மின்சாதனங்கள் இணைப்பு முறை

பல்ப், மின்விசிறி, ரேடியோ, டிவி, மோட்டர் இவையெல்லாம் மின்சாதனங்களாகும். இச் சாதனங்கள் மின்தொடுப்பின் இரு முனைகளிலும் இணைக்கப்படுகின்றன.இவ் இணைப்புக்கள் இரணடு வகைப்படும் அவை

பேரல்லஸ் முறையில் மின்சாதனங்கள்

ஒருசோர்ஸின் இரு முனைகளிலும் மின்சாதனங்கள் இரு முனைகளையும் இணையாகவே இணைக்கும் முறையைத்தான் பேரல்லஸ் இணைப்பு முறை என்கிறோம்.  ஒரு இணைப்பை உதாரணத்திற்கு எடுத்துக்கொள்வோம். அதில் 100 வோல்ட், 1000 மில்லி அம்பியர் கொடுக்ககூடிய சோர்ஸ் (மின்கலம்) எனக்கொள்ளலாம். இதிலிருந்து வெளிவரும் இருமுனைகளின் கடைசி வரை 100 வோல்ட் மின்னழுத்தம் இருக்கும்.

ஆகவே அதில்
100V 50MA  பல்ப்
100V 100MA ரேடியோ
100V 200MA மின்விசிறி
100V 500MA அயன் பொக்ஸ்
100V 100MA பல்ப்2  ஆகியவற்றை இணைக்கலாம்.

இப்படி இணைக்கும் போது இணைக்கும் சாதனங்கள் 100 வோல்டில் இயங்கும் சாதனங்களாகவே இருக்க வேண்டும். ஆனால் அந்த சாதனங்கள் எடுக்கும் அம்பியரின் அளவு வெவ்வேறாகவோ அல்லது சமமாகவோ இருக்கலாம்.  இங்கு 950 மில்லி அம்பியர்  லோட் இணைக்கப்பட்டுள்ளது. இதில் இதற்கு மேலாக லோட் எதுவும் இணைக்கக் கூடாது. இணைத்தால் மின்கலம் விரைவாகக் கெட்டுவிடும்.

நமது வீடுகளிலெல்லாம் மேலகாட்டப்பட்ட முறையில்தான் இணைப்புக்கொடுப்பார்கள்.  வீடுகளில் இணைக்கும் சாதனங்கள் எல்லாம் 230 வோல்ட் மின்னழுத்தத்தில் வேலைசெய்யக் கூடியனவாகவும் ஆனால் வெவ்வேறு அம்பியர்களை எடுக்கக் கூடியனவாகும் இருக்கும். எல்லா சாதனங்களும் எடுக்கும் அம்பியரின் அளவைப்பார்த்தால் மீட்டர் வினியோகிக்கும் அம்பியர் அளவின் 90% வரை இருக்கலாம். (மின்சார நிலையத்திலிருந்து கிடைக்கும் சிங்கிள் பேஸ் கரண்டில் 40 அம்பியர் கிடைக்கிறது)

ஓம்ஸ் விதி Ohm's Law

ஒரு நீர்த்தொட்டியில்  1000 லீட்டர் நீர் இருக்கிறது என வைத்துக்கொள்வோம் அதனைத்திறந்துவிட்டால் அவ்வளவு நீரும் அப்படியே வந்துவிடாது. ஒரு மணி நேரத்தில் 50லீட்டர்  அல்லது 100 லீட்டர் என்ற அளவில்தான் விழும். இப்படு விழும் தண்ணீரின் அளவு தரை மட்டத்திலிருந்து தொட்டி அமைந்திருக்கும் உயரம், நீர் செல்லும் குழாயின் பருமன், நீரின் அளவு ஆகியவற்றைப் பொறுத்து அமைகிறது. அதுபோல  ஒரு மின்கலததில் 50 அம்பியர் கரண்ட் உள்ளது என்றால் இணைப்பை இணைத்ததும் அவ்வளவு கரண்டும் அப்படியே வந்துவிடாது அதில் 10, 20 அல்லது 30 அம்பியர் மின்னோட்டம் தான் பாயும். இப்படியாக ஓடும் மின்னோட்டத்தின் அளவு எவ்வளவாக இருக்கும் என் நிர்னயிக்க கூடிய  விதிதான் ஓம்ஸ் விதி எனப்படுகிறது. "சர் ஜார்ஜ் சௌமன் ஓம்" என்ற இத்தாலி நாட்டைச் சேர்ந்த விஞ்ஞானி கண்டுபிடித்தார். அதனால் இந்த விதிக்கு அவர் பெயர் கொடுக்கப் பட்டிருக்கிறது. இது உலகரீதியில் ஏற்றுக்கொள்ளப்பட்ட விதியாகும்.

