරෝපණ ප්‍රමාණය ධාරාව ලෙස අර්ථ දැක්විය හැකිය. තත්පරයට කූලෝම් ලෙස ඒකකය ලැබේ. එහෙත්, සම්මතයක් ලෙස ඇම්පියර් (Ampere) (A හෝ Amp යන සංඛේත අක්ෂර භාවිතා වේ.) යන කෙටි ඒකක යොදා ගැනේ. ඇම්පියර් යන විද්‍යාඥයාට ගෞරවයක් ලෙස මෙම නම යොදා ඇත. ඒ අනුව,

1 Cs-1  (තත්පරයට කූලෝම්) = 1 A (ඇම්පියර්)

 ධාරාවට අමතරව, අනෙක් වැදගත් විදුලි මැනුම වනුයේ විදුලි විභවයයි (electric potential). මෙය බොහෝ දෙනා අතර ප්‍රචලිත වී තිබෙන්නේ “වෝල්ටියතාව” (Voltage) ලෙසයි. ඊට හේතුව විදුලි විභවය මනින ඒකකය වන්නේ වෝල්ට් (Volt) (V) වීමයි. විදුලිය ගැන පර්යේෂණ කළ හා පළමු වරට විදුලි බැටරිය නිපදවූ ඇලෙක්සැන්ඩර් වෝල්ටා යන විද්‍යාඥයාගේ නමින් එය නම් කර ඇත.

පළමුව විභවය යන්නෙහි සරල තේරුම දත යුතුය. එහි තේරුම “හැකියාව/ශක්තිය” යන්නයි. එනම්, යම් දෙයක් එහි පිහිටීම නිසා ලබා ගන්නා හැකියාව වේ. උදාහරණයක් ලෙස, යම් ගල් කැටයක් පොලොව මට්ටමේ සිට අඩියක් උසින් තබා බිමට හෙලන්න (අවශ්‍ය නම් ඔබේ පාදය මතට. ටිකක් ‍රිදේවි.) දැන් එම ගලම අඩි පහක් පමණ උසක සිට පෙර සේම අත් හරින්න. (නැවතත් එය අත් හැරියේ ඔබේ පාදය මත නම්, දැන් විශාල රිදීමක් දැනෙනු ඇත.) එකම ගල වුවත්, එහි පිහිටීම මත එහි ගබඩා කරගත් ශක්තිය (හෙවත් විභව ශක්තිය) වෙනස් වන බව ඔබට මෙම ක්‍රියාකාරකමින් තේරුම් යාවි.

විදුලියටද විභව ශක්තියක් ඇත. විභවය (එනම් වෝල්ට් ගණන) වැඩි වන විට ඊට කළ හැකි හැකියාව/ශක්තියද වැඩි වේ. විදුලි විභවයෙන් කළ හැක්කේ මොනවාද යන්නයි දැන් ගැටළුව විය යුත්තේ. ඇත්තටම, වෝල්ටියතාවෙන් සිදුකරන්නේ සරල වැඩකි. එනම්, ඉලෙක්ට්‍රෝන් ගමන් කරවීමයි. මදක් සිතා බලන්න. යම් තැනක ඇති දෙයක් ඉබේම ගමන් කරන්නේ නැහැ නේද? උදාහරණයක් ලෙස ඔබේ මේසය මත ඇති කඩදාසියක් ඉබේම ගමන් කරන්නේ නැත. මේසය මතට සුළං පාරක් වැදුනොත් එය විසි වී යනු ඇත. ‍ඉලෙක්ට්‍රෝනවල තත්තවද එසේමයි. ඉලෙක්ට්‍රෝන යම් නිශ්චිත දිශාවකට ඉබේම ගමන් කරන්නේ නැත. එය යම් දිශාවකට ගමන් කරවීමට යම් “බලයක්” (“සුළං පාරක්”) ලබා දිය යුතුය. වෝල්ටියතාවෙන් සිදුකරන්නේ එම දෙයයි. එය හරියටම ගැලපෙන්නේ “පීඩනය” (pressure) යන විද්‍යා සංකල්පයටය. එම නිසාම, විදුලි විභවයට විදුලි පීඩනය (electric pressure) යන නමද යෙදෙනවා. එනම්, වාතය/වාත අංශු (හෝ එවැනි තරලයක්) ගමන් කරන්නේ හැම විටම වැඩි පීචන කලාපයක සිට අඩු පීඩන කලාපයකටය. එලෙසමයි විදුලියත් (ඉලෙක්ට්‍රෝන). ඒවා ගමන් කරන්නේ වැඩි විභව මට්ටමක හෙවත් වැඩි විදුලි පීඩනයක සිට අඩු විභව මට්ටමකට (පීඩනයකට) යි. මෙම (විදුලි) පීඩන වෙනස නිසා ධාරාවක් ගමන් කරනවා. පීඩන වෙනස වැඩි වන්නට වන්නට ගලන ධාරාවද වැඩි වනවා.

 
තවද, ‍විදුලි විභවය ගැන ගෙන හැර දැක්විය හැකි අනෙක් ‍හොඳම උපමාවක් පහත රූපයේ දැක් වේ. ජල මට්ටම වැඩි විට, පහත සිදුරින් ගලන ජල පහර දැඩිය. (ජල මට්ටම වෝල්ටියතාව වන අතර ගලා යන දිය කඳ ධාරාව වේ. එනම්, වෝල්ටියතාව වැඩි විට ධාරාවද වැඩි වේ.)
 


ධාරාව හැම විටම එක් නිශ්චිත තැනකින් මනින දෙයක් වුවද, වොල්ටියතාව හැමවිටම ස්ථාන දෙකක් අතර මිම්මක් ලෙස මැනිය යුතු බව ඔබට පේනවා නේද? එනම්, පරිපථයක යම් ස්ථානයක ඇති වෝල්ටියතාව (වෝලට් ගණන) හැමවිටම එම පරිපථයේම තවත් ස්ථානයකට සාපේක්ෂව මැනිය යුතු වේ. යමකට වඩා යමක් අඩු (‍හෝ වැඩි) බව ප්‍රකාශ කිරීමට අගයන් දෙකක් අවශ්‍ය කෙරෙනවා නේද? වැඩි පීඩනයක සිට අඩු පීඩනයකට ධාරාව (ඉලේට්‍රෝන) ගමන් කරවීමට එම ස්ථාන දෙක අතර පීඩන වෙනස වැදගත් වෙනවා. එමනිසයි කියන්නේ විභවය ස්ථාන දෙකක් අතර පවතින දෙයක් බව. වැඩි විභවයේ/පීඩනයේ සිට අඩු විභවය දක්වා වොල්ටියතාව පවතින බැවින්, එය විභව බැස්මක් (voltage drop) ලෙසද හැඳින්වෙනවා. ධාරාව මෙන්ම වෝල්ටියතාවද ඉතා පහසුවෙන් මීටරයක් (මල්ටිමීටරයක්) මගින් මැනිය හැකිය.
 

 
විද්‍යාවේදි මැනිය හැකි දෙයක් රාශියක් ලෙස හැඳින්වෙන අතර, ඒ සෑම රාශියක් සඳහාම (කිලෝග්‍රෑම්, තත්පර, ඇම්පියර්, මීටර් වැනි) ඒකකයක් (unit) පවතී. මෙම සෑම ඒකකයක් සඳහාම කෙටි ඉංග්‍රිසි යෙදුමක්ද පවතී (කිලෝග්‍රෑම් -> kg , තත්පර -> s , ඇම්පියර් -> A , මීටර් -> m).  ඒ විතරක් නොවේ; ඒ සෑම රාශියක් සඳහාම කෙටි ඉංග්‍රිසි සංඛේත නාමයක්ද පවතී (ස්කන්ධය (mass)  -> M , දිග (length) -> L , කාලය (time) -> T). කැපිටල් අකුරු මෙන්ම සිම්පල් අකුරුවලින් එම සංඛේත දැක්විය හැකිය. ඉතිං, ඉහත සඳහන් විදුලි රාශිවල සංඛේත නාම බලමු.

ධාරාව (Current) – I
වෝල්ටියතාව (Voltage) – E හෝ V
රෙසිස්ටන්ස් (ප්‍රතිරෝධය) – R  


ඕම් නියමය

විදුලි ක්ෂේත්‍රයේ සැම දෙනාම අනිවාර්යෙන්ම මතක තබා ගත යුතු හා ඉතා පහසුම හා ඉතා වැදගත්ම නියමය මෙය වේ. ඕම් නැමැති විද්‍යඥයා විසින් මෙය මුල්වරට සොයාගත් නිසා ඔහුගේ නමින්ම මෙම නියමය නම් කර ඇත. ඉහත සඳහන් කළ, ධාරාව, වෝල්ටියතාව, හා ප්‍රතිරෝධය අතර ඇති සම්බන්ධතාව මෙම නියමය (මූලධර්මය) මගින් පෙන්වා දෙනවා. ඇත්තටම මෙම වැදගත් නියමය සිතාගත නොහැකි තරමටම ඉතා සරලය.

V = IR  (මෙයම E = IR යනුවෙන්ද ලියනවා.)
 

ඉහත රූපයෙන් පෙන්වා දී ඇති පරිදි, යම් සන්නායකයක් විද්‍යුත් ප්‍රභවයකට සම්බන්ධ කළ විට, එම විදුලි ප්‍රභවය විසින් එම සන්නායකය දෙපස යම් විදුලි පීඩනයක් ඇති කරනවා. එම වෝල්ටියතාව නිසා, සන්නායකය තුළින් යම් ධාරාවක් ගමන් කරනවා. එසේ ගමන් කරන ධාරාවේ ප්‍රමාණය/අගය තීරණය වන්නේ එම යොදන වෝල්ටියතාව හා සන්නායකයේ රෙසිස්ටන්ස් එක මතයි. සාමාන්‍යයෙන් පරිපථයක රෙසිස්ටන්ස් එක නියතයකි. ඒ අනුව වෝල්ටියතාව වැඩි කරගෙන යනවා යනු ඊට සමානුපාතිකව ධාරාවද වැඩි වීමක් ලෙස සැලකිය යුතුය.

ප්‍රතිරෝධය මනින ඒකකය ඕම් (ohm) වන අතර, එම ඒකකයේ සංඛේතය ග්‍රීක හෝඩියේ අකුරක් වන ඔමෙගා ( Ω ) වලින් දැක්වේ.

විදුලි හා ඉලෙක්ට්‍රෝනික්ස් පරිපථ නිර්මාණයේදී අත්‍යවශ්‍යයෙන්ම හා නිරන්තරයෙන්ම භාවිතා වෙන යම් සිද්ධාන්තයක් ඇත් නම්, එය මෙම ඕම් නියමය වේ. පරිපථ නිර්මාණයේදී ඔබ විවිධ විදුලි හා ඉලෙක්ට්‍රෝනික උපාංග යොදනු ඇත. ඒ සෑම උපාංගයක්ම නිසියාකාරව ක්‍රියා කිරීමට අවශ්‍ය කරන වෝල්ටියතාවන් හා ධාරාවන් පවතී. එම අගයන් ඉක්මවා ගිය විට, එම උපාංග දැවී යන අතර, අවශ්‍ය අගයට වඩා අඩු වූ විට, එම උපාංග ක්‍රියා විරහිත වේ. එනිසා ඔබට දැන් තේරුම් යා යුතුයි අප යොදන ඒ සෑම උපාංගයකටම උචිත ධාරාව හා වෝල්ටියතාව ගණනය කිරීමට ඉහත සරල නියමය නිතර නිතර යෙදීමට සිදු වන බව.

