සන්නිවේදනය හා ආධුනික ගුවන් විදුලිය (Amateur radio) 6

ඒසී හා ඩීසී විදුලිය

අප මෙතෙක් ඉගෙන ගත් ධාරා විදුලිය අපට නැවත කොටස් දෙකකට කැඩිය හැකියි - සරල ධාරා විදුලිය (Direct Current – DC) හා ප්‍රත්‍යාවර්ථ ධාරා විදුලිය (Alternating Current – AC). ධාරාව සන්නායකයක් දිගේ ගමන් කරන විලාසය අනුවයි මෙම වර්ගීකරණය සිදු කර ඇත්තේ.

සන්නායකය දිගේ එක් පැත්තකට පමණක් විදුලිය ගමන් කරයි නම්, එය ඩීසී විදුලියකි. පහත රූපයේ රතුපාට ඊහිස්වලින් පෙන්වන්නේ එකම දිශාවට ඉලෙක්ට්‍රෝන ගමන් කරන ආකාරයයි.

ඉහත රූපයකින් පෙන්වූ දේම අපට ගණිතානුකූලව ප්‍රස්ථාරයක් ආශ්‍රයෙන්ද පෙන්විය හැකියි (ඇත්තටම ඉහත සාමාන්‍ය රූපයක් වෙනුවට අප නිතරම භාවිතා කරන්නේ එවැනි ප්‍රස්ථාරයි මොකද ප්‍රස්ථාර මඟින් අපට තොරතුරු ගණනාවක් උකහා ගත හැකි නිසාය). ඒ අනුව, පහත දැක්වෙන්නේ ඉතා පිරිසිදු ඩීසී විදුලියක ප්‍රස්ථාරයයි. බලන්න කාලයත් සමග මෙම විදුලියේ අගය (වෝල්ට් ගණන හෝ ඇම්පියර් ගණන) වෙනස් නොවී ස්ථාවරව පවතී. මෙවැනි ස්ථාවර ඩීසී (steady DC) විදුලියක් තමයි පිරිසිදු ඩීසී විදුලිය ලෙසත් හදුන්වන්නේ. මෙවැනි ස්ථාවර ඩීසී විදුලියක් තමයි පරිපථ සදහා ඉතාම යෝග්‍ය වන්නේ. එහෙත් එවැනි පිරිසිදු ඩීසී විදුලියක් ලබා ගැනීම සිතන තරම් පහසු නැත. බැටරිවලින් ලැබෙන්නේ හැමවිටම ඩීසී විදුලියකි.

ඉහත ආකාරයට කාලයට සාපේක්ෂව විදුලියේ විචලනය පෙන්වන විට y සිරස් අක්ෂය සඳහා වෝල්ටියතාව හෝ ධාරාව තමයි නියෝජය කරන්නේ. අවශ්‍ය නම් වෝල්ටියතාව හා ධාරාව යන දෙකම එකවර එවැනි ප්‍රස්ථාරයක ඇඳ දැක්විය හැකියි.

සාමාන්‍යයෙන් අපට හමුවන ඩීසී විදුලිය විචලනය වන්නකි. විචලනය විවිධාකාරයෙන් සිදු වන නිසා, එවැනි විදුලියක හැඩයද විවිධාකාර වේ. මෙවැනි විදුලියකින් පරිපථ ක්‍රියාත්මක කරන්නට ගියොත් පරිපථ අක්‍රිය වීමට හෝ අවුල් වීමට හැකිය. පහත දැක්වෙන්නේ එවැනි අක්‍රමවත් ඩීසී විදුලියක ප්‍රස්ථාර දෙකකි. ස්ථාවර මට්ටමින් ගමන් නොකළත් විදුලිය තවමත් ගමන් කරන්නේ එකම දිශාවට වන බැවින් මේවා ඩීසී විදුලිය ලෙස සැලකිය යුතුයි.

විදුලියක් ගමන් කරන දිශාව යනු ඇත්තටම සන්නායකය දිගේ ඍණ ආරෝපිත ඉලෙක්ට්‍රෝන ගමන් කරන දිශාව වේ. ඉලෙක්ට්‍රෝනවල ගමන් කරන දිශාව සලකා ධාරාවේ දිශාව එය ලෙස ගත් විට ඊට අප ඉලෙක්ට්‍රෝන ධාරාව (electron current/flow) කියා කියනවා. එහෙත් පුදුමයට මෙන් අතිබහුතර දෙනා ධාරාවේ දිශාව ලෙස සලකන්නේ ඉලෙක්ට්‍රෝන ගමන් කරන දිශාවට විරුද්ධ දිශාවයි. මෙවිට එම ධාරාව සම්මත ධාරාව (conventional current) කියා හඳුන්වනවා. හැමවිටම ඉලෙක්ට්‍රෝන ධාරාව හා සම්මත ධාරාව අගයෙන් සමාන වුවත් දිශාවෙන් ප්‍රතිවිරුද්ධ වේ. ඒ අනුව යම් සන්නායකයක් දිගේ වමේ සිට දකුණට ඇම්පියර් 10ක ඉලෙක්ට්‍රෝන ධාරාවක් ගලා යෑමම දකුණේ සිට වමට ඇම්පියර් 10ක සම්මත ධාරාවක් ගලා යනවා සේ දැක්විය හැකියි. මෙසේ ධාරා දෙකක් නම් කිරීමට හේතුව කුමක්ද?

විදුලිය පිළිබඳව ඉතා නිවැරදි දැනුමක් මුල්ම කාලයේ විද්‍යාඥයන් සතු නොවීය. ඒ කාලයේ විදුලිය ඇති වන්නේ යම් ධන ආරෝපිත අංශුන් ගමන් කිරීම නිසා යැයි සිතාගෙන සිටියා (විශේෂයෙන් බෙන්ජමින් ෆ්‍රෑන්ක්ලින් යන විද්‍යාඥයා එම මතය පැතිරුවා). එවිට බැටරියක් වැනි විදුලි ප්‍රභවයකින් අපට විදුලිය ලැබෙන්නේ එහි ධන අග්‍රයේ සිට ඍණ අග්‍රය දක්වා එම ධන අංශු ගමන් කිරීම නිසා බවයි එකල ඉගැන්නුවේ. එහෙත් පසු කලෙක ධන ආරෝපිත අංශු නොව ඍණ ආරෝපිත ඉලෙක්ට්‍රෝනයි ගමන් කරන්නේ කියා සොයා ගත්තා. එවිට පැරණි මතය හා අලුත් සොයාගැනීම අතර තිබුණේ දිශාව පිළිබඳ ගැටලුවක් පමණි (ගණිතමය පැත්තෙන් එම වෙනස වැදගත් නැහැ ගණනය කිරීම් සඳහා). එබැවින් පසුවටත් ඔවුන් “සම්මත” කර ගත්තා (ධාරාව ඇත්තටම ගමන් කරන්නේ බැටරියේ ඍණ අග්‍රයේ සිට ධන අග්‍රය දක්වා වුවත්) තවමත් ධාරාව ගලන්නේ ධන අග්‍රයේ සිට ඍණ අග්‍ර දක්වා කියා. එම ධාරාව “සම්මත” ධාරාව ලෙස එතැන් සිට නම් කෙරුණා. එනිසා අදටත් අපි හැමවිටම වාගේ යොදා ගන්නේ මෙම සම්මත ධාරාව බව සිහිතබා ගන්න. සමහර කතුවරුන් ඉලෙක්ට්‍රෝන ධාරාව යොදා ගන්නවා. එවැනි අවස්ථාවලදි ඒ අනුව සිතන්න. එච්චරයි.

යම් සන්නායකයක් දිගේ දෙපැත්තටම විදුලිය ගමන් කරන විට ඊට ඒසී විදුලිය යැයි පවසනවා. මෙහිදී යම් කුඩා කාලයක් තුල වයරයේ එක් පැත්තකට විදුලිය ගමන් කරනවා. ඉන්පසු එම පැත්තට විදුලිය ගමන් කරන එක ක්‍රමයෙන් අඩු වී ගොස් නතර වී, ඊට විරුද්ධ පැත්තට ක්‍රමයෙන් වේගවත් වැඩි වන අයුරින් විදුලිය ගමන් කරන්නට පටන් ගන්නවා.

පහත දැක්වෙන්නේ පිරිසිදු ඒසී විදුලිය කාලයත් සමග හැසිරෙන ආකාරය ප්‍රස්ථාරයකින් නිරූපණය කරන විට.

 

මෙවැනි ප්‍රස්ථාරයක් තේරුම් ගන්නා ආකාරය බලමු. A නම් ස්ථානයේදී කොලපාටින් පෙන්වන විදුලිය නිරූපණය කරන ප්‍රස්ථාරය තිරස් x අකෂය මත (එනම් ශූන්‍ය මට්ටම මත) පවතින නිසා, ධාරාව කුමන දිශාවකටවත් ගමන් කරන්නේ නැත. ඉන්පසු එක් දිශාවක් ඔස්සේ ධාරාව ගමන් කරන්නට පටන් ගනී (කියමු කම්බියේ වම් කෙලවරේ සිට දකුණු කෙලවරට කියා). කාලය හැමවිටම වමේ සිට දකුණට ගමන් කරන අතර, එය තිරස් x අක්ෂය මඟින් නිරූපණය කෙරෙනවා. මුලදී ඉතා කුඩාවට ගමන් කරන ධාරාව කාලයත් සමග ක්‍රමයෙන් වැඩි වී B නම් ස්ථානයේදී ඊට යා හැකි උපරිම අගය දක්වා වැඩි වේ. එතැන් සිට ක්‍රමයෙන් එම ධාරාව අඩු වන්නට පටන් ගනී. එය C නම් ලක්ෂ්‍යයේදී නැවත ශූන්‍ය වේ. දැන් එතැන් සිට ධාරාව අනෙක් දිශාව ඔස්සේ ගමන් කරන්නට පටන් ගනී (ඒ කියන්නේ දැන් විදුලිය ගමන් කරන්නේ දකුණේ සිට වමටයි). දිශාව වෙනස් වූ බව හැගවීමට තමයි ප්‍රස්ථාරයේ අනෙක් පැත්තෙන් (යට පැත්තේ) එය නිරූපණය කරන්නේ. සුපුරුදු ලෙසම කුඩාවට පටන් ගෙන උපරිමය දක්වා ගොස් නැවත ශූන්‍ය දක්වා අඩු වේ. ඉන්පසු නැවත විරුද්ධ පැත්තට ධාරාව ගැලීම සිදු වන්නේ ඉහත පැවසූ ආකාරයටමයි. මෙලෙස අඛණ්ඩව පැති මාරු කරමින් විදුලිය ගමන් කරයි.