ஒரு மின் சர்கியூட்டில் ஓடும் மின்னோட்டத்தின் அளவு மின்கலம் வினியோகிக்கும் மின்னழுத்தமாகிய ஓல்டிற்கு நேர் விகிதாசாரத்தில் அமையும். அதாவது மின்னழுத்தம் கூடக் கூட மின்னோட்டமும் அதிகரிக்கும். இரண்டாவதாக இணைக்கப்படும் லோடின் ரெஸீஸ்ரன்ஸ் (ஓம்ஸ்) இற்கு ஏற்ப எதிர் விகிதாசாரமாக அமையும். அதாவது ரெஸீஸ்ரன்ஸ் அதிகமாக ஆக மின்னோட்டத்தின் அளவு குறையும்.  நீங்கள் சைக்கிளில் போகும் பொழுது அதன் வேகம் நீங்கள் கொடுக்கும் பெடலிங் செய்யும் அளவிற்கு ஏற்ப குறையும் அல்லது கூடும்.  எதிர் கற்றின் வேகத்திற்கு ஏற்ப சைக்கிளின் வேகம் குறையும் அல்லது கூடும். நேர் விகிதாசாரம் என்றல் பெருக்க் வேண்டும் எதிர் விகிதாசாரம் என்றால் பிரிக்க வேண்டும் என்பது உங்களுக்குத் தெரியும்.

 மேலே கொடுக்கப் பட்ட படத்தில் ஓமின் விதி கொடுக்கப்பட்டுள்ளது. R என்பது தடை, V என்பது வோல்ட், I என்பது மின்னழுத்தம், P என்பது மின்சக்தி ஆகும்.

ஓல்ட்-அம்பியர்-வாட் என்றால் என்ன?

ஒரு கம்பியின் ஆரம்ப முனையில் எலக்ரோன்களைத் தள்ளினால் அடுத்துள்ள அணுக்கள் அவ்வெலக்ரோன்களைத் தள்ளிக்கொண்டே போகும். அதற்கு முதலில் எலக்ரோன்களை நாம் தள்ள வேண்டும். அப்படி தள்ளுவதற்கு ஒரு போஸ் கொடுக்க வேண்டும். இப்படி எலக்ரோன்களை அசைத்துத் தள்ளுவதற்காக நாம் கொடுக்கும் போர்ஸ் (Electro Motive Force EMF) என்று சொல்வர்.

மேலே காட்டப்பட்ட படத்தில் + முனையில் போஸ் தள்ளப்பட்டதும் கோடிக்கணக்கான எலக்ரோன்கள் பல்ப் வழியாக்ச் சென்று  - முனையை அடைகின்றன. இப்படி கொடுக்கும் போஸ் இன் அளவு கொஞ்சமாக இருக்கலாம் அதிகமாகவும் இருக்கலாம். அந்த போஸ் இனை அளக்க ஓர் அளவு வேண்டும் அந்த அளவு தான் வோல்ட் ஆகும். இதன் அடையாளம "V" ஆகும்.

1. சாதாரன சுவர்கடிகார மின்கல வோல்ட் அளவு 1.5V ஆகும். 
2. சைக்கிள் டைனமோ 6 ஓல்ட் அல்லது 12 வோல்ட்
3. வீடுகளில் பயன் படுத்தும் மின்சார அளவு 250 வோல்ட் வரை இருக்கும்.
4. சில த்ரீ பேஸ் மோட்டர்களுக்கு வேண்டிய வோல்ட் 440 ஆகும்.