සටහන
විදුලි උපාංග (electrical devices) හා ඉලෙක්ට්‍රෝනික උපාංග (electronic devices) අතර වෙනසක් පවතී. විදුලි උපාංග පමණක් යෙදූ පරිපථ හඳුන්වන්නේ විදුලි පරිපථ (electric circuit) ලෙසය. ඉලෙක්ට්‍රොනික් උපාංග එකක් හෝ යොදා ගත් විට එම පරිපථයම වුවද ඉලෙක්ට්‍රොනික් පරිපථයක් (electronic circuit) එකක් ලෙස හැඳින්වේ.

විදුලි උපාංග බොහෝ විට සරලය. සරල බල්බය, ස්විචය, හීටර් කොයිලය, සරල මෝටරය වැනි කෙලින්ම විදුලියට සම්බන්ධ කොට යම් එක් නිශ්චිත කාර්යක් සිදු කර ගන්නා උපාංග විදුලි උපාංග වේ. එම උපාංගවල ක්‍රියාකාරිත්වය බොහෝ විට අපට අවශ්‍ය කරන යම් කාර්යක් ඍජුවම ලබා දෙයි (උදාහරණයක් ලෙස, බල්බයේ ආලෝකය අපට ඍජුවම ලැබේ; මෝටරය කරකවමින් ෆෑන් එකක් සේ ක්‍රියා කර සුළඟ ලබා දේ). කොහොමත්, විදුලි පරිපථ සරලය. බොහෝ විට සලකා බලනු ඇත්තේ ලබා දෙන බලයට (input power) සාපේක්ෂව හොඳ කාර්යක්ෂම හා කාර්යසාධක ප්‍රතිපලයක් (output) ලබා ගැනීමය. ගෙවල් “වයරින්” කිරීම ආදියේදි සිදු කරන්නේ විදුලි පරිපථ සෑදීමයි.

එහෙත් ඉලෙක්ට්‍රොනික පරිපථ ඉතා සංකීර්ණ විය හැකිය. (පරිගණකයක පරිපථ සටහනක් කියවා බලන්න; එවිට පෙනෙයි එම ඉලෙක්ට්‍රොනික පරිපථය කෑලි දහස් ගණනකින් සැඳුම්ලත් විශාල හා සංකීර්ණ දෙයක් බව.) ‍ඉලෙක්ට්‍රොනික් උපාංග යනු පසුවට ඹබ එකින් එක ඉගෙන ගැනීමට යන රෙසිස්ටරය, කැපෑසිටරය, ඩයෝඩය, ට්‍රාන්සිස්ටරය වැනි උපාංගයි. මෙම උපාංග බල්බය, මෝටරය වැනි විදුලි උපාංග මෙන් ඍජුව යම් ප්‍රතිපලයක් ලබා නොදේ. ඒ වෙනුවට එම උපාංග රාශියක් සහයෝගයෙන් ක්‍රියා කර යම් “බුද්ධිමත්” ක්‍රියාවලියක් ලබා දේ. මේ අනුව, ඉලෙක්ට්‍රොනික් පරිපථ බුද්ධිමත් පරිපථ වේ. අප මෙම ‍පාඩම් මාලාවෙන් ඉගෙනීමට යන්නේ ඉලෙක්ට්‍රොනික් පරිපථ සෑදීමයි.

ඇත්තටම, ඉලෙක්ට්‍රොනික්ස් ඉගෙන ගන්නවා කියන්නෙම මෙම විවිධ කාර්යන් සිදු කරන ඉලෙක්ට්‍රොනික් උපාංග එකින් එක වෙන වෙනම ඉගෙන ගැනීමත්, එම උපාංග විවිධ ප්‍රයෝජනවත් හා “බුද්ධිමත්” ප්‍රතිවල ලබා දෙන ආකාරයට විවිධාකාරයෙන් එකට සම්බන්ධ කිරීමට ඉගෙන ගැනීමත්ය.


විදුලිය සතුව පවතින ශක්තිය ගණනය කරන්නේ කෙසේද?

විදුලිය යනු ශක්තියක් බව දැන් ඔබ දන්නවා. විදුලියේ ඇති වෝල්ටියතාව හා ධාරාව යන ගතිගුණ දෙක පිළිබඳවත් ඔබ දැන් දන්නවා. එහෙත්, වෝල්ටියතාව හෝ ධාරාව යනු විදුලියේ ශක්තිය නොවේ; ඒ දෙක විදුලි ශක්තියේ ගති ගුණ දෙකක් පමණි.

ශක්තිය (Energy) විවිධාකාරයෙන් පවතිනවා. ආලෝකය (light) යනුද ශක්තියකි. තාපය (heat) යනුද ශක්තියකි. ශක්තිය රසායනික (chemical) ස්වරූපයෙනුත් පවතිනවා (ඔබේ ශරීරයේ තිබෙන ශක්තිය පවතින්නේ මෙම රසායනික ක්‍රමයටයි). තව නොයෙක් ආකාරයෙන් ශක්තිය පවතිනවා. විදුලිය යනුද ශක්තිය පවතින එක් ආකාරයක් පමණයි. මොන ආකාරයෙන් පැවතියත්, ශක්තිය යනු “යම් කිසි කාර්යක් කිරීමේ හැකියාව” ලෙස අර්ථ දක්වා තිබෙනවා. ශක්තය මනින සම්මත ඒකකය ජූල් (Joule) (J) වේ (එය ජූල් යන විද්‍යාඥයාගේ නමින් නම් කර ඇත.) කිලෝ එකක බරක් කී විට ඔබට යම් හැඟීමක් ඒ ගැන ඇත. ඊට හේතුව ජීවිතයේ නිතරම විවිධ ද්‍රව්‍ය කඩෙන් මිලදී ගැනීමෙදි කිලෝග්‍රෑම් එක්ක නිතර හැප්පෙන නිසාය. සමහර විට බඩුවක් අතට ගෙන මෙතන ‍කිලෝවක් නැහැයි කියා කඩේ මුදලාලි අඩුවෙන් කිරා ඇති බවට චෝදනා කරන අවස්ථාද නිතර අසන්නට ලැබේ. එහෙත් ජූල් එකක ශක්තියන් යනු කොතෙක්දැයි එකවර අපට දැනීමක් ඇති නොවේ. විවිධාකාරයේ ශක්තින් ඇති නිසා එලෙස හැඟීමක් ඇති කර ගැනීම පහසුද නැත. (කැමති නම්, එදිනෙදා ජීවිතයේ හමුවන ශක්තීන් යොදාගන්නා අවස්ථාවල් ගැන සොයා බලා ඒ ඒ ඒවාට කොතරම් ශක්ති ප්‍රමාණයන් ඇතිදැයි සොයා බලන්න.) ඔබේ සාමාන්‍ය දැනීම හා විනෝදයට මා එවැනි උදාහරණ කිහිපයක් ‍කියන්නම්. සාමාන්‍ය මිනිසෙකුගේ මොලය සෑම තත්තපරයකදීම 80 J ක් පමණ වැය කරයි. ගෙදර ඇති වොට් 60 සාමාන්‍ය බල්බයකින් සෑම තත්පරයකදීම 60 J ක් වැය කරනවා. ඔබ කෑමට ගන්නා සීනි ග්‍රෑම් එකක දළ වශයෙන් 16000J පමණ ශක්තියක් ශරීරයට ලබා දෙනවා.

ශක්තිය එක්කෝ ගබඩා (store) වී පවතී. නැතිනම්, ශක්තිය උත්පාදනය (generate) කරයි. එහෙමත් නැතිනම්, ශක්තිය වැය (dissipate/consume) වේ. ශක්තිය උත්පාදනය කරන හෝ වැය කරන විට, තත්පරයකට කොතරම් ප්‍රමාණයක් නිපදනවාද හෝ වැය වෙනවාද යන්න දැන ගැනීම වැදගත්ය. යම් දෙයක් තත්පරයට (යම් කාලයකට) කොතරම් වේගයකින් වෙනස්වනවාද (නිපදවෙනවාද හෝ වැයවෙනවාද) යන්න ගණනය කිරීමට අප “සීඝ්‍රතාව” (rate) කියා කියනවා. ඒ අනුව, “තත්පරයට ශක්තිය” යන්න නිතරම අපට හමුවන රාශියක්. එම “තත්පරයට ශක්තිය” යන සීඝ්‍රතාවට “ක්ෂමතාව” හෝ “ජවය” (power) (P) යන වෙනමම නමක්ද භාවිතා කරනවා. එහි සංඛේතය P වේ. එය මනින ඒකකය “තත්පරයට ජූල්” (Js-1 හෝ J/s) වේ. මෙම රාශිය බහුලවම භාවිතාවන එකක් නිසා, ඊට තත්පරයට ජූල් යන දිග නාමයක් සහිත ඒකකය වෙනුවට “වොට්” (Watt) (W) යන කෙටි නමක්ද හඳුන්වා දී තිබෙනවා. (මෙයද ජේම්ස් වොට් යන විද්‍යාඥ‍යාට ගෞරවයක් පිණිස ඔහුගේ නමින් නම් කර ඇත.) ඔබ වොට් යන නම නිතර භාවිතා කරනවා නේද (කඩෙන් බල්බයක් ගන්න ගිය විටදි එහෙම)? එනම්,

ක්මතාව (වොට්) = ශක්තිය (ජූල්) / කාලය (තත්පර)

ඇත්තටම, ශක්තිය ගණනය කිරීම වෙනුවට අප බොහෝ විට කරන්නේ ක්මතාව හෙවත් ජවය ගණනය කිරීමයි. (එමගින් ඔබට අවශ්‍ය නම්, ශක්තියද මැනගත හැකිය.) දැන් ඔබ විදුලියේ ඇති ක්මතාව ගණනය කරන විදිය දැන ගැනීම උගත යුතුය. වෝල්ටියතාව හා ධාරාව දන්නේ නම්, ඔබට ඉතා පහසුවෙන් එය කළ හැකිය. ඒ සඳහා පහත සූත්‍රය භාවිතා කරන්න.

P = VI

අපි එක් උදාහරණයක් ගෙන බලමු. ඔබේ නිවසට සැපයෙන විදුලි බල සැපයුම 230V ක වෝල්ටියතාවක්ද, උපරිම ධාරාව 40Aවේ. ඉහත සූත්‍රය අනුව, එම විදුලි සැපයුමෙන් ඔබට තත්පරයකට උපරිමව (230 x 40 =) 9200J ක ශක්ති ප්‍රමාණයක් හෙවත් 9200 W ලැබේ. ඒ අනුව ඔබට අවශ්‍ය නම්, වොට් 100 විදුලි බල්බ (9200 / 100 =) 92ක් එකවර දැල්විය හැකිය. ඔබ ඇදුම් මදින ඉස්තිරික්කය 1500W පමණ වේ. (ඔබේ නිවසේ ඇති විදුලි උපකරණවල වොට් ගණන සොයා බලන්න. බොහෝ උපකරණවල තමන්ට අවශ්‍ය කරන වොට් ගණන සටහන් කර ඇත.)