ඉහත රූපයේ ආකාරයට කාලයත් සමග හැසිරෙන ක්‍රමවත් ඒසී විදුලිය සයිනාකාර (sinusoidal) තරංග හැඩයක් සහිත ඒසී විදුලියක් ලෙස හැදින්වෙනවා. එම හැඩය පිරිසිදුම ඒසී විදුලි හැඩය වේ. ඊට වෙනස් හැඩ සහිත ඒසී විදුලිය ගමන් කරන ආකාර ඕනෑතරම් තිබේ. ඊට සයිනාකාර යන නම ලැබී තිබෙන්නේ ගණිතයේදී සයින් යන ශ්‍රිතය ප්‍රස්ථාරගත කළ විටත් ලැබෙන්නේ මෙම හැඩය වීමයි. එනිසා "සයින් ආකාරය" යන්න සයිනාකාර වේ. පහත දැක්වෙන්නේ ප්‍රාථමික සයින් හැඩය නොවන වෙනත් හැඩැති ඒසී විදුලි කිහිපයකි. සමහර විශේෂිත හැඩවලට square (කොටු), triangle (ත්‍රිකෝණාකාර), sawtooth (කියත්දැති) වැනි නම්ද ලබා දී තිබේ.

තරංග

ගණිතයේදීත් විද්‍යා හා තාක්ෂණයේදීත් අපට නිතරම විවිධාකාරයේ තරංග (wave) හමු වේ. මේ දැන් අපට ඒසී විදුලියේදිත් හමු වූයේ තරංගයකි. තරංග අතුරින් මූලිකම හෙවත් පිරිසිදුම තරංගය සයිනාකාර හැඩය සහිත තරංගය වේ. තරංගයක් යනු විද්‍යා ආකෘතියකි. එම ආකෘතිය මගින් යම් භෞතික රාශියක ගුණ දැක්වෙනවා. උදාහරණයක් ලෙස ජල ටැංකියකට ගලක් දැමූ විට එම ගල වැටුණු තැන සිට ක්‍රමයෙන් ඈතට ඈතට ගමන් කරන ජල රැලි හෙවත් ජල තරංග ඇති වේ. එවැනි දර්ශනයක් ඔබ අනිවාර්යෙන්ම දැක ඇති.

වාතය හෝ වෙනත් ඕනෑම මාධ්‍යයක් තුලින් ශබ්ද ගමන් කරන ආකාරයද තරංග ආකෘතියෙන් නිරූපණය කළ හැකියි. පසුවට සලකා බලන රේඩියෝ තරංගද, ආලෝකයද තරංග ආකෘතියෙන් පැහැදිලි කළ හැකියි. ඒ කියන්නේ තරංග ආකෘතිය යනු හොඳින් දත යුතු වැදගත් දෙයක් බවයි. තරංගයක භෞතික ගුණ තරංග හැඩය දෙස බැලීමෙන් පහසුවෙන්ම අවබෝධ කර ගැනීමට ඔබට හැකියාව තිබිය යුතුය. ඒ සදහා උදාහරණ කිහිපයක් බලමු.

සයිනාකාර තරංග හැඩයක් සහිත විදුලි ධාරාවක් බල්බයක් හරහා ගලා යන්නේ යැයි සිතමු. තරංග ප්‍රස්ථාරයේ තිරස් රේඛාව (හෙවත් x අක්ෂය) මගින් කාලයද, සිරස් අක්ෂය (හෙවත් y අක්ෂය) මගින් ධාරාව (හෝ වෝල්ටියතාව) නිරූපණය වේ (ඉහත ඒසී විදුලි ප්‍රස්ථාරය බලන්න). ප්‍රස්ථාර වක්‍රය තිරස් රේඛාව කපන අවස්ථා යනු ධාරාව (හෝ වෝල්ටියතාව) ශූන්‍ය අවස්ථාවයි. ප්‍රස්ථාරය ආරම්භ වන්නේ වක්‍රය ශූන්‍ය මට්ටමින්ය. ඒ කියන්නේ දැන් බල්බය දැල්වෙන්නේ නැත. එහෙත් කාලයත් සමග ධාරාව වැඩි වී උපරිම අගය දක්වා ගමන් කරනවා. මෙවිට බල්බයේ දීප්තියද ක්‍රමයෙන් වැඩි වී උපරිම දීප්තියට පත් වෙනවා. දැන් නැවත ධාරාව ක්‍රමයෙන් අඩු වෙනවා ශූන්‍ය දක්වා. මෙවිට බල්බයේ දීප්තියද ක්‍රමයෙන් අඩු වී නිවී යනවා. ඉන්පසු අනෙක් දිශාව ඔස්සේ ඉහත ආකාරයටම ධාරාව වැඩි වී උපරිමයට පැමිණ එතැන් සිට නැවත ධාරාව ශූන්‍ය දක්වා අඩු වෙනවා. මෙවිටද බල්බයේ දීප්තිය ක්‍රමයෙන් වැඩි වී උපරිම දීප්තියට පත්ව නැවත බල්බයේ දීප්තිය ශූන්‍යය දක්වා අඩු වෙනවා.

බල්බය හරහා ධාරාව කුමන දිශාවට ගමන් කළත් වෙනසක් නැති බවද මතක තබා ගන්න (කුමන පැත්තට ගියත් ධාරාවේ ප්‍රමාණය වැඩි වන විට දීප්තිය වැඩි වේ). විදුලියේදී මෙවැනි දිශාව කුමක් වුවත් ගැටලුවක් නැති අවස්ථාවන් රැසක් තිබේ. තාපය උපදවන හීටර් වැනි උපකරණ ඊට කදිම නිදසුනකි. තාපය උපදවන කොටස (heating element) හරහා මොන පැත්තට විදුලිය ගැලුවත් කමක් නැත; කොයි පැත්තට ගැලුවත් ජූල් තාපනය මගින් තාපය නිපදවේවි. එහෙත් බොහෝ උපකරණ තිබෙනවා විදුලිය ගලන දිශාව වැදගත් වන.

ඉහත අවස්ථාවම නැවත සලකා බලමු. එහෙත් මෙවර බල්බයක් වෙනුවට හීටරයක් තබා ඇතැයි සිතන්න. මෙවිටද තරංගයේ හැඩයට අනුකූලව හීටරයෙන් නිපදවන තාපය විචලනය වේවි (හරියට ඉහත උදාහරණයේ බල්බයේ දීප්තිය විචලනය වූ ආකාරයටම). හීටරය වෙනුවට වෙනත් උපකරණයක් සම්බන්ධ කළ විට, එම තරංග හැඩයට අනුරූපව එම උපකරණයේ ක්‍රියාකාරිත්වය විචලනය වන බව තේරුම් ගන්න. උදාහරණයක් ලෙස, එතැන ස්පීකරයක් තිබුණේ නම්, හඬෙහි සැර (loudness) වැඩි වේවි තරංගය උපරිම කරා යන විට (ඒ කියන්නේ තරංගයේ විචලනයට අනුකූලව හඬේ සැර විචලනය වේ).

දැන් කෙටියෙන් බලමු ඕනෑම තරංගයක ගති ලක්ෂණ මොනවාද කියා. සංඛ්‍යාතය (frequency – f), තරංග ආයාමය (wavelength – λ), තරංග ප්‍රවේගය (wave velocity – v), තරංග ආවර්ත කාලය (period – T), තරංග විස්තාරය (amplitude – A), තරංග අංකය (wave number – k) යන ගති ලක්ෂණයි අප සොයා බලන්නට හදන්නේ. පහත රූපය බලන්න.

තරංගයේ විස්තාරය ඉහත රූපයේ පැහැදිලිව පෙන්වා තිබේ. එය තිරස් රේඛාවේ (හෙවත් x අක්ෂයේ) සිට තරංගයේ උපරිම උස වේ. සිරස් අක්ෂයෙන් නිරූපණය වන්නේ වෝල්ටියතාව නම්, විස්තාරයේ ඒකකය වෝල්ටියතාව වේ. සිරස් අක්ෂයෙන් නිරූපණය වන්නේ ධාරාව නම්, විස්තාරයේ ඒකකය ඇම්පියර් වේ. සිරස් රේඛාවෙන් නිරූපණය කරන්නේ ආලෝක දීප්තිය නම්, විස්තාරයේ ඒකකය කැන්ඩලා (ආලෝක දීප්තිය මනින ඒකකය කැන්ඩලා වේ). මේ ආදී ලෙස සිරස් අක්ෂය නිරූපණය කරන ඒකකයමයි විස්තාරයේ ඒකකය බවට ඉබේම පත් වන්නේ.

සයිනාකාර තරංගයක් ගත් විට එහි එකම හැඩ තලය නැවත නැවත ඇති වන බව පෙනෙනවා. ඉහත රූපයේ නැවත නැවත ඇතිවන මූලික හැඩ කොටසේ තිරස් දිශාව ඔස්සේ ඇති දිග තමයි තරංග ආයාමය ලෙස හදුන්වන්නේ. එහි සරල තේරුම තරංගයේ දිග යන්නයි. තරංගයෙන් නිරූපණය කෙරෙන්නේ කුමන ආකාරයේ භෞතික ගතිගුණයක් වුවත් තරංග ආයාමය හැමවිටම දිග මනින ඒකකයකින් (මීටර්, අඩි වැනි) මැනේ. තරංගයක ඕනෑම ලක්ෂයක් ලකුණු කර, එම තරංගය ඔස්සේ දකුණු අත පැත්තට ගමන් කොට නැවත පෙර ලකුණු කළ වැනිම ස්ථානයක් දක්වා ගිය විට අපට හැමවිටම තරංග ආයාමයක් ලැබේ. බොහෝවිට එය රූපවල පෙන්වන්නේ තරංගයේ එක් උපරිම මුදුනක සිට ඊළඟට හමුවන මුදුන දක්වා දුර ලෙසයි.

තරංග ආයාමයකින් කියන්නේ එක් තරංගයක දිගනෙ. මෙලෙසම එක් තරංගයක් සදහා වැය වූ කාලය තරංග ආවර්තය ලෙස හැදින්වෙනවා. ආවර්ත කාලය සාමාන්‍යයෙන් මනින්නේ කාලය මනින ඒකකයෙනි. කාලය මනින සම්මත ඒකකය තත්පරයයි.

එක් තත්පරයක් තුල ඇතිවන තරංග ගණන සංඛ්‍යාතය වේ. සංඛ්‍යාතය හා තරංග ආවර්තය අතර ඉතා සරල සම්බන්ධතාවක් තිබෙනවා පහත ආකාරයට.

සංඛ්‍යාතය = 1 / (ආවර්ත කාලය) (f = 1/T)

සංඛ්‍යාතය මනින සම්මත ඒකකය හර්ට්ස් (Hertz – Hz) වේ. එහි පැරණි ඒකකය වූයේ "තත්පරයට වට" (cycles per second – cps) යන්නයි. ආධුනික ගුවන් විදුලියේදී නිතරම අසන්නට ලැබෙන වචනයකි හර්ට්ස්. උදාහරණයක් ලෙස, යම් තරංගයක ආවර්ත කාලය මිලිතත්පර 1ක් නම්, සංඛ්‍යාතය වන්නේ 1/0.001 = 1000 හර්ට්ස් වේ.