இப்படியாக மனிதனால் இயக்கப்படும் சாதனங்களுக்கு தேவையான வோல்ட் 1.5 இலிருந்து 1.5 லட்சம் வரை தேவைப்படுகிறது. இயற்கையாகவே இடி மின்னல் ஏற்படும் பொழுது பல லட்ச ல்ட்சக்கணக்கான ஓல்ட் மின்னழுத்தம் உண்டாகிறது.

மின்கலத்தின் பொசிட்டிவ் முனைக்கும் நெகட்டிவ் முனைக்குமாக மேலே காட்டப்பட்ட வோல்ட் மீட்டர் கருவியைப் பயன்படுத்தி இணைக்கலாம்.

இப்படி ஒரு மின்னழுத்தத்தை கொடுத்தது எலக்ரோன்கள் தள்ளப்பட்டதும் அவைகள் கம்பி வழியாக + இலிருந்து - இற்குச் செல்கின்றன. இந்த எலக்ரோன்களின் ஓட்டத்தத்தைத் தான் மின்னோட்டம் என்றும் (கரண்ட்) என்றும் சொல்கிறோம். அப்படியானால் எவ்வளவு கரண்ட் ஓடுகிறது என்பதையும் தெரியவேண்டியிருக்கிறது. கரண்டின் அளவு எலக்ரோன்களின் எண்ணிக்கையைக் குறிக்கிறது. அப்படியானால் இந்த அளவை இத்தனை கோடி எலக்ரோன்கள் என்று சொல்லலாம், என்றாலும் இது கணக்கிடும் வகைக்கு ஏற்றதாக இருக்காது. ஆகவே இதை அளக்க "அம்பியர்" என்ற அளவு பயன்படுத்தப்படுகிறது, ஒரு கம்பியில் ஒரு அம்பியர் கரண்ட் பாய்கிறதென்றால் அதன் வழியாக 628 000, 000, 000,000,000,0 எலக்ரோன்கள் ஓடுகின்றன. அதாவது 628 கோடி கோடி எலக்ரோன்கள் ஓடுகின்றன.

இவளவு எலக்ரோன்கள் ஒரு கம்பியின் வழியாகப் பாய்வதக இருந்தால் இணைக்கப்படும் "A" என்ற அம்மீட்டர் 1 என்ற அவைக் காண்பிக்கும்.

 மின்கலத்துடன் இணைப்பை இணைத்ததும் பல்ப் வழியாக எலக்ரோன்கள் ஓடிக்கொண்டே இருக்கும்.  இப்படியாக மின்சாரம் ஒரு வினாடியில் ஓடும் மொத்த எலக்ரோன்களின் எண்ணிக்கையைத்தான் எலக்ரிக் பவர் என்றும் மின்சக்தி என்றும் சொல்கிறோம். இதன் அளவைத்தான் வாட் என்கிறோம். அதாவது இணைக்கப்பட்டிருக்கும் பல்ப் மொத்தம் எவ்வளவு மின்சக்தியை ஒரு வினாடியில் எடுத்திருக்கும் அல்லது மின்கலம் எவ்வளவு எலக்ரோன்களை ஒரு வினாடியில் கொடுத்திருக்கும் என்பதைத்தான் வாட்ஸ் என்கிறோம். எவ்வளவு வாட்ஸ் என்பது கொடுக்கும் மின்னழுத்தத்திற்கும் மின்னோட்டத்திற்கும் நேர்விகிதாசாரமாகும். ஆகவே மின்சக்தியைக் கணக்கிட மின்னழுத்தத்தையும் மின்னோட்டத்தையும் பெருக்கிப் பார்க்க வேண்டும்.