ප්‍රතිරෝධක

ප්‍රතිරෝධයක් හෙවත් බාධාවක් දැක්විය හැකි ඕනෑම දෙයක් ප්‍රතිරෝධකයක් (resistor) නම් වේ. විදුලියේදී අප සලකන්නේ විදුලියට බාධායක් දක්වන (හෙවත් රෙසිස්ටන්ස් එකක් දක්වන) විදුලි ප්‍රතිරෝධක ගැනයි. සෑම ද්‍රව්‍යයකටම යම් ප්‍රතිරෝධයක් පවතින බව මුලදී පැවසුවා මතකද? පරිපථ නිර්මාණයේදී, අපට ඕම් දහසකින් පංගුවේ (මිලි ඕම්) සිට ඕම්ස් මිලියන ගණන් (මෙගා ඕම්ස්) දක්වා වූ ප්‍රතිරෝධය අගයන් අවශ්‍ය කෙරේ (මේ ගැන ‍තවදුරටත් සුලු මොහොතකින් කතා කරනු ඇත.) ඉතිං, මෙම විවිධ අගයන් සහිතව නිපදවූ විශේෂ ඉලෙක්ට්‍රොනික උපාංගයකි රෙසිස්ටරය කියන්නේ. විවිධ හැඩවලින් විවිධ කොම්පැනි විසින් විවිධ ද්‍රව්‍යවලින් විවිධ අගයන්ගෙන් හා විවිධ වෙනත් අමතර ගතිගුණ සහිතව මෙම රෙසිස්ටර් නිපදවනු ලබනවා. විවිධත්වය කුමක් වුවත්, මෙහි මූලිකම හා වැදගත්ම ක්‍රියාකාරිත්වය නම්, එම උපාංගය හරහා යන විදුලි ධාරාවට එම උපාංගයේ ‍සඳහන් කර ඇති අගයට සමාන රෙසිස්ටන්ස් එකක් ඇති කිරීමයි.

මෙම උපාංගය ප්‍රධාන වශයෙන් බැලූ බැල්මටම වෙනස දැනෙන සේ ඇති “සයිස්” (size) දෙකකින් ලබා ගත හැකිය.
        1.       Hole-through (HT) (හෝල් තෲ) - මේවා දැනටත් බහුලව භාවිතා කෙරෙන විශාලව නිපදවන, සවි කිරීමට දිග කූරු (leads) සහිත ඒවාය. සාමාන්‍ය “බවුත්” එකකින් පහසුවෙන්ම පෑස්සිය හැකිය. මේවා විවිධ හැඩයන්ගෙන්ද පවතී.
 

 
        2.       SMD (එස් එම් ඩී) (Surface Mount Devices) - මේවා ඉතා කුඩාය. ඇගිලිවලින් පවා හැසිරවීමට අපහසුය. රොබෝ තාක්ෂණයෙන් පාස්සන නවීන උපකරණවල බොහෝවිට ඇත්තේ මේවාය. රොබෝ දෑත්වලට මේවා සිය දහස් ගණනක් තත්පර කිහිපයකින් පෑස්සීමට හැකි වුවත්, ඔබ අතින් (manually) පාස්සන විට ඉතා අපහසුය. සාමාන්‍ය බවුතයකින් පෑස්සීම නුසුදුසු වන අතර, ඒවා පෑස්සීමට විශේෂ උපකරණ ඇත. (ඔබ මොබයිල් ෆෝන් රෙපයාර් කරන අය දැක ඇත්නම්, මෙම විශේෂ පෑස්සුම් උපකරණය දැක ඇති. ඒවා රුපියල් හාර පන්දහකට පමණ ගත හැකිය.) ඇත්තටම, කැමති නම්, ඉතා සීරුමාරුවෙන් මෙම උපාංගද සාමාන්‍ය ‍බවුතයකින් පෑස්සිය හැකිය.



               
සටහන
SMD තාක්ෂණය නව තාක්ෂණ ක්‍රමයකි. මෙම තාක්ෂණය SMT (Surface Mount Technology) යනුවෙන්ද හැඳින් වේ. මෙම උපාංගවල ඇති විශේෂත්වය නම්, ‍ඒවා පරිපථ පුවරුවට සම්බන්ධවන්නේ එක් පැත්තකින් පමණි. එනම්, පැරණි HT උපාංගවලදී, එම උපාංගවල කූරු ඇතුලු කරන්නේ පුවරුවේ එක් පැත්තකින් වන අතර, පෑස්සීම සිදු කරන්නේ පුවරුවේ අනෙක් පැත්තේය. එවිට, පුවරුවේ සිදුරු (holes) ඇති කළ යුතුය  (hole-through ලෙස නම ලැබී ඇත්තේද ඒ නිසයි.) එහෙත් SMD උපාංගවලට කූරු නොමැති අතර (ඒ වෙනුවට ඇත්තේ pad (පෑඩ්) ලෙස හැඳින්වෙන කුඩා සන්නායක කොටස්ය.) ඒවා පුවරුවේ එක් පසෙක පහසුවෙන් හා හුරුබුහුටියට සවි කළ හැකිය (විශේෂ පෑස්සීම් ක්‍රම මගින්).

කුඩා වීම නිසා අඩු ඉඩ ප්‍රමාණයක් මෙන්ම වියදමද අඩු වේ. තවද, වැය කරන විදුලි ශක්ති ප්‍රමාණයද අඩු වේ. පරිපථය රත් වීමද අඩු වේ. මේ අනුව බලන කළ, මෙම තාක්ෂණය යහපත්ය. රෙසිස්ටර් පමණක් නොව, කැපෑසිටර්, ට්‍රාන්සිස්ටර් ආදී අනෙකුත් ඉලෙක්ට්‍රෝනික උපාංගද SMD ආකාරයෙන් මිල දී ගත හැකිය. කර්මාන්තශාලාවලින් අප අතට පත් වන සෑම ඉලෙක්ට්‍රෝනික පරිපථයකම දැන් භාවිතා වන්නේ මෙම තාක්ෂණයයි. එමනිසා, පරිපථ (උපකරණය) කුඩා වීම, මිල අඩු වීම සිදු වී ඇත.


රෙසිස්ටරය යනු ඕනෑම පරිපථයක වැඩිපුරම යොදාගනු ලබන විද්‍යුත් උපාංගය වේ. ඊට හේතුව වන්නේ, මුලදීත් සඳහන් කළ ආකාරයට, (අනෙක්) උපාංගවලට නියමිත ධාරාව හා වෝල්ටියතාව සකසා දෙන්නේ මෙම රෙසිස්ටර් භාවිතා කිරීමෙන් වීමයි.


විදුලි හා ඉලෙක්ට්‍රෝනික උපාංගයකට අවශ්‍ය ධාරාව හා වෝල්ටියතාව ලබා ගැනීම

පහත පරිපථ සටහන බලන්න.



මෙහි විදුලි බල්බයට අවශ්‍ය කරන ධාරාව 10mA ක්ද, අවශ්‍ය කරන වෝල්ටියතාව 5v ක්ද වේ යැයි සිතමු. එනිසා, බල්බයට 5v ක බැටරියක් (විදුලි ශක්ති ප්‍රභවයක්) සවි කිරීම පමණක් සෑහේ. එවිට, බල්බය දෙපසට දිය යුතු වෝල්ටියතාව නියම ප්‍රමාණයටම පවතී. ‍උපාංගයකට අවශ්‍ය වෝල්ටිතාව මේ ආකාරයට කෙලින්ම විදුලි ප්‍රභවයෙන් සැපයිය හැකි නම්, ධාරාව ගැන එතරම් සැලකිලිමත් විය යුතු නැත. මක්නිසාද යත්, උපාංගයට අවශ්‍ය කරන ධාරා ප්‍රමාණය පමණක් බැටරියෙන් උකහා ගැනීම සිදු වේ. එනම්, අඩුවෙන් හෝ වැඩියෙන් ධාරාවක් බැටරියෙන් ලබා නොගෙන උපාංගයට අවශ්‍ය නියම ප්‍රමාණය පමණක් ලබා ගනී. (ඒ අතින් බලන කළ, විදුලි උපාංග සාධාරණයි නේද?)

නිතර හමුවන උදාහරණ රාශියක් ඇත. ඔබගේ නිවසේ ඇති විදුලි බල්බ හා වෙනත් විදුලි උපකරණ සියල්ලම කෙලින්ම ගෙදර ප්‍රධාන විදුලියට ප්ලග් බේස් හරහා සම්බන්ධ කරනවා නේද? එම උපකරණ සියල්ලම 230v විදුලිය සමග වැඩ කරන ඒවාය. ශ්‍රී ලංකාවෙ නිවසකට විදුලි බල මණ්ඩලය මගින් ලබා දෙන්නේ 230v ක නියත විභවයක් හා උපරිමව 40A ක ධාරාවක් ගත හැකි විදුලි සම්බන්ධතාවකි. ඉහත ආකාරයට යම් උපකරණයක් සම්බන්ධ කළ විට, එම උපකරණයට අවශ්‍ය කරන ධාරා ප්‍රමාණය පමණක් ලබා ගනී. එහෙත් උපරිම ධාරා ප්‍රමාණය 40A ට සීමා වන බව ඔබට පේනවා නේද? (මොකද විදුලි බල මණ්ඩලයෙන් ලබා දෙන උපරිමය එය නිසා.)

එහෙත් මෙහිදී මතක තබා ගත යුතු වැදගත් කරුණක් ඇත. එනම්, බැටරියේ (ප්‍රභවයේ) වෝල්ටියතාව උපාංගයට අවශ්‍ය කරන ප්‍රමාණයෙන් පැවතුණත්, සමහරවිට අවශ්‍ය කරන ධාරා ප්‍රමාණය සැපයීමට එය පෙහොසත් නොවිය හැකිය. සෑම විදුලි ප්‍රභවයක්ම පිටතට සැපයිය හැකි විදුලි ධාරාවේ උපරිම සීමා පවතී. යම් අධි-ධාරාවක් බලා පොරොත්තු වන උපාංගයක් ඇති විටක, එම උපාංගය ඉල්ලන ධාරා ප්‍රමාණය අඛණ්ඩව සැපයීමට ඊට සවි කර ඇති බැටරියට නොහැකි වීමට ඉඩ තිබේ. එවිට, බැටරිය ඉක්මනින්ම රත් වී විනාශ වී යයි. මෙවැනි තත්වයන් සුවිශේෂිය. නිතර හමු නොවේ. එවැනි විටක, අඛණ්ඩව වැඩි ධාරා ප්‍රමාණයක් සැපයීමට හැකි බැටරි වර්ග හඳුන්වා දී ඇත. මේවා heavy duty (හෙවි ඩියුටි) බැටරි ලෙස හැඳින්වෙන අතර, ඒවා සාමාන්‍ය බැටරි මෙන් කිහිප ගුණයක් මිලෙන්ද වැඩිය. (මේ ගැන නැවත පසුවට විස්තර කෙරෙනු ඇත.) සමහරක් ඩිජිටල් කැමරා ආදියට මෙවැනි හෙවි ඩියුටි බැටරි යෙදිය යුතු බවට එම කැමරාව සමග එන විස්තර පත්‍රිකාවේ (manual) සඳහන් වේ.
 