හර්ට්ස්වලට අමතරව සංඛ්‍යාතය කෝණික ප්‍රවේගය (angular velocity) ආශ්‍රයෙන්ද පැවසිය හැකියි. මේ ගැන මඳක් විමසා බලමු.

ඔබ දන්නවා ප්‍රවේගය (velocity) යනු යම් ස්ථාන දෙකක් අතර ඇති "කෙලින් දුර" ගෙවා යන වේගය බව. ප්‍රවේගය = විස්ථාපනය/කාලය යන සරල සූත්‍රයෙන් ඔබට ප්‍රවේගය සොයා ගත හැකියි (විස්ථාපනය යනු ස්ථාන දෙකක් අතර ඇති කෙලින් හෙවත් ඍජු දුරට කියන වචනයයි). උදාහරණයක් ලෙස, මීටර් 100ක දුරක් තත්පර 2කින් ගෙවා දමනවා නම්, ප්‍රවේගය වන්නේ 100/2 = 50 තත්පරයට මීටර වේ. කෙලින් හෙවත් රේඛාවක් ඔස්සේ සිදුවන චලිතයක මේ ආකාරයෙන් ගණනය කරපු ප්‍රවේගය රේඛීය ප්‍රවේගය (linear velocity - ω) ලෙස හඳුන්වනවා.

එහෙත් කෝණික ප්‍රවේගය යනු ඉහත කතා කළ රේඛීය ප්‍රවේගයට වෙනස්ය. කෝණික ප්‍රවේගය පහත රූප ආශ්‍රයෙන් තේරුම් ගත හැකියි. කෝණික ප්‍රවේගය හැමවිටම හමුවන්නේ වෘත්ත චලිත (circular motion) හා භ්‍රමණ චලිත (rotational motion) වලදිය. වෘත්ත චලිතයක් යනු යම් වස්තුවක්/අංශුවක් යම් මධ්‍ය ලක්ෂ්‍යයක් වටා ගමන් කිරීමයි (හරියට සූර්යා මැදිකොටගෙන ග්‍රහලෝක කරකැවෙන විදියට; පරමාණුවක න්‍යෂ්ටිය වටා ඉලෙක්ට්‍රෝන කරකැවෙන විදියට). භ්‍රමණ චලිත යනු යම් වස්තුවක්/අංශුවක් තමන්ගේම අක්ෂය වටා කැරකැවීමයි (හරියට පෘථිවිය තමාගේ අක්ෂය වටා කරකැවෙන විදියට; බඹරයක් තමන්ගේ අකෂය වටා කරකැවෙන විදියට).

සාමාන්‍ය චලිතයේදී යම් අංශුවක්/වස්තුවක් කෙලින් ගමන් කරයි. මෙවිට වරක් පසු කළ ස්ථානයක් නැවත හමු නොවේ (උදාහරණයක් ලෙස, ඔබ පාරක් දිගේ ගමන් කරන විට, වරක් පසු කළ ස්ථානයක් නැවත එම පාරේ ඉදිරියට යන විට හමුවන්නේ නැහැනෙ). මෙවැනි චලිතයන් රේඛීය චලිත (linear motion) ලෙස හැදින්වේ. එහෙත් භ්‍රමණ හා වෘත්ත චලිත යනු "වටේ යන" චලිත වේ. ඒ කියන්නේ එකම ස්ථානය නැවත නැවත හමු වේ. එනිසා රේඛීය චලිතවලදී ගෙවා යන රේඛීය දුර (linear distance) මීටර් නම් ඒකකයෙන් මැන්නත්, භ්‍රමණ හා වෘත්ත චලිතවලදී ගෙවා දමන කෝණික දුර (angular distance) හෙවත් කෝණය මනින්නේ රේඩියන් යන ඒකකයෙනි (පහත රූපය). දුර/කාලය යනු ප්‍රවේගය වන්නා සේ, කෝණය/කාලය (කෝණය බෙදීම කාලය) යනු කෝණික ප්‍රවේගය වේ.

මෙවිට යම් අංශුවක් (තමන් වටා හෝ වෙනත් මධ්‍ය ලක්ෂ්‍යයක් වටා) වටේ කරකැවෙන විට, තත්පරයට කී පාරක් කැරකුණාද යන්නද මනින්නේ ඉහතදී හමු වූ හර්ට්ස් නම් ඒකකයෙන්ම වේ. ඊට අමතරව තත්පරයට රේඩියන් (රේඩියන් යනු කෝණ මනින සම්මත ඒකක වේ; අංශකය යන ඒකකය මෙහිදී භාවිතා කරන්නේ නැත) යන ඒකකයෙන්ද එම අංශුව කරකැවෙන වේගය මැනිය හැකියි. ඒ අනුව, සංඛ්‍යාතය හා කෝණික ප්‍රවේගය අතර පහත ආකාරයේ සම්බන්ධයක් ගොඩනැඟිය හැකිය.

කෝණික ප්‍රවේගය = කෝණය / කාලය

= (සම්පූර්ණ වටයක්) / (එම කෝණය ගමන් කිරීමට ගිය කාලය හෙවත් කාලාවර්තය)

= 2π / (කාලාවර්තය(T)) = 2π x 1/T = 2π x f

කෝණික ප්‍රවේගය = 2π x (සංඛ්‍යාතය) (ω = 2π f)

උදාහරණයක් ලෙස, සංඛ්‍යාතය හර්ට්ස් 100ක් නම් (ඒ කියන්නේ තත්පරයට තරංග 100ක් හෝ තත්පරයට රවුම් 100ක්), එහි කෝණික ප්‍රවේගය වන්නේ 2 x 3.14 x 100 = 628 තත්පරයට රේඩියන් (628 rads^-1) වේ. π යනු දළ වශයෙන් 3.14 ට සමාන වන නියත පදයකි.

ඇත්තටම තරංගයක් හා භ්‍රමණයක් යනු දෙකම එකකි ආකෘතියක් ලෙස ගත් කළ. එය හොඳින් පැහැදිලි වේවි පහත රූපය දෙස විමසිල්ලෙන් බැලුවොත්. වම් පැත්තේ ඇත්තේ භ්‍රමණ චලිතයක් පෙන්වන වෘත්තයකි. එය වාමාවර්තව කැරකැවේ 0 නම් ස්ථානයේ සිට. පහසුවෙන් වටහා ගැනීමට 30, 60, 90, 120 ආදී ලෙස තෝරාගත් ස්ථාන කිහිපයක් පමණක් ලකුණු කර ඇත. මේ එක් එක් අවස්ථාවේදී දකුණු පස පෙන්වා ඇති තරංග ප්‍රස්ථාරයේ කුමන ස්ථානවලට ඒවා අනුකූල වේදැයි තිරස් කැඩි ඉරි වලින් පෙන්වා ඇත.

තරංගයක් යනු එය ජනිත වූ තැන සිට ඈතට ගමන් කරන ස්වභාවයකි. එය එලෙස ගමන් කරන වේගයක් ඇති අතර, එය තරංග ප්‍රවේගය ලෙස හැඳින්වෙනවා. තරංග ප්‍රවේගය පහත සූත්‍රයෙන් පහසුවෙන්ම ගණනය කළ හැකියි.

තරංග ප්‍රවේගය = (තරංග ආයාමය) x (සංඛ්‍යාතය (හර්ට්ස්වලින්)) (v = λf)

ඉහත සූත්‍රය සාධනය කිරීම ඉතාම පහසුය. එක් තරංගයක් තුලදී තරංගය එක් තරංග ආයාමයක දුරක් ඇති කරයි හෙවත් ගෙවා දමයි. ඉතිං එක් තත්පරයක් තුල එවැනි තරංග කීයක් ඇති වේද යන්න සංඛ්‍යාතය මගින් කියන නිසා, එක් තත්පරයක් තුළ ගෙවා දමන සම්පූර්ණ දුර වන්නේ, තරංග ආයාමය එක් තරංගයක් තුල පවතින තරංග ගණනින් (හෙවත් සංඛ්‍යාතයෙන්) ගුණ කිරීමෙන් නේද? උදාහරණයක් ලෙස, තරංග ආයාමය මීටර් 2ක් හා සංඛ්‍යාතය කිලෝහර්ට්ස් 10ක් වන සංඥාවක තරංග ප්‍රවේගය වන්නේ 2 x 10,000 = 20,000 තත්පරයට මීටර් වේ.

ආලෝකය, රේඩියෝ තරංග, හෝ වෙනත් ඕනෑම විද්‍යුත් චුම්භක තරංගයක වේගය රික්තකයක් තුල තත්පරයට කිලෝමීටර් 300,000 කි. එය නියත වේගයකි. මෙම වේගය තමයි විශ්වයේ යමක් සතු උපරිම වේගය (ඇත්තටම කිසිදු පදාර්ථයකට මෙම වේගයට ළඟා විය නොහැකි අතර ශක්තින් පමණි මෙම වේගයෙන් ගමන් කරන්නේ). ආලෝකයේ වේගය ලෙස එය හඳුන්වනවා. මෙම වේගයට c යන සංඛේත අක්ෂරයක්ද හඳුන්වාදී තිබෙනවා. රික්තකය තුල එතරම් වේගයෙන් ගමන් කළත් යම් මාධ්‍යයක් තුලින් ගමන් කරන විට ආලෝකයේ වේගය මීට වඩා අඩු වේ. පෘථිවි වායුගෝලය හරහා යන විට අඩුවන ප්‍රමාණය ඉතාම කුඩා නිසා, වායුගෝලය තුලදීත් ආලෝකයේ වේගය දළ වශයෙන් රික්තකය තුල වේගයට සමාන ලෙස සලකනවා. එහෙත් ජලය, වීදූරු හෝ වෙනත් එවැනි ගනකම් හෙවත් ගහන මාධ්‍යයක් තුලින් යන විට සැලකිය යුතු තරමින් වේගය අඩාල වේ. උදාහරණයක් ලෙස, වීදුරුවක් තුලින් යන විට ආලෝකයේ වේගය 50%කින් පමණ අඩු වේ.