1000 வாட்ஸ் ஒரு யூனிட் ஆகும். அதாவது ஒரு 100 வாட் பல்ப் 10 மணி நேரம் வேலை செய்தால் 1 யூனிட் ஆகும் அல்லது 1000 வாட்ஸ் கீட்டர் ஒரு மணி நேரம் வேலை செய்தால் 1 யூனிட் செலவாகும் எனக்கொள்ளலாம்.  அல்லது 10 வோல்டும் 10 அம்பியரும் கொடுக்கக் கூடிய மின்கலத்தில் 100 வாட்ஸ் பல்பை தொடர்ச்சியாக 1 மணி நேரம் எரிய விடலாம் அல்லது 50 வாட்ஸ் பல்பை இரண்டு மணி நேரம் எரிய விடலாம்.

பொட்டேன்சியோ ரெஸிஸ்ரர்

ரெஸிஸ்ரரின் பதிப்பை வேண்டிய அளவில் மாற்றும் வசதியுடைய ரெஸிஸ்ரர்தான் பொட்டேன்சியோ ரெஸிஸ்ரர் ஆகும். இது ரேடியோவில் வால்யூம் கன்ரோல் , டொன் கன்ரோல், பேஸ்-ட்ரிபிள் கன்ரோல், என்றும் டிவி களில் பிரைட்னெஸ் கன்ரோல், கொன்ராஸ்ட் கன்ரோல் போன்றவற்றிலும் பயன்படுத்தப்படுகிறது.

  இதில் மூன்று முனைகள் இருக்கும். இறுதியாக உள்ள முனைகளுக்கிடையே ரெஸிஸ்ரரின் தன்மை  ஸ்திரமாக அமைக்கப்பட்டிருக்கும். முனை அந்த ஸ்திரமான ரெஸிஸ்ரர் பக்கத்தில் தொட்டுக்கொண்டே இருக்கும். இதன் மூலம் அஜஸ்ட் செய்து ரெஸிஸ்ரரின் மதிப்பில் என்ன அளவு வேண்டுமோ அதை பெற்றுக்கொள்ளலாம். இந்த ரெஸிஸ்ரர்களின் மதிப்பு 5ஓம் இலிருந்து 10 லட்சம் ஓம்ஸ் வரை கிடைக்கின்றன.

இந்த ரெஸிஸ்ரர் களில் இரண்டு வகை இருக்கின்றன.

1. லீனியர் டைப்
2. லொக் டைப் (Log Type)

 லீனியர் டைப் என்றால் இதன் தடை தன்மை சம தூரத்தில் சம அளவிலேயே கூடிக்கொண்டே போகும். லொக் டைப் (Log Type) இல் சம தூரத்தில் தடை தன்மை லொக் அளவில் கூடிக்கொண்டே போகும். (லொக் அளவு என்பது 10 மடங்கு விகிதாசாரத்தில் அதிகரிக்கும்). ரெஸிஸ்ரரின் மதிப்பு சம தூரத்தில் 100ஓம்-1000ஓம்-10,000ஓம்-1 லட்சம் ஓம்-10 லட்சம் ஓம் என பத்து மடங்கு விகிதாசாத்தில் அதிகரிக்கும். நமது காதின் அமைப்பில் ஒரு அதிசய குணம் ஒன்று உள்ளது. ஒரு சத்தத்தின் அளவை 1 மடங்கிலிருந்து 2 மடங்காகக் கேட்கவேண்டுமானால் அச்சத்தத்தை உண்டுபண்ணும் சத்தக்கருவி உற்பத்தி செய்யும் அளவை 10 மடங்காக அதிகரிக்க வேண்டும். 3 மடங்காக கேட்கவேண்டுமானால் சத்த அளவை 100 மடங்காக அதிகரிக்க வேண்டும்.  உதாரணமாக 100 வாட்ஸ் ஸ்பீக்கரில் பாடல் ஒலித்தால் அதனை இரண்டு மடங்காக கேட்க 300 வாட்ஸ் வரை அதிகரிக்கவேண்டும். இதனையே லொக் ஸ்கேல் எங்கின்றனர். இவ்வாறில்லாமல் 200 வாட்ஸ் என்றாலேயே நம்காதால் இரண்டுமடங்கு சத்தத்தை நம் காதால் கேட்ககூடியவாறு இருந்திருக்குமானால் கொழும்பில் உண்டாகும் சத்தத்தை யாழ்ப்பாணத்தில் இருப்பவர்கள் கேட்க நேரிடும்! லொக் ஸ்கேல் அடிப்படையில் நம் காதை அமைத்த ஆண்டவனை வணங்குவோம் ஏன் எனில், அருகில் இருப்பவர் கதைப்பது எவ்வாறு கேட்கும் யோசித்துப்பாருங்கள்?