 ‍     
ඇත්තටම, ඉහත රූපයේ සඳහන් ආකාරයට උපාංගයට අවශ්‍ය කරන වෝල්ටියතාව කෙලින්ම බැටරි (හෝ වෙනත් විද්‍යුත් ශක්ති ප්‍රභවයකින්) සැපයීම ප්‍රායෝගික නැත. සාමාන්‍යයෙන් සරල පරිපථයක පවා, විවිධ වෝල්ටියතාවන් ඉල්ලා සිටින උපාංග දුසිම් ගණනක් ඇත. ඉහත ක්‍රමය අනුගමනය කරන්නට ගියොත්, එක් එක් උපාංගයක් සඳහා ඊටම සරිලන වෝල්ටියතා සහිත බැටරි දුසිම් ගණනක් පරිපථයකට එකතු කිරීමට සිදු වේ. එය කිසි සේත් සිදු කළ නොහැකි දෙයකි. එවිට, වෙනත් විසදුමක් ඇත්ද? ඔව්, කදිම හා සරල විසදුමක් ඇත. එක් විදුලි ශක්ති ප්‍රභවයක් (බැටරියක්) පමණක් යොදා ගෙන එය කළ හැකිය. එය කිරීමට උදව්වට එන්නේ රෙසිස්ටරය වේ.

යම් උපාංගයක් ඊට අවශ්‍ය කරන වෝල්ටියතාවට වඩා මදක් හෝ වැඩි වෝල්ටියතාවක් සහිත බැටරියකට සම්බන්ද කළ විට, එම උපාංගය රත් වී විනාශ වී යයි. එමනිසා, ඒ වැඩිපුර ඇති වෝල්ටියතාව උපාංගයට අවශ්‍ය වෝල්ටියතාවට අඩු කරගත යුතුය. එය පහසුවෙන් කළ හැකිය. කළ යුතු වන්නේ සුදුසු අගයක් සහිත රෙසිස්ටර් එකක් එම උපාංගය සමග ශ්‍රේණිගතව සම්බන්ද කිරීම පමණි.

සටහන
එකම හෝ විවිධ වර්ගයේ උපාංග දෙකක් එකිනෙකට සම්බන්ද කරන ක්‍රම දෙකක් පවතී.
        1.       ශ්‍රේණිගත (series)
        

        2.       සමාන්තරගත (parallel හෝ shunt)
 


ශ්‍රේණිගතද සමාන්තරගතද යන්න තීරණය කරන්නේ එම සම්බන්ධ කරන ලද උපාංග දෙක හරහා ධාරාව ගමන් කරන විදිය අනුවය. ශ්‍රේණිගතව සම්බන්ධ කිරීමකදී, ධාරාව නොබෙදී ගමන් කරයි. එනම්, පළමු උපාංගය තුළින් ගලන ධාරාවම කිසිදු අඩු වැඩියක් නොවී දෙවැනි උපාංගය හරහාද ගමන් කරයි.


සමාන්තරගතව සම්බන්ධ කිරීමකදී, ධාරාව අනිවාර්යෙන්ම බෙදී ගමන් කරයි. එනම්, උපාංග දෙක සම්බන්ද වන ස්ථානයේදී (මහා පාරක තුන්මං හන්දියක මෙන්) මුළු ධාරාවෙන් එක් කොටසක් එක උපාංගයක් තුළින්ද, අනෙක් කොටස අනෙක් උපාංගය තුළින්ද ගමන් කර නැවැත එම වෙන් වෙන්ම ගමන් ගත් ධාරා දෙක එම උපාංග දෙක එකතු වන අනෙක් කෙළවරේදී නැවත එකතු වේ.


මෙහිදී සිදු වන්නේ විදුලි බල්බයට අවශ්‍යකරන වෝල්ටියතාව වන 5v පමණක් එම උපාංගය දෙපසටත් ඉතිරි (8v – 5v = ) 3v ප්‍රමාණය R රෙසිස්ටරය දෙපසට ඩ්‍රොප් වීමට සැලැස්වීමයි. රෙසිස්ටරයක යම් නිශ්චිත ඕම් ප්‍රමාණයක් ඇති අතර එය ඕම් නියමයෙන් සොයා ගත යුතුය. එමනිසා, හැමවිටම රෙසිස්ටරයක් හරහා යන ධාරාව හේතුකොට ගෙන එම රෙසිස්ටරය දෙපස යම් වෝල්ටියතාවක් පවත්වා ගනී. මෙම උදාහරණයේදී එම රදවා ගත යුතු වෝල්ටියතාව වෝල්ට් 3කි. එම 3v ලැබීමට නම්, කොතරම් ධාරාවක් එය හරහා ගලා යා යුතුදැයි සොයා ගත යුතුය. ඔබ දැනටමත් දන්නවා X උපාංගයට අවශ්‍ය කරන ධාරා ප්‍රමාණය. රෙසිස්ටරය සම්බන්ද කර ඇත්තේ ශ්‍රේණිගතව බැවින්, R හරහාද ගලා යා යුත්තේ එම ධාරා ප්‍රමාණයම නේද? දැන් V=IR සූත්‍රය යොදා ගෙන R හි අගය සොයාගත හැකිය. එනම්,

V = IR

(8 – 5)v = 10mA x R   à      3v = 0.001A x R   à   R = 3/0.001 = 300 ohms.

‍මෙම ගණනය කිරීම ඉතා සරලය. පරිපථ නිර්මාණය කිරීමේදී, මෙම ගණනය කිරීම ඔබට නිතර නිතර සිදු කිරීමට වේවි.


වයර්වල ප්‍රතිරෝධය ශූන්‍ය ලෙස සලකන්නේ ඇයි?

ඔබගේ බැංකු පොතේ කොතරම් මුදලක් ඇත්දැයි ඇසුවොත් සමහරවිට ඔබ කියාවි, රුපියල් 12000 ක් (පමණ) තිබෙනවා කියා. ඇත්තටම බැලුවොත් එහි රුපියල් 12030 ක් තිබේ යැයි සිතමු. එහෙත් ඔබ අර රුපියල් 30 එතරම් ගණන් ගන්නේ නැත. ඊට හේතුව 12000 ට සාපේක්ෂව 30 යනු කුඩා අගයක් වීමයි (“තෝරු මෝරු අස්සේ හාල් මැස්සන්” සේ). ‍ප්‍රතිරෝධ ගැන කථා කරන විටද, මෙවැනි අවස්ථාවක් මුණ ගැසෙනවා. ඔබ දන්නවා ඕනෑම ද්‍රව්‍යයකට ප්‍රතිරෝධයක් පවතින බව. සමහරක ‍ප්‍රතිරෝධය මිලි ඕම්ස් ප්‍රමාණයක් තරම් කුඩා වන අතර, තවත් සමහරක (විශේෂයෙන් ප්‍රතිරෝධකවල) එම අගය මිලියන ගණනක් වේ. උදාහරණ ලෙස, පරිපථ සම්බන්ධ කිරීමට යොදා ගන්නා “වයර්” වල ප්‍රතිරෝධය ඉතා අඩුය. ඒ වගේමයි, එම වයර් මගින් සම්බන්ද කරන උපාංග වල ඉතා ඉහළ ප්‍රතිරෝධ අගයන් පවතිනවා. එමනිසා, ප්‍රායෝගිකව අප එම වයර්වල ප්‍රතිරෝධය ශූන්‍ය ලෙස සලකනවා.

සටහන
වයර් මෙන්ම ඕනෑම විදුලි උපාංගයක්ම ක්‍රියාකාරී වී ටික වෙලාවකින් රත් වන්නට පටන් ගන්නවා. ඊට ‍හේතුවද ප්‍රතිරෝධය වේ. ඕනෑම ප්‍රතිරෝධයක් හරහා යම් ධාරාවක් ගලා යන විට, එම ‍ප්‍රතිරෝධය සහිත ද්‍රව්‍යය රත් වෙනවා. එය භෞතික විද්‍යාව අනුව අනිවාර්යෙන්ම සිදු වන්නකි. ප්‍රතිරෝධී අගය වැඩි වන්නට වන්නට රත් වීමද වැඩි වනවා. තවද, ගලන ධාරාව වැඩි වන විට ඊටත් වඩා වේගයෙන් රත් වන්නට පටන් ගන්නවා. එක අතකින්, මෙම රත්වීම නිසා උපාංග දැවී යාමටද හැකියි. තවත් පැත්තකින්, එය විදුලි ශක්තිය අ‍පතේ යෑමකි (මොකද, එම තාපය අපට ප්‍රයෝජනයක් නොමැත. පරිපථය විසින් සිදු කිරීමට තිබෙන කාර්යන් වෙනුවෙන් වැය කළ යුතුව තිබූ ශක්තියෙන් යම් කොටසක් මෙලෙස තාපය ලෙස නාස්ති වේ.) මෙලෙස උපාංගවලින් තාපය ලෙස කරන නාස්තිය හෙවත් “තාප උත්සර්ජනය(heat dissipation) ඔබ නිතරම අත් දැක ඇතිවාට සැකයක් නැත. ඔබ මළ ගෙයක හෝ මගුල් ගෙයද ෆ්ලෑෂ් ලයිට් දල්වා තිබෙනු දැක ඇති. එම ෆ්ලෑෂ් ලයිට් එකක ළගට ගිහින් බලන්න. ඔබට විශාල රස්නයක් දැනෙනු ඇත. ෆ්ලෑෂ් ලයිට්ම ඕන නැත. සාමාන්‍ය වොට් 100ක පමණ බල්බයක් දල්වා එය අල්ලා බලන්න ටික වේලාවකට පස්සේ. ඇල්ලීමට නොහැකි තරමට එය රත් වී ඇති බව දැනේවි. බල්බයකින් අපට අවශ්‍ය කරන්නේ ආලෝකය මිසක් තාපය නොවේ. එහෙත් කරන්නට දෙයක් නැත. එම උපාංගවල ඇති අධික ප්‍රතිරෝධය නිසා තාපය ඇති වීම වැලැක්විය නොහැකිය. (තාපය අඩුවෙන් පිට කරන වෙනත් CFL, LED වැනි බල්බ භාවිතා කරන්නේ එම හේතුව නිසාය. මේවා ක්‍රියා කරන්නේ සාමාන්‍ය බල්බ ක්‍රියා කරන ක්‍රමයට වඩා වෙනස් ක්‍රම නිසා, තාපය ලෙස විදුලි ශක්තිය හානි වීම අඩු වේ. එහෙත් මේවායේද මුලුමනින්ම තාපය ඇති වීම වැලැක්විය නොහැකිය. ඒවාද දල්වා මොහොතකින් රත් වීමට පටන් ගනී.)


මෙලෙස ප්‍රතිරෝධය නිසා තාපය ඇති වීමේ ක්‍රියාව joule heating (ජූල් තාපය) ලෙස හැඳින්වේ. එය පහත සූත්‍රයෙන් පහසුවෙන් ගණනය කළ හැකිය.

P  = I2R

මේ අනුව ඔබට පේනවා නේද, ප්‍රතිරෝධි අගය වැඩි වන විට ඊට සමානුපාතිව තාපය නිපදවීමද වැඩි වන බව. එවිතරක් නොව, ධාරාව වැඩි වන විට, තාපය නිපදවීම ධාරාවේ වර්ගයට සමානුපාතිකව සිදු වේ. එනම්, ධාරාව දෙගුණයක් වන විට තාපය වැඩි වීම 22 හෙවත් 4 ගුණයකින්ද, ධාරාව තුන් ගුණයකින් වැඩි වන විට, තාපය වැඩි වීම 32 හෙවත් 9 ගුණයකින්ද ආදී ලෙස සීඝ්‍රයෙන් වැඩි වේ.