ශබ්ද තරංගද (sound waves) ගමන් කරන වේගයක් ඇත. ආලෝකය, රේඩියෝ තරංග වැනි විද්‍යුත් චුම්භක තරංගවලට (මේ ගැන පසුවට විස්තර ඇත) ගමන් කිරීම සඳහා කිසිදු මාධ්‍යයක් අවශ්‍ය නොවේ (ඒනිසානේ රික්තකයක් හරහාත් මෙම තරංග ගමන් කරන්නේ). එහෙත් ශබ්ද තරංග ගමන් කිරීමට අනිවාර්යෙන්ම මාධ්‍යයක් අවශ්‍ය වේ. එනිසා මාධ්‍යයේ ස්වභාවය අනුව ශබ්දය ගමන් කරන වේගය වෙනස් වේ. දළ වශයෙන් වායුගෝලය හරහා එය තත්පරයට මීටර් තුන්සිය ගණනක පමණ වේගයක් ඇත. ඒ කියන්නේ තත්පර 3කින් ශබ්ද තරංගයක් කිලෝමීටරයක් පමණ දුරක් ගෙවා දමනවා (ආලෝකයේ ප්‍රවේගයට සාපේක්ෂව මෙය කොතරම කුඩා වේගයක්දැයි බලන්න). වාතයේ ආර්ද්‍රතාව, උෂ්ණත්වය (ඒ කියන්නේ දිවා රාත්‍රී භේදය) වැනි සාධක මත මෙම වේගය විචලනය වෙනවා. එහෙත් ජලය හරහා හෝ ඝන ද්‍රව්‍යයක් හරහා ශබ්දයේ වේගය මීට වඩා කිහිප ගුණයකින් වැඩි බවද සිහිතබා ගන්න.

දැන් අවධානය wavenumber වෙත යොමු කරමු. මෙය දෙයාකාරයකින් අර්ථ දැක්විය හැකි වුවත් ඉලෙක්ට්‍රොනික්ස්වලදී එය පහත ආකාරයටයි දක්වන්නේ. සංඛ්‍යාතය යනු එක් තත්පරයකදී ඇතිවන තරංග ගණන වන්නා සේම, වේව්නම්බර් යනු එක් මීටරයකදී කොපමණ තරංග ගණනක් පවතීද යන්නයි.

wavenumber = 2π / wavelength (k = 2π / λ)

තරංග ගැන තවත් බොහෝ විස්තරාත්මක පැහැදිලි කිරීම් කළ හැකි වුවත්, ආධුනික ගුවන් විදුලි ශිල්පියෙකුට මේ ප්‍රමාණය හොඳටම සෑහේ. ඒසී විදුලිය, විදුලි සංඥා, රේඩියෝ තරංග වැනි දේවල් පැහැදිලි කිරීමට තරංග පිළිබඳ වැටහීමක් තිබීම එම දේවල් තේරුම් ගැනීමට පහසුවක් ගෙන දේවි.

නැවතත් විදුලිය දෙසට යොමු වෙමු. ඒසී විදුලිය සයිනාකාර තරංග ස්වරූපයක් ගන්නා බව ඔබ දන්නවා. මීට හේතුව බහුල වශයෙන්ම අවශ්‍ය විදුලිය නිපදවන්නේ විදුලි ජනක (electric generator) වලින්ය. ජලය, තෙල්, ගල් අඟුරු, න්‍යෂ්ටික ද්‍රවය ආදිය ශක්තිය සපයන ප්‍රභව ලෙස යොදා ගත්තත්, අවසානයේ එම භාහිර ශක්තියෙන් විදුලි ශක්තිය නිපදවන්නේ ජෙනරේටරය හරහාය. සෑම ජෙනරේටරයකින්ම නිපදවන්නේ සයිනාකාර තරංග හැඩයක් සහිත විදුලියකි. ලෝකයේ සම්මතයක් ලෙස මෙම ජෙනරේටර් තත්පරයට වට 50ක් හෝ 60ක් කරකැවේ. ඇමරිකාව වැනි රටවල භාවිතා වන සියලු ජෙනරේටර් වට 60ක් තත්පරයක් තුල කරකැවේ. එහෙත් ලංකාව, එංගලන්තය වැනි රටවල එය 50කි. ඒ කියන්නේ ලංකාවේ අපට ලැබෙන විදුලියේ සංඛ්‍යාතය හර්ට්ස් 50කි. ඔබේ නිවසේ ඇති සාමාන්‍ය තාපදීප්ත බල්බය මේ අනුව තත්පරයක් තුලදී 100 වතාවක් නිවෙමින් තමයි පත්තු වෙන්නේ (එහෙත් එතරම් වේගයක් අපේ ඇසට සංවේදී නොවන නිසා අපට පෙනෙන්නේ බල්බය දිගටම පත්තු වීගෙන තිබෙන ලෙසයි). මීට හේතුව එක් තරංගයක් තුලදී තරංගය (එනම්, තරංග විස්තාරය) දෙපාරක් ශූන්‍ය වේ (එනම්, තිරස් රේඛාව කපයි). ඉතිං තත්පරයට එවැනි තරංග 50ක් ඇති වේ නම්, 100 පාරක් ශූන්‍ය වෙනවා නේද?

ලංකාවේ අපට විදුලි බල මණ්ඩලයෙන් ලැබෙන මෙම ප්‍රධාන විදුලිය (mains electricity) වෝල්ට් 240කි. වෙනත් රටවල මෙම වෝල්ටියතා අගය වෙනස් විය හැකියි. උදාහරණයක් ලෙස, ඇමරිකාවේ වෝල්ට් 120කි. තවද, මෙම ප්‍රධාන විදුලියෙන් ලැබෙන උපරිම ධාරා ප්‍රමාණය ඇම්පියර් 40කි. ඒ කියන්නේ මෙවැනි එක් විදුලි සැපයුමකින් අපට වොට් 240 x 40 = 9600 ලබා ගත හැකියි. ඒ කියන්නේ එම විදුලියෙන් අපට හැකියි වොට් 9600ක් දක්වා විදුලි උපකරණ ප්‍රමාණයක් එකවර ඔන් කරන්නට. අභ්‍යාසයක් ලෙස, ඔබේ නිවසේ තිබෙන විවිධ විදුලි උපකරණවල වොට් ගණන් සොයා බලන්න (උපකරණයේ කොතැන හෝ තැනක මෙම විස්තර ලේබලයක ලියා ඇත).

ඔබ ආධුනික ගුවන් විදුලි උපකරණ ක්‍රියාත්මක කරන විට, සමහරවිට විශාල විදුලියක් වැය කරාවි (විදුලිය අඩුවෙන් භාවිතා කරමින්ද මෙය සිදු කළ හැකි බව මතක තබා ගන්න). එනිසා ඔබේ විදුලි බිල ගැනත් සැලකිලිමත් විය යුතුය. විදුලි බිල ගණනය කරන්නේ “විදුලි ඒකක” (units) නම් ඒකකයක් මගිනි. එක් ඒකකයක් හෙවත් “එක යුනිට් එකක්” යනු කිලෝවොට්-පැය (kilowatt-hour) 1කි. ඒ කියන්නේ වොට් 1000ක් හෙවත් කිලෝවොට් 1ක උපකරණයක් එක් පැයක් පුරාවට ක්‍රියාත්මක කරන විට, එය කිලෝවොට් පැය 1ක් හෙවත් යුනිට් එකකි. එහෙමත් නැතිනම් වොට් 2000ක උපකරණයක් පැය භාගයක් ක්‍රියාත්මක කළත් යුනිට් 1කි. එහෙමත් නැතිනම්, වොට් 100ක උපකරණයක් පැය 10ක් පුරාවට ක්‍රියාත්මක කළේ නම්, එවිටද යුනිට් එකකි. පහත සූත්‍රයෙන් ඔබේ උපකරණයකින් හෝ උපකරණවලින් වැයවන යුනිට් ගණන ගණනය කළ හැකියි.

විදුලි ඒකක ගණන = (වොට් ගණන) x (කාලය පැයවලින්) /1000

එක් උපකරණයක හෝ සියලු උපකරණවල වොට් ගණන එකට ගෙන, එය ක්‍රියාත්මක කරපු පැය ගණනින් ගුණ කරන්න. එවිට ලැබෙන්නේ වොට්-අවර් වේ. එය 1000 න් බෙදූ විට කිලෝවොට්-අවර් හෙවත් යුනිට් ගණන ලැබේ. උදාහරණයක් ලෙස, ඔබේ රේඩියෝ උපකරණයක් (ට්‍රාන්ස්මීටරයක්) වොට් 500ක් යැයි සිතමු. එය පැය 4කුත් තවත් පැය භාගයක් ක්‍රියාත්මක කළේ යැයි සිතමු (එක දිගට ක්‍රියාත්මක කළාද, කඩින් කඩ ඔන් ඕෆ් කරමින් ක්‍රියාත්මක කළාද යන්න වැදගත් නැති අතර, වැදගත් වන්නේ ක්‍රියාත්මක මට්ටමින් කොපමණ කාලයක් තිබුණාද යන්න පමණි). ඒ අනුව එය විසින් ඒකක 500x4.5/1000 = 2.25ක් වැය කර ඇත. මේ ලෙසට, ඕනෑම උපකරණයක් වැය කරන යුනිට් ගණන සොයා ඔබේ මාසික විදුලි බිල කොපමණ වේදැයි ඔබටම ගණනය කර, එය අඩු කර ගැනීමට අවශ්‍ය නම්, ඒ සඳහා කටයුතු කළ යුතුය. යුනිට් ගණන වැඩි වන විට, එය යම් අගයක් ඉක්මවා ගිය විට විශාල අගයකින් විදුලි බිල වැඩි වේ (විදුලි බිල ගණනය කරන ආකාරය ගැන විදුලි මීටරය කියවන්නට ගෙදරට පැමිණෙන මනු කියවන්නාගෙන් දැන ගත හැකියි).

ඉහත ආකාරයේ විදුලියක් තනිකලා විදුලියක් (single phase) යැයි කියනවා. වයර් දෙකකින් එම විදුලිය නිවසට ලැබෙනවානෙ. ඉන් එක් වයරයක් සජීවී වයරය (phase wire හෝ live wire හෝ hot wire) ලෙස හැඳින්වෙන අතර, අනෙක උදාසීන හෙවත් අජීවී වයරය (neutral wire) වේ. සමහර විශාල නිවාසවලට ඉහත වොට් 9600ක තනිකලා විදුලිය ප්‍රමාණවත් නැති වීමට පුලුවන්. එවිට වයර් 4කින් යුත් තෙකලා (three phase) විදුලියක් ලබා ගත හැකියි. මෙවිට තුන් ගුණයක විදුලි බලයක් ලැබේ. තෙකලා විදුලියකදී සජීවි කම්බි 3ක් හා එක් උදාසීන කම්බියක් ඇත. මෙම තනි උදාසීන කම්බිය අර සජීවී කම්බි තුන සඳහාම පොදුවේ ක්‍රියාත්මක වේ (මෙම හපන්කම කළ හැකි වූයේ තෙකලා ට්‍රාන්ස්ෆෝමරයට පින්සිදු වන්නටය; මෙම තෙකලා ට්‍රාන්ස්ෆොමරයි නොතිබෙන්නට අපට සජීවි කම්බි 3 සඳහා වෙන වෙනම අජීවි කම්බි 3ක්ද යොදා ගැනීමට සිදු වේවි).