ஒரு ரேடியோவில் உள்ள நிகழ்ச்சிகளை காதின் லொக் ஸ்கேல் இற்கு ஏற்ப கூட்டவோ குறைக்கவோ இந்த இரண்டாவது வகை ரெஸிஸ்ரரை தான் பயன்படுத்த வேண்டும். லீனியர் டைப் பயன்படுததினால் இரு குறிப்பிட்ட தூரம் வரை சத்தம் கூடும் அதன் பின் வித்தியாசத்தை எம்மால் உணர முடியாது.

Conductor மின்னைச் செலுத்துதல்

கண்டக்டர்
மின்சாரத்தை தன் வழியகச் செலுத்தும் சாதனங்கள் அனைத்தையும் "கண்டக்டர்" என்றும் "கடத்தி" என்றும் சொல்லப்படுகிறது, எந்தப்பொருளின் அணுக்களில் எலக்ரோன்கள் அதிக எண்ணிக்கையிலும் அவைகள் சுறறும் வேகமும் அதிகமாக இருக்கிறதோ அந்தப் பொருட்களெல்லாம் நல்ல கண்டக்டர்களாகும்.  இந்த அடிப்படையில் வெள்ளி தான் சிறந்த கண்டக்டர் ஆகக் கருதப்படுகிறது,  அதை அடுத்து செம்பு அல்லுமினியம் நாகம் என்ற வாரிசையில் செல்கின்றன. அதாவது எந்த ஒரு கண்டக்டரும் மின்னோட்டத்திற்கு ஓரளவு எதிர்ப்பைக் கொடுக்கும்.

இந்த எதிர்புத்தன்மையை ஆங்கிலத்தில் "ரெஸிஸ்ரன்ஸ்" என்றும் அதனுடைய அளவை "ஓம்" என்ற அளவிலும் சொல்கிறார்கள். வெள்ளி 10ஓம் எதிர்ப்பைக் கொடுத்தால் செம்பு 15ஓம் என்றும் அலுமினியம் 20ஓம் என்றும் நாகம் 25ஓம் என்றும் பொருளைப் பொறுத்து எதிர்ப்புத்தன்மை கூடும் அல்லது குறையும்.

மின்சாரம் செல்லும் கண்டக்டரின் நீளம் அதிகமாக ஆக எதிர்ப்புத்தன்மையும் அதிகமாகும். 100 மீட்டர் நீளமுள்ள கம்பி 50ஓம் எதிர்ப்பு கொடுத்தால் 200மீட்டர் நீளமுள்ள கம்பி 100ஓம் எதிர்ப்பு கொடுக்கும். ஆகவே ரேடியோ வயரிங்க் செய்யும் போது முடிந்தளவு குறுகிய வயரைப் பயன்படுத்த வேண்டும்.
அடுத்தபடியாக கம்பியின் பருமனைபபொருத்தும் அது கொடுக்கும் எதிர்ப்புத்தன்மை கூடவோ குறையவோ அமையும். பருமன் அதிகமாக ஆக எதிர்ப்புத் தன்மை குறையும்  காரணம் அதன் வழியாக இலகுவாக எலக்ரோன்கள் பாயமுடியும். கம்பியின் பருமனை "கேஜ்" என்ற அளவில் சொல்லப்படுகிறது.  0 கேஜ் அளவுள்ள கம்பியின் பருமன் ஏறத்தாள 8மி.மீட்டர் பருமனும் 10கேஜ் பருமனுள்ள கம்பியின் பருமன் 3மி.மீட்டரும் இருக்கும். கம்பியின் கேஜ் எண் அதிகமாக ஆக பருமனின் அளவு குறைந்து செலவதைக்கவனிக்கவும்.  ஆகவே 10கேஜ் அளவுள்ள கம்பி 10ஓம் எதிர்ப்புக்கொடுத்தால் 40கேஜ் அளவுள்ள கம்பி 100ஓம் எதிர்ப்புக்கொடுக்கும்.