වයර් සෑදීමේදී හැකි පමණ අඩුම රෙසිස්ටන්ස් එකක් පවතින ආකාරයට එය කළ යුතුය. ඒ සඳහා සාමාන්‍යයෙන් කරන්නේ අඩුම ප්‍රතිරෝධකතාවක් පවතින ද්‍රව්‍යයකින් වයර් සෑදීමයි. සාමාන්‍යයෙන් අඩුම ප්‍රතිරෝධකතාව පවතින්නේ රිදී (Silver) යන ලෝහටයි. එහෙත් එය මි‍ල අධික නිසා සාමාන්‍ය වයර් සෑදීමට එය යොදා නොගනී. ඉන්පසු අඩුම ප්‍රතිරෝධකතාව පවතින්නේ තඹ (Copper) ලෝහයේය. එය එතරම් මිල අධික නොවන නිසා, ඉලෙක්ට්‍රොනික්ස් කටයුතු වලදී මෙන්ම ගොඩනැගිලිවල යොදන වයර් සඳහාද (හා දුරකථන රැහැන් හා එවැනි අඩු ප්‍රතිරෝධයක් අවශ්‍ය කරන (දුරකථන කුළුනුවල ඉහල සවි කර ඇති අකුණු සන්නායකය පොලොවට සම්බන්ධ කරන වයරය වැනි) ඕනෑම අවස්ථාවක) තඹ යොදාගන්නේ ඒ නිසාය. එහෙත් දැන් දැන් තඹවල මිලද වැඩි වෙමින් පවතී. තඹ වලට පසුව හොඳම සන්නායකය වන්නේ රත්තරන් (Gold) ය. ඉන්පසු ඇලුමිනියම් (Aluminium)හොඳය. මිල අතින්ද, ශක්තිමත් බව අතින්ද, සැහැල්ලුව අතින්ද ඇලුමිනියම් අනෙක් සෑම සන්නායකයට වඩා ඉදිරියෙන් සිටී. එමනිසා, විදුලිබලය රටපුරා බෙදාහරින වයර් (පාරේ ලයිට් කනුවල ඇති) තනා ඇත්තේ ඇලුමිනියම් වලින්ය. යකඩද (Iron - අයන්) හොඳ සන්නායකයකි. මීට අමතරව, විද්‍යාවේ දියුණුව සමගම ප්‍රතිරෝධකතාව තව තවත් අඩු මිල අඩු ශක්තිමත් සන්නායක ද්‍රව්‍ය නිපදවමින් පවතී.

සටහන
ප්‍රතිරෝධකතාව ගැන කියන විට, ඒ සමගම කියවෙන අනෙක් වචනය නම් සන්නායකතාව (conductivity) වේ. සන්නායකතාව යනු ප්‍රතිරෝධකතාවට විරුද්ධ වචනයයි. එකක් දන්නේ නම් ඉතා පහසුවෙන් අනික ගණනය කළ හැකිය. ඒ අනුව, සන්නයනය (conductance) යනු ප්‍රතිරෝධයේ විලෝමයද වේ. ප්‍රතිරෝධයේ සංඛේතය R වූවා සේම, සන්නයනයේ සංඛේතය G වේ. ප්‍රතිරෝධකතාව යනු ඒකක දිගක, ඒකක හරස්කඩ වර්ගඵලයක් සහිත ද්‍රව්‍යයක පවතින ප්‍රතිරෝධය මෙන්ම, සන්නායකතාවද අර්ථ දක්වා ඇත්‍තේ ඒකක දිගක් හා ඒකක හරස්කඩ වර්ගඵලයක් සහිත ද්‍රව්‍යයක පෙන්වන සන්නයනය ලෙසයි. සන්නයනය මනින ඒකකයි “සීමන්ස්” (Siemens) (S) වේ. සීමන්ස් යන විද්‍යාඥයාගේ නමින් එය නම් කර ඇත. සමහරෙක් එය “මෝ” (mho) යන ඒකකයෙන්ද මනී. (1 සීමන්ස් = 1 මෝ) මෙම නම හැදී ඇත්තේ ohm යන වචනයේ අකුරු අනෙක් පසට (m-h-o) ලිවීමෙනි. සන්නායකතාව ප්‍රතිරෝධකතාවේ විලෝමය නිසා මෙම ක්‍රමයට මුල් කාලයේ සන්නයනයේ ඒකකය ලෙස යොදා ගෙන ඇත. ඒ වෙනුවට සීමන්ස් ඒකකය හඳුන්වාදුන්නේ පසු කාලයේදීය.


සන්නායකතාව = 1 / ප්‍රතිරෝධකතාව


ස්ථිතික හා ගතික විදුලිය

විදුලිය යනු ඉලෙක්ට්‍රෝන නිසා ඇති වන්නක් බව ඔබ දන්නවා.  ඉලෙක්ට්‍රෝන ගලා යන විට එයට අප ගතික හෙවත් ධාරා විදුලිය (electric current or current electricity) යනුවෙන් පවසනවා. ට්‍රොනික්ස්වලදී අප නිතරම භාවිතාවට ගන්නේ මෙම ධාරා විද්‍යුතයයි. එහෙත්, ගලා නොයන “එක තැන රැඳී පවතින” විදුලි ස්වභාවයක්ද තිබෙනවා. එනම්, ඉලෙක්ට්‍රෝන ගමන් කරන්නේ නැතිව එක තැනකට රොක් වී පවතී. මීට ස්ථිතික විදුලිය (static electricity) යැයි පවසනවා. ඇත්තටම විශේෂ අවස්ථාවන් හැර මෙම විදුලියෙන් එතරම් ප්‍රයෝජනයක් නැත; ඒ වෙනුවට මෙම ස්ටැටික් විදුලිය නිසා ඇති වන්නේ කරදරය (එනම්, ස්ථිතික විදුලිය නිසා ඉලෙක්ට්‍රෝනික උපාංග දැවී යාමට පුළුවන.)

සන්නායකට මොනයම් ක්‍රමයකින් හෝ ඉලෙක්ට්‍රෝන ප්‍රමාණයක් ලැ‍බුණොත් එය සන්නායකය පුරාම පැතිරීමට උත්සහ දරයි මක්නිසාද යත් සන්නායකයක් කියන්නේම පහසුවෙන් ඉලෙක්ට්‍රෝනවලට ගමන් කළ හැකි මාධ්‍යයක්ය. එය හරියට වීදුරු කැබැල්ලක් මතට ජලය වක්කරනවා සේය. වීදුරුව මත ඇති ජලය බලන්නේ පුළුවන් තරම් පැතිරීමටය. එහෙත්, සමහර පරිවාරක ද්‍රව්‍යයක් මතට මොනයම් ක්‍රමයකින් හෝ ඉලෙක්ට්‍රෝන ප්‍රමාණයක් ස්ථානගත කළොත්, එම ඉලෙක්ට්‍රෝන තිබූ තැන්වලම පවතී, මක්නිසාද යත් පරිවාරක යනු ‍ඉලෙක්ට්‍රෝනවලට ගමන් කිරීමට ඉඩ නොදෙන මාධ්‍යයක් වීමයි. මෙන්න මෙවැනි අවස්ථාවල එම ඉලෙක්ට්‍රෝන නිසා ඇති වන්නේ ස්ථිතික විදුලියයි. පරිවාරකයක් මතට එලෙස ස්ථිතික විදුලියක් ඇති කිරීම (එනම්, පරිවාරයක යම් ඉලෙක්ට්‍රෝන ප්‍රමාණයක් ලබා දීම) හඳුන්වන්නේ ධ්‍රැවීකරණය (polarization) යන නමිනි. උදාහරණයක් ලෙස, ඹබ ලිවීමට ගන්නා බෝල් පොයින්ට් පෑනේ තුඩ නැති කෙළවර ඔබගේ හිස කෙස්වල ඇතිල්ලූවිට එම පෑන් බටයේ අතිරේක ඉලෙක්ට්‍රෝන ප්‍රමාණයක් ඇති වේ. එනම්, පෑන් බටය ධ්‍රැවීකරණය වේ. දැන් පෑන් බටයේ කෙළවර යම් ස්ථිතික විදුලියක් ඇත. කුඩාවට කැඩූ කොල කැබැල්ලක් ළඟට එම ධ්‍රැවීකරණය වූ පෑන් බටය ළං කළ විට එම කොල කැබැල්ල ඊට ඇලෙනු ඇත. එලෙසම, පිම්බූ බැලුන් බෝලයක්ද පෙර සේම ඔබේ හිස කෙස් මත අතුල්ලා එම අතුල්ලපු පැත්ත බිත්තයක් දෙසට ළං කරන්න. ඔබට පෙනේවි එය බිත්තියට ඇලවෙන බව. මෙහිද ඇතිල්ලීම නිසා බැලුන් බෝලය මත ධ්‍රැවීකරණය සිදු වී ස්ථිතික විදුලිය හට ගත්තේය.
 


 
අප නිතර දෙවේලේ ප්‍රයෝජනයට ගන්නේ ධාරා විදුලිය බව ඔබට ‍දැන් වැටහිය යුතුය. ධාරා විදුලියට ඉංග්‍රීසියෙන් කියන්නේ “කරන්ට් ඉලෙක්ට්‍රිසිටි” (current electricity) යන නම නිසා, බොහෝ දෙනා දැන් විදුලියට කියන්නේ කරන්ට් එක කියාය. එහෙත් මෙහි යම් ගැටලුවක් ඇත. එනම්, ඔබ දැනටමත් දන්නා පරිදි විදුලියේ එක් ගතිගුණයක් වන ධාරාවට (I) කියන්නේද කරන්ට් කියාය. එමනිසා, විදුලියට සිංහලෙන් විදුලිය ලෙස හෝ කැමැති නම් ඉංග්‍රිසි වචනය වන ඉලෙක්ට්‍රිසිටි යන නිවැරදි වචනය හෝ යෙදීමට පුරුදු වන්න. යම් කෙනෙකු කරන්ට් එක කියා කියන විට, ඔහු කියන්නේ මොන තේරුමින්ද යන්න ඔබට දැන් වටහ ගත හැකිය.

ධාරා විදුලිය (මෙතැන් සිට අප ස්ථිතික විදුලිය ගැන කතා නොකරමු. එමනිසා, විදුලිය යන වචනය තනිව ඇති විට එය ධාරා විදුලිය බව මතක තබා ගන්න.) එය ගමන් කරන ආකරය මත වර්ග දෙකකි.
   1.       ඍජු ධාරා විදුලිය (Direct Current electricity හෙවත් කෙටියෙන් DC)
   2.       ප්‍රත්‍යාවර්ත ධාරා විදුලිය (Alternating Current electricity හෙවත් කෙටියෙන් AC)

පරිපථය තුළ වයර් දිගේ එක් පැත්තකට පමණක් ගමන් කරන විදුලිය DC විදුලිය වේ. එය කුමන හැඩයක් සහිතව ගමන් කළත්, විදුලිය (එනම්, ඉලෙක්ට්‍රෝන) ගමන් කරන්නේ එක පැත්තකට පමණක් වීම එකම කොන්දේසිය වේ. පහත ‍රූප සියල්ලෙන්ම පෙන්වන්නේ DC විදුලිය වේ. සාමාන්‍යයෙන් බැටරි හා සූර්ය කෝෂවලින් කෙලින්ම ලැබෙන්නේ DC වේ.
 