සජීවී හා උදාසීන කම්බි දෙක අතර වෙනස කුමක්ද? සමහරෙක් සිතා සිටින්නේ විදුලිය ගමන් කරන්නේ සජීවී කම්බියෙන් බවත්, උදාසීන කම්බියෙන් විදුලියක් ගමන් නොකර බවත්ය. එය විශාල වැරදීමකි. විදුලියක් ගමන් කරන්නේ නැතිනම් නිකරුණේ උදාසීන වයර් යොදන්නට ඕන නැහැනෙ. මෙම වයර් දෙකෙන්ම එකම විදුලි ධාරා ප්‍රමාණයක් ගමන් කරනවා. එහෙත් අප බොහෝ දෙනා අත්දැකීමෙන්ම දන්නවා උදාසීන වයරය ඇල්ලුවාට කරන්ට් වදින්නේ නැති බවත්, සජීවී වයරය ඇල්ලුවොත් කරන්ට් වදින බවත්. එසේ වන්නේ ඇයි? ඊට හේතුව ඉතා සරලයි. උදාසීන වයරය පොලොවට සම්බන්ධ කර තිබෙනවා (එනම් උදාසීන වයරය අර්ත් කර තිබෙනවා). එය සිදු කර තිබෙන්නේ විදුලි බලාගාරයේදී හා ඔබේ නිවසට විදුලිය සපයන ආසන්නම විදුලි ට්‍රාන්ස්ෆෝමරයේදීය. එසේ කරන්නේ ඇයි යන ප්‍රශ්නය මී ළඟට ඇසිය යුතුය. ඊට පිළිතුර නම් ඔබේ ආරක්ෂාවයි. ඒ කෙසේද?

විදුලි බලාගාරයේ තිබෙන යෝධ ජෙනරේටරයෙන් හෝ ඔබේ පෞද්ගලික කුඩා ජෙනරේටරයෙන් හෝ පිට කරන විදුලිය මගින් ඔබට හානියක් සිදු වන්නේ එම වයර් දෙකම එකවර ස්පර්ශ කළොත් පමණි. එවිට ඔබේ ශරීරය හරහා විදුලියක් ගමන් කරනවා. එහෙත් පොලොවේ සිටගෙන ඉන් එක් වයරයක් පමණක් ඇල්ලුවාට ඔබට කිසිදු විදුලි සැර වැදීමක් සිදු නොවේ. ඔබ සෙරෙප්පු/සපත්තු පැලඳ සිටියත් නැතත් විදුලි සැර නොවදී. ඊට හේතුව විදුලි ධාරාවක් ගලා යෑමට හැමවිටම සංවෘත ගමන් මාර්ගයක් හෙවත් පරිපථයක් (circuit) තිබිය යුතු වීමයි. ඒ කියන්නේ විදුලි ප්‍රභවයෙන් ධාරාවක් හැමවිටම එක් අග්‍රයකින් පිට කරන්නේ එම ධාරාව නැවත අනෙක් අග්‍රයෙන් එම ප්‍රභවය තුලට පැමිණෙන්නේ නම් පමණි (පරිපථය යනු සංවෘත පථය/ගමන් මාර්ගය යන්නයි). පහත රූපයේ පෙන්වනවා පැහැදිලිවම බැටරියේ එක් අග්‍රයකින් පිටවන ඉලෙක්ට්‍රෝන බැටරියේ අනෙක් අග්‍රයෙන් ඇතුලු විය යුතු බව. මෙතැන බැටරිය වෙනුවට ජෙනරේටරයක් හෝ වෙනත් ඕනෑම විදුලි ප්‍රභවයක් ආදේශ කළ හැකියි.

ඉතිං සිතා බලන්න ඉහතදී කියූ අවස්ථාව. ඔබ ජෙනියේ (ජෙනරේටරයට ජෙනිය යනුවෙන් සුරතල් නමක් අප යොදනවා) එක් වයරයක් පොලොවේ සිටගෙන ඉඳිමින් ඇල්ලුවාට ඔබේ ශරීරය හරහා විදුලියක් ගමන් නොකළේ ඔබේ ශරීරය හරහා යා යුතුව තිබූ ධාරාව පොලොවට ගොස් පොලොවේ සිට අනෙක් අග්‍රයට යෑමට ක්‍රමයක් නොතිබූ නිසාය. එනම් සම්පූර්ණ පරිපථයක් ඇති නොවීය. පාරේ යන කරන්ට් ලයින් මත කුරුල්ලන් හිඳගෙන සිටියත් කරන්ට් නොවදින්නේත් මේ හේතුව නිසාමයි.

 

එහෙත් සිතන්න ජෙනියේ එක් වයරයක් ඔබ පොලොවේ සිටගෙන ඉඳිමින් අල්ලන් ඉන්න අතරේ, තවත් කෙනෙක් අනෙක් වයරයද එලෙසම පොලොවේ සිට ගෙන අල්ලා ගෙන ඉන්නවා කියා. දැන් දෙදෙනාටම විදුලි සැර වදීවි. ඊට හේතුව වයරය අල්ලා සිටින එක් කෙනෙකු හරහා පොලවට ගිහිපු ධාරාව පොලොව හරහා අනෙක් කෙනාගේ ශරීරය හරහා ජෙනියේ අනෙක් වයරය තුලට ගලා යෑමයි.

ඉතිං බැලූබැල්මට ජෙනියේ වයර් දෙක අහිංසක/ආරක්ෂිත යැයි හැඟුනත් (දෙකම එකවර අල්ලන්නේ නැතිනම් කරන්ට් වදින්නේ නැහැ කියා සිතුවත්) ප්‍රායෝගික තලයේදී පෙර කියූ ආකාරයට කුමන හෝ ක්‍රමයකින් වයර් එකක් පොලොවට සම්බන්ධ වුවොත්, අනෙක් වයරය අල්ලන කෙනාට කරන්ට් වදිනවාමයි. ගෙවල් ලක්ෂ ගණනක් කිලෝමීටර් දහස් ගණනක් පුරාවටම විදුලිය ගමන් කරන නිසා, මෙලෙස එක් වයරයක් අහඹු ලෙස (වැරදීමකින් හෝ) පොලොවට සම්බන්ධ වීම අනිවාර්යෙන්ම හැමතිස්සේම කොහේ හෝ සිදු විය හැකියි. ඒ කියන්නේ වයර් දෙකම දැන් අනාරක්ෂිතයි. මීට තරමක හෝ පිළියම තමයි එක් වයරයක් ඕනකමින්ම භූගත කිරීම. ඒ ඇයි?

ඔබ මුලදී ඉගෙන ගත්තා විදුලි ධාරාවක් ගලා යෑමට නම් විදුලි ධාරාව ගලා යන දේ දෙපස විභව අන්තරයක් තිබිය යුතු බව. ඉතිං සිතන්න දැන් එක් වයරයක් භූගත කළා කියලා (ඒ කියන්නේ එම වයරය ඉතා හොඳින් පොලොවට සම්බන්ධ කරලා). එවිට පොලොව හා එම වයරය යන දෙකම එකම වෝල්ටියතාවේ පවතිනවා. දැන් ඔබ එම උදාසීන වයරයම තවත් තැනකින් අල්ලනවා පොලොව මත සිටිමින්. ඔබත් ස්පර්ශව සිටින්නේ පොලොවේය. ඒ කියන්නේ ඔබේ වෝල්ටියතාවත් දැන් පොලොවේ වෝල්ටියතාවට සමාන වෙනවා. ඒ කියන්නේ උදාසීන වයරයේ වෝල්ටියතාවට සමාන වෙනවා. ඉතිං ඔබත් උදාසීන වයරයත් අතර දැන් වෝල්ටියතා වෙනසක් හෙවත් විභව අන්තරයක් නැත. ඒ කියන්නේ ඔබේ ඇඟට විදුලි ධාරාවක් ගලා එන්නේ නැහැ. ඔබ ආරක්ෂිතයි. මින් ආරක්ෂිත වූයේ වයර් දෙකෙන් එකක් පමණි. අනෙක් වයරය (මෙතැන් සිට එම වයරයට සජීවී වයරය යන නම පටබැඳෙනවා) තවමත් අනාරක්ෂිතයි. එය පොලොවේ සිට ඇල්ලුවොත් අනිවාර්යෙන්ම කරන්ට් වදිනවා. මෙම ක්‍රමයෙන් අඩුම ගානේ වයර් දෙකෙන් එකක් වත් ආරක්ෂිත වීම වටිනවා නේද කිසිදු ආරක්ෂාවක් නැතිව සිටිනවාට වඩා?

හැමවිටම උදසීන වයරය හා සජීවී වයරය වෙන් වෙන්ව හඳුනාගත හැකි විය යුතුය. ඒ සඳහා වර්ණ කේත ක්‍රමයක් භාවිතා කරනවා. ලංකාවේදී සජීවි කම්බියේ ආවරණය රතුපාටින් දක්වන අතර, අජීවී හෙවත් උදාසීන කම්බිය කලු පාටින් දක්වනවා.

සිංගල් ෆේස් වයර දෙකෙහි පාට ඉහත ආකාරයෙන් වුවත්, ත්‍රීෆේස් වයර 4ක් තිබෙන නිසා වර්ණ 4ක් භාවිතා කිරීමට සිදු වෙනවා. එහිදීත් අජීවි කම්බිය කලු පාට වේ. ෆේස් කම්බි තුන රතු, කහ, නිල් වේ.

ඇත්තටම එක් එක් රටවල මීට වෙනස් වර්ණ කේත හඳුන්වාදී තිබෙනවා. එවැනි ප්‍රචලිත තවත් වර්ණ කේත ක්‍රමයකට අනුව ත්‍රීෆේස් විදුලියෙහි උදාසීන වයරය නිල් පාටින්ද, ෆේස් වයර් 3 දුඹුරු, කලු, අලු යන වර්ණ තුනෙන්ද දක්වනවා. එවිට සිංගල් ෆේස්වලදී උදාසීන කම්බිය නිල් හා සජීවී කම්බිය දුඹුරු වේ.

වර්ණ කේත ක්‍රමයෙන් ආරක්ෂා වීමට නම්, වයරිං කරන විට එම සම්මතයන් පිළිපැදිය යුතුය. උදාහරණයක් ලෙස, ලයිව් ලයින් එක සඳහා කලු වයරයක් කෙනෙකු (මෝඩයෙකු) යෙදිය හැකියි. සමහරවිට ඔහු වර්ණ කේත ගැන නොදන්නා නිසා හෝ රතු වයර් නැති නිසා එසේ කරන්නට ඇති. එහෙත් එම වයරය වෙනත් කෙනෙකු උදාසීන කම්බියක් යැයි සිතා අතින් ඇල්ලීමෙන් විදුලි සැර වදින්නට පුලුවන්.