ஆனால் இந்த அளவு சிறிதளவே மாற்றம் கொடுப்பதால் இதனை பெரிதக கொள்வதில்லை. ஒரு கம்பி மின்னோட்டத்திற்கு கொடுக்கும் எதிர்ப்பை "ஓமிக் ரெஸிஸ்ரன்ஸ்" என்பர். இந்த குறிப்பை R என்ற ஆங்கில எழுத்தாலும் குறிக்கின்றனர்.

அதிரவைக்கும் புதிய நினைவக தொழில்நுட்பம்

எம்மை அதிரவைக்கக்கூடிய புதிய தொழில்நுட்பம் சில  காலங்களில் வர இருக்கிறது. வர இருக்கும் இத் தொழில்நுட்பங்கள் RAM களில்லேயே மாற்றங்களை ஏற்படுத்தப்போன்றன. இதுவரை DDR3 வகைகளே பாவனையில் உள்ளன அடுத்த தலைமுறைக்கான DDR4 RAM கள் முன்னையவற்றைக்காட்டிலும் மிக அதிவேகமானதாகவும், அதிக கொள்ளளவை ஏற்கக்கூடியதாகவும் வெளிவார உள்ளன. இதுவரை வெளியாகிய Memory RAM  களிலிருந்து இயக்க முறையில் இவை முற்றிலும்  வேறுபட்டுக்காணப்படுகின்றன.

இவற்றின் நினைவகப்பகுதியில் Memristors (நினைவுகொள் மின்தடை) என்ற மின்னுறுப்பு பயன்படுத்தப்படுகிறது. இது 2008 இல் HP  நிறுவனத்தினால் கண்டுப்பிடிக்கப்பட்டது. இதுவரை இலத்திரனியல் வரலாற்றில் அடிப்படையாக இருந்த Inductor, Resistor, capacitor என்ற மூன்று மின்னுறுப்புக்களே அடிப்படையாக இருந்தன தற்போது இது நான்காவது உறுப்பாகக்காணப்படுகிறது எனலாம். Resistor களில் கால நேர அளவில் மின்னோட்ட, மின்னழுத்தங்களீல் மாற்றங்களை ஏற்படுத்துவதன் மூலம் இவை உருவாக்கப்படுகின்றன. இதில் resistive memory தொழில்நுட்பம் அதிகம் பயன்படுவதனால் SDRAM நீக்கப்பட்டு RRAM (Resistive RAM) என மாற்றப்படும் எனவும் எதிர்பார்க்கப்படுகிறது. இத்தொழில்நுட்பம் முதலில் RAM களிலேயே ப்பயன்படுத்தப்படுகிறது காரணம் இவை தற்காலிய நினைவகம் என்பதனாலே ஆகும். எனினும் விரைவில் பெண்டிரைவ் களிலும் SSD களிலும் வந்துவிடும் என எதிர்பார்க்கப்படுகிறது.

தற்போது பயன்பாட்டில் உள்ள DDR3 ரம்கள் 2400Mhz வேகத்தில் உள்ளன DDR4  4266 Mhz வேகத்தில் இயங்கக்கூடியது எனப்படுகிறது. மேலும் DDR3 ரம்கள் 32GB வரையே அதிகரிக்ககூடியதாகும் DDR4 அவற்றில் காட்டிலும் சக்திவாய்ந்ததாக காணப்படும். ஆனால் 2GB ரம்இலேயே நமது வேலைகளை தடங்கல் இல்லாமல் செய்யகூடியதய்  இருப்பினும் திரைப்பட தயாரிப்புக்களுக்கு இவை அதிரவைக்கும் ஒளி ஒலி வடிவங்களை உருவாக்குவதற்கு காரணமாக அமையும் என்பது உண்மையே.