   
යම් කෙටි කාලයක් තුළ එක පැත්තකට විදුලිය ගමන් කර, ඊ ළඟ මොහොතේදී ඊට විරුද්ධ පැත්තට විදුලිය ගමන් කරමින්, මේ විදියට දිගටම මොහොතින් මොහොත දිශාව මාරු කරමින් ගමන් කරන විදුලිය AC විදුලිය වේ. පහත රූපයෙන් පෙන්වන්නේ AC විදුලිය ගමන් කරන ආකාරයයි.


   
ගණිතයේදී යම් දිශාවක් ඔස්සේ ගමන් කිරීම ධන (+) යැයි සැලකුවහොත්, ඊට ප්‍රතිවිරුද්ධ දිශාවට ගමන් කිරීම ඍණ (-) ලෙස සැලකිය යුතුය. මේ ගැන වැඩිපුර තේරුම් ගැනීමට මෙම සරල උදාහරණය (උපමාව) සලකා බලන්න. ඔබ යම් දිශාවකට මීටර් 50ක් වේගයෙන් දුව ගෙන ගොස් ආපසු නැවත වේගයෙන් ආ යුතුය. මේ විදියට කිහිප වතාවක් (වට තුනක් පමණ) එහාට මෙහාට දිවීමට ඇතැයිද සලකන්න. ආරම්භයේදී ඔබ සිටින්නේ නිශ්චලවයි. ඉන්පසු ඔබ දිවීම පටන් ගනී. එකවර ඔබගේ උපරිම වේගයට පැමිණෙන්නේ නැත; ඒ වෙනුවට ක්‍රම ක්‍රමයෙන් ඔබේ වේගය වැඩි වේ. යම් දුරක් ඒ ආකාරයට වේගය වැඩි කරමින් දුවන විට  ඔබට පේනවා ආපසු හැරිය යුතු රේඛාව. දැන් ඔබ මොකද කරන්නේ? ඔබ දැන් දුවන වේගයෙන්ම දුවන්නේ නැහැ නේද? ඒ වෙනුවට, ඔබ දැන් ක්‍රමයෙන් වේගය අඩු කරමින් ගොස් ආපසු හැරිය යුතු රේඛාව මතට පැමිණ විට, එම දිශාවට තවදුරටත් දුවන එක නවතා (එනම් දැන් ඔබ මොහොතකට නිශ්චලය), ආපසු හැරී ක්‍රම ක්‍රමයෙන් වේගය වැඩි වන ආකාරයට මුලින් දිව්ව දිශාවට විරුද්ධ දිශාවට දුවන්නට පටන් ගන්නවා. එසේ දුවගෙන යන විට නැවතත් පෙර කී ආකාරයටම ආපසු හැරිය යුතු රේඛාව දුටු විට වේගය අඩු කරමින් දුව ගොස් මොහොතකට නිශ්චල වී ආපසු හැරී විරුද්ධ දිශාවට දුවන්නට පටන් ගනී. (ක්‍රිකට් ක්‍රීඩාවේදී ක්‍රීඩකයෙක් කඩුලු අතර දුවන විටද මෙම දේම සිදු වෙනවා නේද? මතක නැති නම්, ඊ ළඟ මැච් එක බලන විට අවධානයෙන් ඔහු දුවන සැටි බලන්න. නැතිනම්, ඔබම දිව ගොස් බලන්න.)

මා ඉහත උපමාව කිව්වේ හේතුවක් ඇතිවය. එනම්, ඇත්තටම AC විදුලිය එම දේම සිදු කරයි. එනම්, විදුලිය එක් දිශාවකට ගලන්නට පටන් ගනී. එම ගැලීම සිදු වන්නේ පළමුව ක්‍රමක්‍රමයෙන් විදුලිය (වෝල්ටියතාව) වැඩි වී ගොස්, එය යම් උපරිම අගයකට ආ පසු ක්‍රමක්‍රමයෙන් එය ශූන්‍ය දක්වා අඩු වේ. ඉන්පසු, ඊ‍ට ප්‍රතිවිරුද්ධ දිශාවට ක්‍රමක්‍රමයෙන් විදුලිය ගලා ගොස් එයද යම් උපරිමයකට ආ පසු ක්‍රමක්‍රමයෙන් අඩු වී ශූන්‍ය වේ. මෙය චක්‍රයක් සේ අඛණ්ඩව සිදු වේ. මෙය හරියටම අප දුවන විට සිදු දේ වැනිමයි නේද? විද්‍යාව තුළ මෙවැනි හැසිරීමක් ‍‍ඉතා සාර්ථකව පෙන්වන ක්‍රමයක් ඇත. එය පහත රූපයෙන් දැක්වේ. මෙලෙස ප්‍රස්ථාර ඇදීමේදී, තිරස් රේඛාවෙන් (x axis) ඉහළ අඳින කොටස් ධන ලෙසත්, ඊට පහළින් අඳින කොටස් ඍණ ලෙසත් සලකනවා. මෙමගින් දෙපසට මාරුවෙන් මාරුවට විදුලිය පැත්ත වෙනස් කරමින් යන ගමන පහසුවෙන් ඇඳිය හැකි බව ඔබට දැන් වැටහෙනවා ඇත.
 


           
මෙම හැඩයට “සයිනාකාර” (sinusoidal) යැයි කියනවා. තවත් කෙනෙක් මෙය “තරංග” (wave) හැඩය යැයිද පවසනවා. (මීට සයිනාකාර යන වචනය ලැබී ඇත්තේ ගණිතයේ ත්‍රිකෝණමිතිය නම් ‍කොටස යටතේ ඉගැන්වෙන් සයින් යන නමින් හඳුන්වනු ලබන දේ (ශ්‍රීතය) ප්‍රස්ථාරගත කළ විට ලැබෙන්නේ මෙම හැඩය නිසාමයි.) ඇත්තටම ඔබ ගණිතය හා විද්‍යාව ගැන හොඳ දැනුමක් ඇති නම්, ඔබ දැනටමත් දන්නවා ඇති මෙම සයිනාකාර තරංග හැඩය බොහෝ දේවල් පැහැදිලි කිරීමට ගන්නා ඉතා බලසම්පන්න දෙයක් බව.

බොහෝ විට ජෙනරේටර් මගින් පිටකරන විදුලිය AC වේ. විදුලි බලාගාර තුළද ටර්බයින් (අවර පෙති) මගින් කරකවන්නේ ජෙනරේටරයක් (මෝටරයක්) බැවින්, අපේ නිවසට ලැබෙන ප්‍රධාන විදුලිය AC බව තේරුම් ගත යුතුය.

සමහර උපාංග වලට විදුලිය AC වුවත් DC වුවත් ප්‍රශ්නයක් නොමැත. එහෙත් බොහෝමයක් ඉලෙක්ට්‍රෝනික උපාංගවලට අවශ්‍ය කරන්නේ DC විදුලියකි. උදාහරණයක් ලෙස, ප්‍රතිදීපන (එනම්, සූතිකාවක් ඇති සාමාන්‍ය) බල්බයකට AC හෝ DC විදුලිය වුණාට අවුලක් නැත. උපමාවකින් කියන්නේ නම්, එය හරියට ඔබට යමක් යම් කෙනෙක් විසින් වම් අතින් දුන්නත් දකුණු අතින් දුන්නත් වෙනසක් නැතිවාක් මෙන්ය. තවද, තාපය ලබා දෙන උපකරණවලටත් (ඉස්තිරික්කය, හීටරය, රයිස් කුකරය වැනි) මෙහි වෙනසක් නැත.‍

එකම ප්‍රස්ථාරය තුළ අපට වෝල්ටියතාව හා ධාරාව යන දෙදෙහිම හැඩ පෙන්විය හැකිය. පහත රූප බලන්න.



 ඒසී වේවා ඩීසී වේවා, ධාරාව හා වෝල්ටියතාව යන දෙකම වෙනස් වනවා නම් වෙනස් වන්නේ එකටම බව ඉන් පෙනේ. මෙවැනි සමාකාරව සිදුවන වෙනස් වීමක් (එනම්, වෝල්ට් පෙන්වන හැඩයට අනුරූපවම ධාරාව පෙන්වන හැඩයද පැවැතීම) රේඛීය (linear) යන විශේෂණ පදයෙන් හඳුන්වනවා. එය හරියට, යමෙකු (අප ආදරය ඉල්ලමින් පස්සෙන් යන ගැහැනු ළමයා) පස්සේ අප හොර රහසේ යෑමට උපමා කළ හැකිය. එනම්, ඇය ඉදිරියෙන් යන අතර, ඔබ ඇයට පිටුපසින් යම් දුරකින් ඈ පසු පස යයි. ඈ වේගය වැඩි කළ විට ඔබද ඊට අනුරූපව වේගය වැඩි කරයි. ඈ යම් දිශාවක හැරුණොත් ඔබද ඒ දෙසට හැරේ. හැබැයි ‍මේ සියල්ලම කරන්නේ ඔබයි ඇයයි අතර අර ඉඩ ප්‍රමාණය තබා ගනිමින්ය. මෙය රේඛීය තත්තවයි. රේඛිය නොවන (nonlinear) සම්බන්ධතා ගැනද අපට ඉලෙක්ට්‍රොනික්ස් වල ඉගෙන ගැනීමට ඇත.

ඒසී විදුලියට සංඛ්‍යාතය (frequency) යනුවෙන් ගතිගුණයක් ඇත. සංඛ්‍යාතය යනු “එක් තත්පරයකට ඇති වට ගණන” වේ. සෑම තරංගය ස්වරූපයක් ඇති දේකට මෙම සංඛ්‍යාතය යන ගති ගුණය පවතී. ඒසී විදුලිය ගැන පමණක් සැලකූ විට, “එක් වටයක්” (cycle) යනු විදුලිය වරක් එක පසකටත් ඊළඟ පාර ඊට ප්‍රතිවිරුද්ධ පැත්තටත් එක් වරක් පමණක් ගමන් කිරීමයි.
 
 
ඒසී විදුලිය නිපදවන්නේ ජෙනරේටර් එකකින් නිසා ජෙනරේටරයේ කැරකැවෙන කොටස (rotor) සම්පූර්ණ එක වටයක් (හෙවත් අංශක 360ක්) කැරකැවුණු විටද එය එක් වටයක් ලෙස සැල‍කිය හැකිය. මෙලෙස ජෙනරේටර් දණ්ඩ තත්පරකයකට වට 50ක් කැරකැවෙන්නේ නම්, අප එය හර්ට්ස් 50 (50 Hertz) යැයි පවසනවා. සංඛ්‍යාතය මනින ඒකකය හර්ට්ස් වන අතර එහි සංඛේතය Hz වේ. මෙය හර්ට්ස් නම් විද්‍යාඥයාට ගෞරවයක් පිණිස නම් කර ඇත. ශ්‍රී ලංකාව තුළ විදුලි බලාගාර වල ජෙනරේටර් කැරකැවෙන්නේ 50Hz කින්ය (එනම්, තත්පරයකට වට 50 කි). එම නිසා ලංකාව තුළ විදුලි බල මණ්ඩලයෙන් සැපයෙන විදුලිය 50Hz ක විදුලියක් ලැබේ. ලෝකයේ බොහෝ රටවල සපයන විදුලිය එක්කෝ හර්ට්ස් 50 හෝ 60 වේ. බෝහෝ විදුලි උපකරණවල මෙම අගය සඳහන් කර ඇත.