හැමවිටම විදුලි ස්විචි සවි කළ යුත්තේ සජීවී කම්බියට මිස උදාසීන කම්බියට නොවේ. දෙකෙන් කුමකට ඔන්-ඕෆ් ස්විචයක් සවි කළත් වැඩ කරන බව ඇත්තයි. එහෙත් විදුලි සැර වැදීමෙන් වැලකීමට නම් පෙර කියූ ලෙසම සජීවී කම්බියට ස්විච සවි කරන්න. මෙවිට බල්බය හෝ උපකරණය ස්විචය මඟින් ඕෆ් කර තිබෙන විටක, එම උපාංගයේ වයර් අතෙහි ස්පර්ශ වුවත් ඔබට කරන්ට් නොවදියි. නිකමට හෝ ස්වියචය සවි කර තිබෙන්නේ අජීවි කම්බියට නම්, බලබය හෝ උපකරණය ඕෆ් එකේ තිබියදි වුවත් ඔබ උපකරණයට සම්බන්ධ වයර් ඇල්ලුවොත් ඔබට කරන්ට් වදීවි මොකද එවිට සජීවි කම්බිය හරහා එන ධාරාව ඔබේ සිරුර හරහා පොලවට යන නිසා.

තවද, කෙවනියකට (socket හෝ wall outlet) හෝ පේනුවකට (plug) වයර් සවි කරන විට, හැමවිටම සජීවී වයරය කෙවනියේ දකුණු අත පැත්තේ සිඳුරට සම්බන්ධ කළ යුතුය. කුමන අග්‍රයට සම්බන්ධ කළත් උපකරණවලට විදුලිය ඉන් ලැබෙන බව සත්‍ය වුවත්, පෙර අවස්ථාවේදිත් කියූ ලෙසම විදුලි සැරෙන් ආරක්ෂා වීමට මේ විදියට කරන්න.

 

සාමාන්‍යයෙන් විදුලි මීටරයේ සිට මහත ද්විත්ව-හර (two-core) වයරයක් ගොඩනැඟිල්ලේ “ෆියුස් පෙට්ට්ය” වෙතට යයි (ෆියුස් පෙට්ටියේ නියම නම “විදුලි බෙදා හැරීමේ පුවරුව” (distribution point – DP) වේ). මෙම වයරය ප්‍රධාන වයරය (main wire) යන නමින් හැඳින්වෙනවා. ටූ-කෝර් කේබලය තුළ සජීවී හා අජීවී කම්බි දෙක ආරක්ෂිතව පවතී. මෙම වයර් දෙක පළමුවෙන්ම ප්‍රධාන ස්විචයටයි (main switch) සවි කරන්නේ. එහි කාර්යභාරය වන්නේ අවශ්‍ය විටක සම්පූර්ණ විදුලියම විසන්ධි කර දැමීමමයි. මේන් ස්විචයෙන් පිට වන වයර් දෙක ඊළඟට “ට්‍රිප් ස්විචයට” සම්බන්ධ කරනවා. ට්‍රිප් ස්විච වර්ග කිහිපයක් තිබෙන අතර ඒවා ELCB (Earth Leakage Circuit Breaker) හෝ RCD (Residual Current Device) ලෙස හඳුන්වනවා. මින් RCD වර්ගය අනර්ඝයි. ට්‍රිප් ස්විචයේ කාර්ය වනුයේ විදුලිය යම් කිසි විදියකින් උපකරණයෙන් “ලීක් වී” පොලොවට ගමන් කළොත් ඉබේම ට්‍රිප් ස්විචය ඕෆ් වී හෙවත් “ට්‍රිප් වී” විදුලි සැපයුම නතර කිරීමයි. මින් ඔබටද ඔබේ උපකරණවලටද ආරක්ෂාවක් ලැබේ මොකද මිලිඇම්පියර් 30ක් හෝ එවැනි කුඩා ධාරාවක් එලෙස කාන්දු වූ විට විදුලිය විසන්ධි වන පරිදි මෙම ට්‍රිප් ස්විච සකසා ඇති නිසා (බලන්න ඔබේ නිවසේ ට්‍රිප් ස්විචය මත එය ට්‍රිප් වන ධාරා ප්‍රමාණය 30mA ආදී ලෙස සටහන් කර ඇති). ට්‍රිප් ස්විචයේ සිට එන වයර් දෙකෙන් උදාසීන වයරය ෆියුස් පෙට්ටියේ ඇති උදාසීන වයර් සම්බන්ධ කරන neutral bar එකට සම්බන්ධ කරන අතර, සජීවී වයරය ෆියුස් සියල්ලටම සම්බන්ධ කරයි.

 

RCD (ට්‍රිප් ස්විචය) එකේ සිට එන සජීවී අග්‍රය සියලු ෆියුස් සමග සම්බන්ධ කරන්නට බස් බාර් නම් තඹ ලෝහ කැබැල්ලක් සාමාන්‍යයෙන් උපයෝගි කරගනී.

ෆියුස්වලින් කෙරෙන කාර්ය වනුයේ ෆියුස් එක හරහා යන ධාරාව යම් නිශ්චිත අගයකට වඩා වැඩිපුර යෑම වැලැක්වීමයි. ඉතිං, යම් උපකරණයක් කුමක් හෝ හේතුවක් නිසා අධික ධාරාවක් ලබා ගන්නට උත්සහ කළොත් එම උපකරණයට විදුලිය සැපයූ ෆියුස් එක ඉබේම ඕෆ් වේවි. සාමාන්‍යයෙන් උපකරණයක් එකවර අධික ධාරාවක් ලබා ගන්නට උත්සහ කරන්නේ එම උපාංගය ෂෝට් වීම වැනි දෝසයකදීය. ඉතිං මෙම ෆියුසය නොතිබුණා නම්, එම අධික ධාරාව නිසා උපකරණය විනාශ වී සමහර විට ගිනි ගැනීමකට වුවද ලක් වීමට ඉඩ තිබෙනවා. එනිසා, සුදුසු අගයන් සහිත ෆියුස් භාවිතා කරන්නට අවශ්‍යයි.

මීට අමතරව කොල පාට හෝ කහ කොල මිශ්‍ර පාටින් යුතු තරමක් මහත වයරයක්ද වයරිං එකේ දැකිය හැකියි. පින් තුනක් තිබෙන සෑම ප්ලග් එකකම උඩින් තිබෙන මැද විශාල අග්‍රයටයි එය සම්බන්ධ වන්නේ. මෙම වයරය භූගත වයරය (earth wire හෝ ground wire) ලෙස හඳුන්වනවා. ඔබේ වත්තේ නිවසට ආසන්න තැනක තරමක දිග ලෝහ බම්බුවක් පොලොව තුලට බස්සනවා (මෙම බම්බුව අර්ත් බටය ලෙසයි හඳුන්වන්නේ). සාමාන්‍යයෙන් එය අඩි අටකට වැඩි දිග තඹ බටයක් විය යුතු වුවත්, එය මිල වැඩි නිසා බොහෝ අය ගැල්වනයිස් කරපු මහත ලෝහ බටයක් තමයි ඒ සඳහා යොදා ගන්නේ. එම ලෝහ බම්බුවට හොඳින් සම්බන්ධ කළ අර්ත් වයරයක් ෆියුස් පෙට්ටියේ අර්ත් බාර් එකට සම්බන්ධ කරනවා. එතැන් සිට අර්ත් වයර් නිවසේ සෑම කෙවනියක් කරාම ගෙන යනවා.

සාමාන්‍යයෙන් විදුලි උපකරණයක භාහිර ආවරණය (එය ලෝහවලින් සාදා තිබේ නම්) ඉහත සඳහන් කළ කෙවනියේ අර්ත් එක හා සම්බන්ධ වේ. ඒ කියන්නේ ඔබේ විදුලි උපකරණය අවසානයේදී මිදුලේ ඇති අර්ත් බටය හා වයර් මඟින් සම්බන්ධතාව ඇති වේ. මෙමඟින් උපකරණයටත් එය පරිහරණය කරන අයටත් ආරක්ෂාවක් ලැබේ. ඒ කියන්නේ යම් හෙයකින් විදුලිය උපකරණයේ ආවරණයට සම්බන්ධ (ලීක්) වුවොත්, එම ආවරණය අර්ත් වයරය හරහා පොලොවට සම්බන්ධව පවතින නිසා අර්ත් වයරය හරහා පොලොවට ධාරාවක් ගමන් කරනවා. එවිට ට්‍රිප් ස්විචයට එය වහම දැනී ට්‍රිප් ස්විචයෙන් මුලු විදුලි සැපයුමම ක්ෂණිකව විසන්ධි වෙනවා. එමඟින් උපකරණය හරහා හෝ එය ස්පර්ශ කරමින් සිටින කෙනෙකුගේ සිරුර හරහා හෝ විදුලිය ගමන් කරමින් හානි පැමිණවීමට තරම් කාලයක් නැති වෙනවා. එයයි ආරක්ෂාව.

(සාමාන්‍ය නිවාස වයරිං කිරීම ඇත්තෙන්ම අපහසු කටයුත්තක් නොවුණත්, මේ පිටුවකින් දෙකකින් පමණ කළ විස්තරය කිසිසේත් ප්‍රමාණවත් නොවේ; ඒ ගැන උනන්දු නම් වැඩිදුරටත් අධ්‍යනය කරන්න).

විදුලිය සම්බන්ධ මිනුම් ගැනීමට හැමවිටම අපට සිදු වෙනවා. අහවල් කම්බියේ හෝ අග්‍රයේ කොච්චර වෝල්ටියතාවක් තිබේද, අහවල් වයරය හරහා කොතරම් ධාරාවක් ගමන් කරන්නේද ආදී ලෙස එම මිනුම් අපට වැදගත් වෙනවා. දැන් කෙටියෙන් විමසමු වෝල්ටියතාව හා ධාරාව සොයන අයුරු. එහෙත් පළමුව විදුලි ශක්තිය අප යොදා ගන්නා ආකාර 2ක් ගැන පැහැදිලිව දැනගත යුතුය. විදුලිය භාවිතා කරන ආකාර 2කි.

1. විදුලි බලයක් (power) ලෙස – ෆෑන්, ශීතකරණ, විදුලි බල්බ ආදී විදුලි උපකරණ ක්‍රියාත්මක කිරීමට විදුලි බලය අවශ්‍ය වේ. සාමාන්‍යයෙන් වෝල්ටියතාව, ධාරාව, ජවය යන ලක්ෂණ තුනම මෙම භාවිතාවේදී වැඩි අගයන්ගෙන් යුතු වේ. උදාහරණයක් ලෙස, ෆෑන් එකකට වෝල්ට් 240ක්ද, ධාරාව ඇම්පියර් 1ක්ද (එවිට ජවය වොට් 240ක්ද) අවශ්‍ය විය හැකියි.