අපට AC විදුලිය DC බවට පහසුවෙන්ම පත් කළ හැකිය. එම ක්‍රියාවලිය ඍජුකරණය (rectification) යන නමින් හැඳින්වේ. ඒ කිරීම සඳහා ඉතා සරල හා ලාභ පරිපථ වර්ග කිහිපයක්ම ඇති අතර එම පරිපථ (හෝ පරිපථ කොටස) ඍජුකාරකය (rectifier) ලෙස හැඳින්වේ. ප්‍රධාන විදුලිය කෙලින්ම සම්බන්ද කරන ටීවී, රේඩියෝ, පරිගණක ආදී සෑම ඉලෙක්ට්‍රෝනික උපකරණයකම පාහේ මෙම ඍජුකාරක පරිපථ කොටසක් තිබිය යුතු බව දැන් ඔබට වැටහෙනවා නේද?

එලෙසම, DC විදුලිය AC බවටත් පත් කළ හැකිය. එම ක්‍රියාවලිය අපවර්ථනය (inversion) යන නමින් හැඳින් වෙන අතර, එම ක්‍රියාව සිදු කරන පරිපථයට අපවර්ථකය (inverter) යන නම භාවිතා කෙරේ. මෙය ඉහත ඍජුකරණයට වඩා තරමක සංකීර්ණ ක්‍රියාවක් වේ. ප්‍රධාන විදුලිය විසන්ධි වූ විටක, සමහර උපකරණ තව ටික කාලයක් ඕෆ් නොවී පවත්වාගැනීමට බැටරි යෙදූ UPS (යූ පී එස්) නම් උපකරණ භාවිතා කරන අවස්ථාද ඇත. එවිට ප්‍රධාන විදුලිය නැති විටක, UPS එක ක්‍රියාත්මකවී බැටරිය මගින් විදුලිය අඛණ්ඩව සැපයේ (යම් ටික කාලයක් සඳහා). එහෙත් බැටරියෙන් ලැබෙන්නේ DC විදුලියක් නමුත්, විදුලි උපකරණය නිර්මාණය කර ඇත්තේ පිටතින් AC විදුලිය ලබා දිය යුතු ලෙසටය. මෙහිදී UPS එක තුළ ඇති ඉන්‍වර්ටර එකක් මගින් DC විදුලිය AC බවට පත් කළ යුතුය. මේ විතරක් නොවේ; සූර්ය කෝෂ පැනල් වලින්ද ලබා දෙන්නේ DC විදුලියක්. එවිට සූර්ය පැනල් වලින් ලැබෙන විදුලියද ඉන්වර්ටර් එකක් හරහා ගොස් AC බවට පත් වේ.

විදුලිය ගැන මෙම කොටස ඉවර කිරීමට පෙර තව දෙයක් මතක තබා ගත යුතුය. එනම්, මුලදිත් අප පැවසුවා ස්ථිතික විදුලිය අපට ධාරා විදුලිය තරම් වටින්නේ නැති බව. ඔබ සංගීතය ඉගෙන ගෙන තිබේ නම්, මතකද එහිදී කියනවා, සංගීතයේදී අප බහුලව යොදා ගන්නේ නාද (tone) බවත්, ඝෝෂාව (noise) යොදා ගන්නේ නැති බවත්. ඔබ සංගීතයක් රස විඳින විට ඝෝෂාව ඇසීම කරදරයක්. එහෙත්, සංගීතය තුළ නිර්මාණශීලි විදියට ඝෝෂාව යම් රසයක් ඇති කිරීම පිණිස යොදා ගත හැකිය. ස්ථිතික විදුලිය ගැනද කිව යුත්තේ එයයි. බොහෝමයක් අවස්ථාවල ස්ථිතික විදුලිය කරදරයක් වුවත්, එය ප්‍රයෝජනවත් යම් යම් වැඩ වලට යොදා ගත හැකියි.


(රූපමය) සංඛේත

ඉලෙක්ට්‍රෝනික්ස් තුළ පරපථ ඇඳීමේදී විවිධ උපාංගවලට සංඛේත (symbols) සම්මත කරගෙන ඇත. (ට්‍රොනික්ස්වල පමණක් නොව, වෙනත් ඕනෑම ක්ෂේත්‍රයක වුවද මෙලෙස සංඛේත භාවිතා කරන බව ඔබ දන්නවා.) විභවයට V, ධාරාවට I, ප්‍රතිරෝධකයට R ආදී ලෙස එක් එක් රාශියක් ඉංග්‍රීසි අකුරකින් සංඛේතවත් කරන අතරම, එම උපාංග රූපමය ආකාරයටද සංඛේත ඇත. දැනටමත් අප විදුලි ප්‍රභවයන් (බැටරි), වයර් (සන්නායක), වහරු (ස්විච්), සරල (සූත්‍රිකා) විදුලි බුබුල (බල්බ්), රෙසිස්ටර් යන උපාංග ගැන කතා කළා. ඒවායේ සංඛේත පහත දැක්වේ. සමහර ඒවාට සංඛේත දෙකක් හෝ කිහිපයක්ද පවතී.

බල්බය  
                       




රෙසිස්ටරය





ස්විචය (ඕෆ්)

      



ස්විචය (ඔන්)        
                                            




වියළි කෝෂය (cell)




බැටරිය                    










(වෝල්ට් ගණන දක්වයි)                                                       




DC වෝල්ටියතා සැපයුම                                               









AC වෝල්ටියතා සැපයුම









සන්නායක (වයර්)










ඉහතදී වයර් හෝ සන්නායක සරල හෝ වක්‍ර රේඛාවලින් නිරූපණය කෙරෙන බව පෙනේ. සන්නායක දෙකක් (හෝ කිහිපයක්) එකිනෙකට සම්බන්ද වන බව පෙන්වන්නේ වයර් දෙක එකිනෙකට හරහා යෑමට සැලැස් වීමෙනි.
 

         
එහෙත්, තවදුරටත් එය පැහැදිලිව දැක්වීමට සමහරෙක් එලෙස එකිනෙකට මූට්ටු වෙන තැන් ඩොට් එකකින්ද සලකුණු කරයි.
 


 
වයර් එකිනෙකට විදුලිමය ලෙස සම්බන්ද නොවී ගමන් කරන විට, එක් රේඛාවක් අනෙක් රේඛාව මතින් පන්නා පෙන්වනවා.
 
 
එහෙත් මෙහිදී එක් සම්මතයක් නැත. සමහරෙක් සන්නායක එකිනෙකට සම්බන්ද කරන විට අනි‍වාර්යෙන්ම ඩොට් එක දමා, සම්බන්ද නොවී යන විට, පන්නන්නේ නැතිව නිකංම රේඛා ඇඳ දක්වයි. බොහෝ දෙනා කරන්නේ, සම්බන්දව සන්නායක ගමන් කරන විට, නිකංම රේඛා එක් මත එක යවා, අසම්බන්දව යන විට රේඛාවක් පන්නා දමා පෙන්වීමයි.


 ඔබද ඉහත රූපයේ පෙන්වා ඇති දෙවන ක්‍රමයට හුරුවන්න. එහෙත් අනෙක් අය කුමන ක්‍රමය අනුගමනය කළත් දැන් ඔබට ඒවා තේරුම්ගත හැකිය. අනෙක් උපාංගවල සංඛේත මින් පසු එම උපාංග හඳුන්වා දෙන මොහොතේම දකවනු ඇත.

9 comments:

  1. LED එකකට වෝල්ට් කීයක් ඕනෙද?

    ReplyDelete
    Replies
    1. එය තිරණය වන්නේ එල්ඊඩී එකේ වර්ණය අනුවයි.

      දේදුන්නේ වර්ණ පිලිවෙලින් මතකයිනෙ (රතු තැඹිලි කහ කොල නිල් ඉන්ඩිගෝ/දම්). මෙහි රතු සිට දම් දක්වා යන විට සංඛ්‍යාතය ක්‍රමයෙන් ඉහල යනවා. වර්ණයක්/ආලෝකයේ/රේඩියෝ තරංගයක (පොදුවේ ඕනෑම විද්‍යුත්චුම්බක තරංගයක) සංඛ්‍යාතය ඉහල යනවා යනු ශක්තිය ඉහල යනවා කියන එකයි (ශක්තිය = 6.625x10^-34 x සංඛ්‍යාතය යන සුත්‍රය අනුව).

      ඉතිං, වෝල්ටියතාව යනුත් වක්‍රාකාරයෙන් ශක්තියට අනුරූපයි/සමානුපාතිකයි. එනිසා වර්ණය රතු සිට දම් දක්වා යන විට ඊට අවශ්‍ය කරන වෝල්ටියතාවත් ක්‍රමයෙන් ඉහල යනවා. එක් එක් වර්ණය සදහා අවශ්‍ය සාමාන්‍ය (ටිපිකල්) වෝල්ටියතා අගයන් මා හිතන්නේ මේ පාඩම් තුල මා ඇතුලත් කර තිබෙනවා. දළ වශයෙන් වෝල්ට් 1.8 සිට වෝල්ට් 3 පමණ එම අගය විහිදෙනවා වර්ණය අනුව (ඊට අමතරව විශේෂිත ආකාරවලින් සාදා තිබෙන එල්ඊඩීවලට වෙනත් වෝල්ටියතා අගයන් අවශ්‍ය වෙනවා; එමනිසා එවැනි එල්ඊඩීවල විස්තර පත්‍රිකාව හෝ මිලදී ගන්නා වෙලදසැලෙන් විමසා බලන්න.)

      Delete
  2. පරිපථ වලදි භාවිත කරන Dual Supply කියන්නේ මොකක්ද ?
    op-amp වලට Dual Supply දෙන්න ඕන කියනවා.පහල ඇති image එකේ විදිහට 9v බැටරි දෙකකින් Op amp එකට supply දුන්නොත් GND(Ground) අග්‍රය සම්බන්ධ වෙන්නේ කොහේට ද ?

    Image > https://www.petervis.com/electronics%20guides/741%20Op%20Amp/741-op-amp-power-supply/741-op-amp-split-power-supply.gif

    උදව් කරන්න :(

    ReplyDelete
    Replies
    1. සාමාන්‍යයෙන් අප හඳුන්වන්නට පුරුදුවෙලා තියෙනවානෙ බැටරියක හෝ වෙනත් විදුලි සැපයුමක අග්‍ර 2ක් තිබෙන බවත්, ඉන් එකක් ධන අග්‍රයත් අනෙක ඍණ අග්‍රයත් බව. එසේ කිව්වත්, ඇත්තටම එම විදුලි සැපයුමේ එක් අග්‍රයක් උදාසීන (වෝල්ට් 0) ලෙසත්, අනෙක් අග්‍රය ධන ලෙසත් සැලකීම වඩා උචිත වේ.