2. විදුලි සංඥා (electric signal) ලෙස – මෙහිදී විදුලි ශක්තිය යොදා ගන්නේ යම් සංඥාවක් යැවීමට හා නිරූපණය කිරීමට පමණි. මෙහිදී විශාල ප්‍රමාණවලින් වෝල්ටියතා, ධාරා, ජවය ගැන සාමාන්‍යයෙන් කතා කරන්නේ නැත. උදාහරණයක් ලෙස, මයික් එකකින් ජනනය වන විදුලි වෝල්ටියතාව මිලිවෝල්ට් කිහිපයකි. එහෙත් රේඩියෝ ට්‍රාන්ස්මිටර්, ලවුඩ්ස්පීකර් වැනි වි‍ශේෂිත යෙදුම්වලදී යොදා ගන්නා විදුලි සංඥා නම් ඉහත පළමු අවස්ථාවේදි මෙන් විශාල අගයන්ගෙන් තමයි යොදා ගන්නේ.

ලෝකයේ බොහෝ ගති ගුණ ඇත (පරිසර උෂ්ණත්වය හෝ වෙනත් ඕනෑම දෙයක උෂ්ණත්වය, වායුගෝල පීඩනය හෝ වෙනත් ඕනෑම පීඩනයක්, ශබ්දය, ආලෝක ත්‍රීව්‍රතාව, ආදී ලෙස). මේ සෑම ගති ගුණයක්ම විචලනය වෙනවානේ කාලයත් සමග. එනිසා එම ගති ගුණයන් සංඥා ලෙස සැලකිය හැකියි. සංඥා (signal) යනු එකිනෙකට වෙනස් අවස්ථා නිරූපණය කිරීමකි. උදාහරණයක් ලෙස, ඔබේ එක් අතකින් කොතරම් වෙනස් ඉරියව් පැවත්විය හැකිදැයි සිතා බලන්න. දඹර ඇඟිල්ල හැර සෙසු ඇඟිලි සියල්ල නවා ගත් විට ඉන් නිකුත් වන සංඥාව වන්නේ තර්ජනය කිරීමකි. මේ ආදි ලෙස ඇඟිලි එක එක වෙනස් වෙනස් විදිවලට නැමීමෙන් විවිධ සංඥා දිය හැකියි නේද? (බිහිරි අය ඇත්තටම සන්නිවේදනය කිරීමට මෙම ක්‍රමය යොදා ගන්නවා).

ඉතිං අපට පුලුවන් මෙවැනි සංඥා විදුලි සංඥා බවට පත් කර ගන්නට. උදාහරණයක් ලෙස, මයික්‍රෆෝනය නම් කුඩා උපාංගය භාවිතා කරමින් වාත කම්පනයක් හෙවත් ශබ්දයක් ඊට අනුරූප විදුලි සංඥාවක් (electric signal) බවට පත් කළ හැකියි. මේ දේ සිදු කරන මයික්‍රෆෝනය වැනි උපාංග සංවේදක (sensors) ලෙස හැඳින්විය හැකියි. පාරනායක (tranducer) යන නමද ඊට යෙදිය හැකියි. ඒ අනුව, භාහිර භෞතික ගතිගුණයේ සිදුවන විචලනය ඒ ලෙසම විචලනය වන විදුලි සංඥාවක් බවට හැරවිය හැකියි. ඉන්පසු ඉලෙක්ට්‍රෝනික් පරිපථ මගින් මෙම විදුලි සංඥා විවිධාකාරයේ අගනා වෙනස් කිරීම්වලට භාජනය කළ හැකියි.

විදුලි බලයක් ලෙස යොදා ගන්නා විට, අපට මුලින්ම අවශ්‍ය වෙනවා විදුලිය තිබෙනවාද නැද්ද කියා සොයා බැලීමට. මොහොතක් සිතා බලන්න. යම් උපකරණයක් හිටි හැටියේම ක්‍රියා කරන්නේ නැති වූ අවස්ථා ඔබට හමු වී තිබෙනවා නේද? එවිට එම උපකරණය ගලවා බැලීමට හෝ එය ගලවා සුද්ද කිරීමට නිතැතින්ම පෙළඹෙනවා. එහෙත් තරමක් මහන්සි වූවාට පසුව ඔබට වැටහෙනවා ගැටලුව උපකරණයට විදුලිය එන්නේ නැති එක බව. එවිට උපකරණයේ ප්ලග් එක ගලවා බලන විට එහි වයරයක් ගැලවී තිබෙනු ඇති. මෙවැනි සිද්ධි බොහෝ අවස්ථා ගණනක පෞද්ගලිකම මට සිදු වී තිබෙනවා. ඉතිං, යම් උපකරණයක් ක්‍රියාත්මක නොවෙයි නම්, පළමුවෙන්ම බලන්නට අවශ්‍යයි ෆියුස් බෝඩ් එකේ ෆියුස් එක ඕෆ් වෙලාද නැද්ද කියා. ඉන්පසු බිත්තියේ ඇති සොකට් එකෙන් විදුලිය එනවාදැයි බලන්න. ඒ සඳහා ටෙස්ටර් නම් උපාංගයක් බොහෝ අය භාවිතා කරනවා. එහෙත් ඊට වඩා ආරක්ෂිත සරල ලාභ උපාංගත් තිබෙනවා. පහත දැක්වෙන්නේ එවැනි ඉලෙක්ට්‍රොනික් ටෙස්ටර් උපාංගයකි.

මෙවැනි ටෙස්ටරයකින් හැකියි සොකට් එකක, වයරයක, ප්ලග් එකක ආදී තැන්වල විදුලිය තිබෙනවාදැයි සොයා බැලීමට. කිසිවිටක ඇඟිල්ලෙන් අල්ලා විදුලිය තිබේදැයි බලන්නට එපා. එය මරණයට අතවැනීමකි.

වෝල්ට්මීටරය (Voltmeter) නම් උපකරණයක් තිබෙනවා වෝල්ට් මැනීමට. මෙහිදී පරීක්ෂක අග්‍ර (testing probes) 2ක් තිබෙනවා. සාමාන්‍යයෙන් අපි වෝල්ටියතාව ගැන කතා කරන්නේ ස්ථාන දෙකක් ගෙනයි. ඒ කියන්නේ A නම් ස්ථානයට සාපේක්ෂව B නම් ස්ථානයේ වෝල්ටියතාව කොපමණද කියායි අප සොයන්නේ. මෙවිට, පරීක්ෂ අග්‍ර දෙකෙන් එකක් A මතද, අනෙක B මතද තබනවා. එවිට එම ස්ථාන දෙක අතර විභව අන්තරය අපට වෝල්ට්මීටරයෙන් පෙන්වනවා. පහත රූපයේ ආකාරයට මීටරයේ අග්‍ර පරිපථයට සම්බන්ධ කිරීම සමාන්තරගත සම්බන්ධයක් යැයි පවසනවා.

එසේ මා කීවත්, බොහෝවිට අපි පරිපථයක එක් තැනක වෝල්ටියතාව සොයන්නේ පරිපථයට විදුලිය සපයන බැටරියේ (හෝ වෙනත් විදුලි සැපයුමක) භූගත අග්‍රයට සාපේක්ෂවයි. භූගත අග්‍රයේ වෝල්ටියතාව ශූන්‍ය ලෙසයි අප සලකන්නේ. එවිට මීටරයේ එක් අග්‍රයක් (කලු අග්‍රය) භූගතය මතද, අනෙක් රතු අග්‍රය අවශ්‍ය ස්ථානයටද තබා එතැන වෝල්ටියතාව මනිනවා.

සාමාන්‍යයෙන් වෝල්ට්මීටරයකින් විශාල වෝල්ටියතා පරාසයක් මැනිය හැකියි. එවිට මිලිවෝල්ට් හෝ මයික්‍රොවෝල්ට් වැනි කුඩා අගයන් ඉතා නිවැරදිව එවැනි උපකරණයකින් නොපෙන්වාවි. එවැනි කුඩා අගයන් ඉතා නිවැරදිව මැනීම සඳහා මිලිවෝල්ට්මීටර් (millivoltmeter) සාදා තිබෙනවා.

ධාරාව මැනීමට ඇමීටරය (Ammeter) භාවිතා වෙනවා. මෙයද අග්‍ර දෙකකින් යුතුය. වෝල්ට්මීටරයකින් වෝල්ටියතාව මනිනවාට වෙනස් ආකාරයකිනුයි ඇමීටරයකින් ධාරාව මනින්නේ. මෙහිදී හැමවිටම ඇමීටරය සම්බන්ධ කළ යුත්තේ ධාරාව මනින ස්ථානය හරහා ඇමීටරයේ අග්‍ර 2 ශ්‍රේණිගතව සම්බන්ධ වන ආකාරයටයි (පහත රූපය බලන්න).

ඒ කියන්නේ පරිපථයේ ගමන් මාර්ගය යම් තැනකින් කඩා ඉන් එක් කොනක් මීටරයේ එක් අග්‍රයකටත්, මීටරයේ අනෙක් අග්‍රය මාර්ගයේ අනෙක් කොනටත් සම්බන්ධ කළ යුතුය. මෙවැනි ශ්‍රේණිගත සම්බන්ධයකදී එම මාර්ගය දිගේ ගලා යන මුලු ධාරාවම මීටරය හරහාද දැන් ගමන් කරනවා. මෙවිට මීටරයෙන් පෙන්වනවා එය හරහා මෙලෙස ගලා ගිය ධාරා ප්‍රමාණය. කුඩා ධාරා ප්‍රමාණයන් ඉතා නිවැරදිව මැනීමට මිලිඇමීටර් (milliAmmeter) සාදා තිබෙනවා.

ඇත්තටම විදුලිය සම්බන්ධ විවිධ ගතිගුණ මැනීමට වෝල්ට්මීටරය, ඇමීටරය වැනි උපකරණ සාදා තිබෙනවා. අවශ්‍ය නම්, ඒ එක් එක් මැනුම් උපකරණ වෙන වෙනම මිලදී ගත හැකියි. එහෙත් දැන් තිබෙනවා මේ සියලු (හෝ බොහෝ) මිනුම් කර ගත හැකි තනි උපකරණ. මල්ට්මීටරය (multimeter) යනු එවැනි ඉතාම අනර්ඝ නැතිවම බැරි උපකරණයකි. රුපියල් තුන් හාරසීයේ සිට ලක්ෂ ගණන් දක්වා මිල ගණන්වලට ඒවා මිලදී ගත හැකියි. හොඳ මල්ටිමීටරයකින් ධාරාව, වෝල්ටියතාව, ප්‍රතිරෝධය, ධාරිතාව, ප්‍රේරණතාව, සංඛ්‍යාතය, උෂ්ණත්වය ආදී ලෙස විවිධ මිනුම් කිහිපයක්ම සිදු කළ හැකිය. පසුවට මල්ටිමීටර් හා වෙනත් මැනුම් උපකරණ කිහිපයක් ගැන වෙනමම පාඩමක් ඇත.