      සැසඳීමට අවස්ථා දෙකක් පමණක් තිබෙන විටක, එම දෙක ධන-ඍණ ලෙස හෝ උදාසීන-ධන ලෙස හෝ ඍණ-උදාසීන ලෙස හෝ හැඳින්විය හැකියිනෙ (තර්ක කර බලන්න). මතු කිරීමට අවශ්‍ය වන්නේ එක් අග්‍රයක විදුලි විභවය හෙවත් වෝල්ටියතාව අනෙක් අග්‍රයට වඩා වැඩි බව කීම පමණි. එවිටනෙ වැඩි විභවයේ සිට අඩු විභවය දක්වා විදුලි ධාරාවක් ගලන්නේ. එහෙත් එම අග්‍ර දෙක උදාසීන-ධන ලෙස හැඳින්වීම වඩා සුදුසු බව නැවත මා මතක් කර දෙන්නට කැමැතියි.

      ඉහත ආකාරයේ විදුලි සැපයුම් single (polarity) supply ලෙස හැඳින්වේ. ඒ කියන්නේ එක් අග්‍රයක් උදාසීන වන අතර අනෙක් (ඊට සාපේක්ෂව වැඩි විභවය තිබෙන) අග්‍රය ධන වේ. අවශ්‍ය නම්, එක් අග්‍රයක් උදාසීන ලෙස ගත් විට අනෙක් අග්‍රය ඊට සාපේක්ෂව අඩු විභවයක් තිබෙන විට එය ඍන අග්‍රය ලෙසද අග්‍ර දෙක හඳන්වාගත හැකියිනෙ. උදාහරණයක් ලෙස කලු අග්‍රයේ සිට අලු අග්‍රය දක්වා (සම්මත) විදුලි ධාරාවක් ගමන් කරන විට, කලු අග්‍රය ධන හා අලු අග්‍රය උදාසීන ලෙස සැලකිය හැකියි. එහෙමත් නැතිනම්, කලු අග්‍රය උදාසීන ලෙසද, අලු අග්‍රය ඍන ලෙසද එය සැලකිය හැකිය. මේ ක්‍රම දෙකෙන්ම පැවසුවත් වැඩි විභවය තිබෙන්නේ කලු අග්‍රයේ නේද? ඒ කියන්නේ ධන හෝ ඍන යන වචන දෙකෙන් එකක් පමණයි මෙවැනි පවර් සප්ලයිවල තිබෙන්නේ. එනිසයි සිංගල් (තනි) සප්ලයි/සැපයුම් ලෙස එය හැඳින් වූයේ.

      එහෙත් ඔබ පැවසූ ලෙසම, ඔප් ඈම්ප් වැනි පරිපථවලට ධන හා ඍණ යන දෙවර්ගයම තිබෙන පවර් සප්ලයි අවශ්‍ය වෙනවා. මෙවිටද උදාසීන අග්‍රය තිබෙනවා. ඒ කියන්නේ මෙවැනි පවර් සප්ලයිවල අග්‍ර 3ක් තිබෙනවා. ඉන් එකක් උදාසීන වන අතර, ඊට සාපේක්ෂව වැඩි විභවයක් තිබෙන ධන අග්‍රයක්ද, උදාසීනයට සාපේක්ෂව අඩු විභවයක් තිබෙන අනෙක් අග්‍රය ඍන අග්‍රය ලෙසද සැලකෙනවා. පොලැරිටි/ධ්‍රැවීයතාව (ධන ඍන භේදය) දෙකම ඇති නිසයි මේවා ඩුවල් (ද්විත්ව) සප්ලයි කියන්නේ.

      ඩුවල් සප්ලයි එකකදී ධන අග්‍රයෙන් පිටවන ධාරාව උදාසීන අග්‍රයෙන් සප්ලයි එකට ඇතුලු වෙනවා. තවද, උදාසීන අග්‍රයෙන් පිටවන ධාරාව ඍන අග්‍රයෙන් ඇතුලු වෙනවා. උදාසීන අග්‍රය තමයි ග්‍රවුන්ඩ් ලෙස හඳුන්වන්නෙත්.

      ඔබගේ ලින්ක් එක වැඩ කරන්නේ නැත. එනිසා රූපය දැක්කේ නැත. එහෙත් මට ඔබ අසන දෙය අනුමාන කළ හැකියි. බැටරි දෙකක් ශ්‍රේණිගතව සම්බන්ද කර ඇති විට, බැටරි දෙක සම්බන්ද වන මැද තමයි ග්‍රවුන්ඩ් එක වන්නේ. ඉතිරි අග්‍ර දෙකෙන් ධන පැත්ත ධන අග්‍රය ලෙසත්, ඍන පැත්ත ඍන අග්‍රය ලෙසත් සැලකේ.

      Delete
    2. This comment has been removed by the author.

      Delete
    3. බොහොම ස්තුතියි ! මට එය දැන් තේරෙනවා :) ඔබේ පැහැදිලි කිරීම නම් බොහොම සරලයි. ඕනි කෙනෙක්ට තේරුම් ගන්න පුලුවන්.Electronic ගැන බොහෝ දේවල් ඔබේ බ්ලොග් එකෙන් මම ඉගෙනගත්තා. සිංහලෙන් මේසා විශාල Electronic දැනුමක් තියෙන්නේ ඔබේ බ්ලොග් එකේ පමණයි.තව කියවන්න බොහෝ දේවල් තියෙනවා.

      මට තව පොඩි දෙයක් දැනගන්න තියෙනවා.මේක ඇත්ත ද නැද්ද කියලයි මට දැනගන්න ඕන.

      යම් වයර් එකකින් අඩු සංඛ්‍යාතයක් සහිත විද්යුත් තරංගයක් යනවා කියල හිතමු.අපි තරංග වර්ධකයක් දාලා ඒ තරංගයේ සංඛ්‍යාතය අධික ලෙස වැඩි කලා යයි සිතමු. එවිට එම තරංගය එම වයරයේ රැදෙන් නැද්ද ? එම තරංගය පිටත පරිසරයට නිකුත් වෙනවද ? FM Radio Transmission කරන්නේ මේ ආකාරයට ද ?

      මම ඔබව වෙහෙසට පත් කරනවා නම් මට සමාවන්න.මා ඉහත අසන ලද ප්‍රශ්නයටත් ඔබ විශාල වෙහෙසක් දරා පිලිතුරු දී තිබුනා.ඇත්තටම ඔබේ ඒ නිරවුල් පැහැදිලි කිරීම නිසයි මට එය වැටහුනේ. නැවතත් එයට බොහොම ස්තුතියි !

      Delete
    4. :) ඕනෑම සන්නායකයක් දිගේ ලොකු හෝ කුඩා යම් සංඛ්‍යාතයකින් විදුලි සංඥාවක් ගමන් කරන විට, එම සන්නායකයෙන් පිටතට එම සංඛ්‍යාතය සහිත රේඩියෝ තරංගයක් නිකුත් වෙනවා (එනම්, විකිරණය සිදු වෙනවා) යැයි සිතන්නට පුරුදු වෙන්න. මෙවිට අර සන්නායකය දිගේ යන සංඥාවේ ප්‍රබලතාව (ජවය) ලොකුද කුඩාද යන්නද වැදගත් නැත.

      ඉහත පැවසුවේ පොදු තියරිය (සිද්ධානත්ය) වේ. එහෙත් ප්‍රායෝගිකව එම විකිරණයට බලපාන සාධක කිහිපයක් තිබේ.

      1. සන්නායකය දිගේ යන සංඥාවේ ජවය (වොට් ගනන) වැඩි වන විට, ඊට සාපේක්ෂව විකිරණය වන ප්‍රමාණයද වැඩි වේ.

      2. සන්නායකය දිගේ යන සංඥාවේ සංඛ්‍යාතය වැඩි වන විට, ඊට සාපේක්ෂව විකිරණ ප්‍රමාණයද වැඩි විය හැකිය. ඊට හේතුව වන්නේ සංඛ්‍යාතය වැඩි වන විට "තරංග වේගය = සංඛ්‍යාතය x තරංග ආයාමය" යන සරල සූත්‍රයට අනුව සංඛ්‍යාතය වැඩි වන විට තරංග ආයාමය අඩු වීමයි. යම් සන්නායකයකින් හොඳින් විකිරණය සිදු වීමට නම් අදාල සංඥාවේ තරංග ආයාමයට සාපේක්ෂව සන්නායකයේ දිගද වැඩි විය යුතුය (දළ වශයෙන් තරංග ආයාමය මෙන් 1/10 ක් වත් සන්නායකය විශාල වීම වැදගත්). මෙවැනි සන්නායකයකට අප ඇන්ටනා කියාද කියනවා.

      ඉහත කාරණා දෙක හැරුනහම තවත් කාරණාවක් දෙකක් ඇත (සංඥා උත්පාදකය හා සන්නායකය/ඇන්ටනාව අතර සම්බාදක ගැලපීම වැනි).

      ඔබ සන්නායකයක් හරහා යන විදුලි සංඥාවක් හා රේඩියෝ විකිරණය යන දෙක එකිනෙකට සම්බන්ද කර ප්‍රශ්නය ඇසූ නිසයි ඉහත පිලිතුර ලබා දුන්නේ. එහෙත් ඔබ ඇත්තටම අසන ප්‍රශ්නය එය නොවේ යැයි පෙනෙනවා. ඔබ මේ අසන්නේ චර්මීය ආචරණය (ස්කින් ඉෆෙක්ට්) ගැනයි. එය රේඩියෝ විකිරණයක් නොවේ.

      විදුලියක් තිබෙන ඕනෑම තැනක අනිවාර්යෙන්ම විදුලි ක්ෂේත්‍රයක් පවතිනවා (චුම්භක ක්ෂේත්‍රයක්ද පවතිනවා). යම් සන්නායකයක් ඔස්සේ විදුලියක් (ඉලෙක්ට්‍රෝන) ගමන් කරන විට, එම විදුලිය විචලනය වන වේගය හෙවත් සංඛ්‍යාතය මෙහිදී වැදගත් වෙනවා මොකද මෙම සංඛ්‍යාතය වැඩි වන්නට වන්නට ඉලෙක්ට්‍රෝන ගමන් කිරීම වැඩි වැඩියෙන් මතුපිටින් සිදු වෙනවා. එනම් සංඛ්‍යාතය ක්‍රමයෙන් වැඩි වන විට, සංඥාවේ ඉලෙක්ට්‍රෝන ගමන් කරන්නේ වයරයේ මතුපිටට/චර්මයට (සමට) ළං වෙලාය. එය හැබැයි රේඩියෝ විකිරණයක් ලෙස සලකන්නේ නැත. චර්මීය ආචරණය ගැනත් රේඩියෝ විකිරණය ගැනත් මා බ්ලොග් එකේ පැහැදිලි කර තිබෙනවා.

      Delete
    5. බොහොම ස්තුතියි !
      "චර්මීය ආචරණය" පිලිබද ඔබේ ලිපිය කියවා බැලිය යුතුයි.නැවතත් බොහොම ස්තුතියි :) බොහෝ දේ ඔබේ බ්ලොග් එකෙන් ඉගෙනගන්නවා.

      Delete
    6. :) හොඳින් හා සෙමින් ඉගෙන ගන්න.

      Delete