අප මෙතෙක් කතා සොයා බැලුවේ ඉතාම වටිනා ධාරා විදුලිය (current electricity) ගැනයි. මීට එම නම ලැබී තිබෙන්නේ ඉලෙක්ට්‍රෝන ගලා යන නිසාය. එලෙස ගලා යන ඉලෙක්ට්‍රෝන විවිධ විදුලි උපාංග හරහා ගලා යෑමට සැලස්වීමෙන් තමයි අප විවිධ ප්‍රයෝජන ඉන් ලබා ගන්නේ. එහෙත් එලෙස ගලා නොයන විදුලියක්ද ඇත. එවැනි එකතැන පවතින හෙවත් ස්ථිතිකව පවතින විදුලියට ස්ථිතික විදුලිය (static electiricity) කියා කියනවා. මෙහි අර තරම් ප්‍රයෝජන නැත. ඒ වෙනුවට ස්ථිතික විදුලියෙන් බොහෝ කරදර නම් සිදු වේ. එනිසාම එම කරදර මඟහැරීමට ස්ථිතික විද්‍යුතය ගැන ඉගෙන ගමු.

ස්ථිතික විද්‍යුතය දෙයාකාරයකින් පැවතිය හැකියි. එකක් නම්, සමහර ප්ලාස්ටික් හා එවැනි පරිවාරක ද්‍රව්‍ය මත ඇතිවන ස්ථිතික විදුලියයි. අනෙක නම්, ලෝහයක් මත පවතින ස්ථිතික විදුලියයි. ප්ලාස්ටික් හෝ වෙනත් පරිවාරක ද්‍රව්‍යද සෑදී තිබෙන්නේ පරමාණුවලින් බව පැහැදිලියිනෙ. ඇතිල්ලීම නිසා එය ඇතිල්ලෙන ස්ථානයේ එම ද්‍රව්‍යයෙන් ඉලෙක්ට්‍රෝන සමහරක් ගැලවී ඇතිල්ලුනු අනෙක් ද්‍රව්‍යය සමග ඉවතට යනු ඇති. මෙවිට ඉලෙක්ට්‍රෝන අඩුවීමක් සිදු වී ධන ආරෝපණයක් එතැන ඇති වේවි. සමහරවිට ඇතිල්ලෙන තැනට ඇතිල්ලෙන අනෙක් ද්‍රව්‍යයෙන් ඉලෙක්ට්‍රෝන ඇවිත් එකතු වේවි. එවිට එතැන ඍණ ආරෝපණ ගතියක් ඇති වේ. මේ අවස්ථා දෙකම ස්ථිතික විදුලියයි.

ඉහත සංසිද්ධිය අපට නොයෙක් වර සිදු වී තිබෙනවා. සමහර රෙදි (දොර රෙදි) අතරින් ඇතිල්ලී යන විට ඇඟේ රෝම කෙලින් වෙනවා අත්දැක තිබේද? එතැනත් සිදු වූයේ ඉලෙක්ට්‍රෝන ගැලවී ගොස් ස්ථිතික විදුලිය ඇති වීමයි. බැලුම්බෝලයක් රෙදි කැබැල්ලකින් අතුල්ලා එය හිසකෙස් ළඟට ගෙන ආ විට කෙස් කෙලින් වේ.

ප්ලාස්ටික් වැනි පරිවාරක මත ඇතිල්ලීම නිසා ආරෝපණ එම ඇතිල්ලුනු තැන්වල ඇති වූ විට, එම ඉලෙක්ට්‍රෝනවලට එම පරිවාරක ද්‍රව්‍ය හරහා ගමන් කිරීමට බැරිය (මොකද පරිවාරක හරහා ඉලෙක්ට්‍රෝන ගමන් කරන්නේ නැත). එනිසා භාහිර ක්‍රමයකින් එම ආරෝපණ උදාසීන වෙන තෙක් ඒවා පවතීවි. සාමාන්‍ය පරිසරයේ තිබෙන වාතය ඒ මත නිරන්තරයෙන් වදින නිසා කොහොමත් ටික වෙලාවකින් එවැනි ආරෝපණ ඉබේම උදාසීන වේ. එහෙමත් නැතිනම් පොලොවට සම්බන්ධව පවතින වෙනත් භාහිර සන්නායකයක් එම ආරෝපණ හා ස්පර්ශ වූ විටත් ක්ෂණිකව එතැන උදාසීන වේ.

දැන් බලමු දෙවැනි ආකාරය ගැන. මෙහිදිත් ඇතිල්ලීම නිසා තමයි ස්ථිතික විදුලිය පෙර පැවසූ ආකාරයටම ඇති වන්නේ. එහෙත් පොඩි වෙනසක් මෙහි තිබෙනවා. ඇතිල්ලුනු තැනම පමණක් මෙම ආරෝපණ රැඳෙන්නේ නැත. මුලින්ම ඇතිල්ලුනු තැන ආරෝපණ පැවතියත්, එය සන්නායකයක් නිසා, ඉලෙක්ට්‍රෝන ක්ෂණිකව සන්නායකය පුරාම පැතිරෙනවා. මේ නිසා වැඩිපුර ස්ථිතික විදුලි ප්‍රමාණයක් ඇති කර ගැනීමට (ගබඩා කර ගැනීමට) එම සන්නායක ද්‍රව්‍යයට හැකියි. ගුවන්යානා වලට මෙය හැමවිටම සිදු වෙනවා. ගුවන්යානා බඳ සන්නායකයකි. එය වලාකුලු හා වාතය තුලින් යන විට නිරන්තරයෙන්ම ඇතිල්ලීම සිදු වෙනවා. එය ගුවනේ සවාරි ගොස් ගොඩ බසින විට අතිවිශාල ස්ථිතික විදුලි ප්‍රමාණයක් ගබඩා කරගෙන තිබෙනවා. එනිසා පොලොවේ සිටගෙන කෙනෙකු එවැනි දැන් බස්සපු ගුවන් යානයක් ඇල්ලුවොත් ක්ෂණිකව විශාල ධාරාවක් ශරීරය හරහා ගොස් මරණය පවා සිදු විය හැකියි.

ඉහත පෙන්වූ රෝම කෙලින් වීම වැනි “හුරතල්” වැඩ පමණක් නොවෙයි ස්ථිතික විදුලිය සිදු කරන්නේ. විදුලි උපාංග පිලිස්සීමට හෝ ගිනි ගැනීම් සිදු කිරීමට පවා ඊට හැකියි. එහි එක් භයානක අවස්ථාවක් තමයි ඉහත කතා කළ ගුවන්යානා සිද්ධිය. මෙලෙස විශාල ස්ථිතික විදුලියක් ක්ෂණිකව උදාසීන වන විට, සමහරවිට ගිනි පුපුරු ඇති වෙනවා (sparks). මේ අවට වහා ගිනි ඇවිලෙන සුලු දේවල් තිබුණොත් විශාල ගිනි ගැනීම් ඇති විය හැකියි. එහෙත් ඉලෙක්ට්‍රොනික්ස් හා ආධුනික ගුවන් විදුලියේදී අපට ඊට වඩා වෙනස් ප්‍රශ්න තමයි ස්ථිතික විදුලියෙන් ඇති වන්නේ.

මොස්ෆෙට් වැනි ට්‍රාන්සිස්ටර් ස්ථිතික විදුලියට කිසිසේත් ඔරොත්තු දෙන්නේ නැත (එය පරිපථයට පෑස්සුවාට පසුව ගැටලුවක් නැහැ). ඉතිං එවැනි උපාංග පරිපථයට පාස්සන තෙක් පරිස්සම් කර ගත යුතුය. පරිස්සම් කිරීම පහසුය. ඒවා පාස්සන තෙක් එම උපාංගයේ අග්‍ර සියල්ල එකට සම්බන්ධ කර තබන්න. ඊට අමතරව, ස්ථිතික විදුලියට ඔරොත්තු දෙන විශේෂිත බෑගයක් (anti-static bag) තුළ ඒවා තබන්න. පරිගණකවල මදර්බෝඩ්, හාඩ්ඩිස්ක් ආදිය දමා එවන අලුපාට ප්ලාස්ටික් බෑග්ද ඇන්ටි-ස්ටැටික් වේ.

ඊට අමතරව, කුමන ඉලෙක්ට්‍රොනික් උපාංගය අතින් අල්ලන්නට ගියත් පළමුව ඔබේ ශරීරයෙහි තිබිය හැකි ස්ථිතික විදුලිය උදාසීන කර දමන්න. ඒ සඳහා ඔබට කරන්නට තිබෙන්නේ පොලොවට සම්බන්ධ කරපු ලෝහ බටයක් හෝ වයරයක් ස්වල්ප වෙලාවක් හොඳින් අතින් ඇල්ලීමයි. ඊට අමතරව අඬුව, ට්වීසරය වැනි උපාංගත් සැරින් සැරේට අර අර්ත් වයරයට/බටයට ස්පර්ශ කර ඒවාද උදාසීන කර දමන්න. මීට අමතරව පහත ආකාරයේ anti-static wrist band එකක් අතෙහි පැලදිය හැකියි. මෙම අත් පටිය වයරයක් හරහා පෙර කී අර්ත් වයරයට/බටයට සවි කරන්න (හෝ අර්ත් බටයට සම්බන්ධ වූ වෙනත් ලෝහයකට සම්බන්ධ කරන්න).

  

ආධුනික ගුවන් විදුලියේදී ස්ථිතික විදුලිය ගැටලුවක් වන්නේ ඇන්ටනා සවිකිරීමේදිය. සාමාන්‍ය ටීවී ඇන්ටනා මෙන් නොවෙයි ආධුනික ගුවන් විදුලියේදී යොදා ගන්නා ඇන්ටනා. ඊට වඩා බොහෝ විශාලය. සාමාන්‍ය ඇන්ටනාවක් අඩි දෙක තුනක් පමණ විශාල වුවත්, හැම් ඇන්ටනා සමහරවිට මීටර් විසිතිස් ගණනක් විශාල වේ. මේවා අහසේ සවි කර තිබෙන විට නිරන්තරයෙන්ම ඇන්ටනා කූරු/කම්බි සුළංවල ඇතිල්ලීමෙන් ස්ථිතික විදුලිය හටගනී. යම් කාලයක් පුරාවට මෙය සිදු වන විට ස්ථිතික විදුලිය ක්‍රමයෙන් විශාල වේ. ඔබ දන්නවා ඇන්ටනාව සම්බන්ධ වන්නේ යම් උපකරණයකටයි (ට්‍රාන්ස්මිටරය හෝ රිසීවරය). තවද, ඇන්ටනා කූර/කම්බිය සන්නායකයකි. ඉතිං, මෙම ස්ථිතික විදුලිය ඇන්ටනා කූරට/කම්බියට සම්බන්ධිත ෆීඩර් වයරය හරහා එම උපාංග හරහා ගොස් එක්කෝ උපකරණයේ දෝෂ ඇති කරයි, නැතිනම් එයට හානි පමුණුවයි. එනිසා, ඇන්ටනා භාවිතා කරන විට මීට පිළියම් යෙදිය යුතුම වේ.