2 Most SAQ’s of Electric Current Chapter in Class 10th Physical Science (TS/AP)

4 Marks

SAQ-1 : Write two examples for ohmic and non-ohmic materials each.

For Backbenchers 😎

Materials can be grouped based on how they react to electricity. There are two main groups:

  1. Ohmic Materials:
    • These materials follow Ohm’s Law, which says that the current flowing through a material is directly related to the voltage applied to it, as long as the temperature doesn’t change.
    • Examples of ohmic materials include things like most metals (like copper and silver) and special resistors made of carbon.
  2. Non-Ohmic Materials:
    • These materials don’t follow Ohm’s Law because their resistance changes as the current or voltage changes.
    • Examples of non-ohmic materials include things like diodes (used in electronics to control the flow of electricity in one direction) and filament bulbs (like the ones in old-fashioned light bulbs, which get brighter as they heat up).

In simple terms, ohmic materials play nice and have a consistent relationship between voltage and current, while non-ohmic materials can be a bit tricky and don’t behave consistently. Understanding these differences is important in fields like electronics and electrical engineering.

మన తెలుగులో

మెటీరియల్స్ విద్యుత్‌కి ఎలా ప్రతిస్పందిస్తాయో దాని ఆధారంగా వర్గీకరించవచ్చు. రెండు ప్రధాన సమూహాలు ఉన్నాయి:

  1. ఓమిక్ మెటీరియల్స్:
    • ఈ పదార్థాలు ఓం యొక్క నియమాన్ని అనుసరిస్తాయి, ఉష్ణోగ్రత మారనంత వరకు, పదార్థం ద్వారా ప్రవహించే కరెంట్ దానికి వర్తించే వోల్టేజ్‌కు నేరుగా సంబంధం కలిగి ఉంటుంది.
    • ఓహ్మిక్ పదార్థాలకు ఉదాహరణలు చాలా లోహాలు (రాగి మరియు వెండి వంటివి) మరియు కార్బన్‌తో తయారు చేయబడిన ప్రత్యేక రెసిస్టర్‌లు వంటివి.
  2. నాన్-ఓమిక్ మెటీరియల్స్:
    • ఈ పదార్థాలు ఓం యొక్క నియమాన్ని అనుసరించవు ఎందుకంటే కరెంట్ లేదా వోల్టేజ్ మారినప్పుడు వాటి నిరోధకత మారుతుంది.
    • నాన్-ఓహ్మిక్ మెటీరియల్స్ యొక్క ఉదాహరణలలో డయోడ్‌లు (ఎలక్ట్రానిక్స్‌లో విద్యుత్ ప్రవాహాన్ని ఒక దిశలో నియంత్రించడానికి ఉపయోగిస్తారు) మరియు ఫిలమెంట్ బల్బులు (పాత-కాలపు లైట్ బల్బులలో ఉండేవి, అవి వేడెక్కినప్పుడు ప్రకాశవంతంగా ఉంటాయి) వంటివి ఉన్నాయి.

సరళంగా చెప్పాలంటే, ఓహ్మిక్ పదార్థాలు చక్కగా ఆడతాయి మరియు వోల్టేజ్ మరియు కరెంట్ మధ్య స్థిరమైన సంబంధాన్ని కలిగి ఉంటాయి, అయితే నాన్-ఓహ్మిక్ పదార్థాలు కొంచెం గమ్మత్తైనవి మరియు స్థిరంగా ప్రవర్తించవు. ఎలక్ట్రానిక్స్ మరియు ఎలక్ట్రికల్ ఇంజనీరింగ్ వంటి రంగాలలో ఈ తేడాలను అర్థం చేసుకోవడం చాలా ముఖ్యం.

Introduction

Materials can be classified based on their voltage-current relationship. Some materials, known as ohmic materials, have a linear relationship between voltage and current, meaning their resistance remains constant. On the other hand, non-ohmic materials have a non-linear relationship, indicating that their resistance varies.

Ohmic Materials

  1. Definition: Ohmic materials obey Ohm’s Law, which states that the current through a conductor between two points is directly proportional to the voltage across the two points, provided the temperature remains constant.
  2. Examples:
    • Metallic Conductors: Most metals, like copper or silver, show a linear V-I relationship under constant temperature, making them ohmic.
    • Carbon Resistors: These are specially designed resistors made of carbon and they obey Ohm’s Law within specific limits.

Non-Ohmic Materials

  1. Definition: Non-ohmic materials don’t have a constant resistance. Their resistance varies with the current or voltage.
  2. Examples:
    • Diodes: Diodes are semiconductor devices that allow current to flow in one direction only. Their V-I characteristics are non-linear, with current dramatically increasing after a certain threshold voltage.
    • Filament Bulbs: As the filament bulb heats up due to the current flow, its resistance changes, leading to a non-linear V-I characteristic curve.

Summary

While many materials exhibit a linear V-I relationship and obey Ohm’s Law, there are also plenty of materials with non-linear characteristics. Understanding the nature of these materials is essential in electronics and electrical engineering.

SAQ-2 : Why doesn’t a bird get a shock when it stands on a high voltage wire?

For Backbenchers 😎

Imagine birds sitting on high voltage wires. You might wonder why they don’t get electrocuted even though there’s a lot of electricity in those wires. Well, it’s all about something called “potential difference.”

  1. Potential Difference: To make electricity flow, there needs to be a difference in voltage (or electrical pressure) between two points. The electricity will take the easiest path between those points.
  2. High Voltage Wires: These wires often run alongside each other and carry a lot of electricity.
  3. Birds on the Wire:
    • When a bird sits on a single wire, both its feet are at the same electrical level, so there’s no voltage difference across its body.
    • The bird doesn’t create a better path for the electricity, so it just keeps flowing through the wire.

In simple terms, birds don’t get shocked because they don’t make a path for the electricity to flow through them. But if a bird were to touch another wire or something on the ground while still on the wire, then the electricity would have a way to go through the bird, and that would be dangerous.

మన తెలుగులో

పక్షులు హై వోల్టేజీ వైర్లపై కూర్చున్నట్లు ఊహించుకోండి. ఆ వైర్లలో విద్యుత్తు ఎక్కువగా ఉన్నప్పటికీ వారు ఎందుకు విద్యుదాఘాతానికి గురికావడం లేదని మీరు ఆశ్చర్యపోవచ్చు. సరే, ఇదంతా “సంభావ్య వ్యత్యాసం” అని పిలువబడుతుంది.

  1. సంభావ్య వ్యత్యాసం: విద్యుత్ ప్రవాహాన్ని చేయడానికి, రెండు పాయింట్ల మధ్య వోల్టేజ్ (లేదా విద్యుత్ పీడనం)లో వ్యత్యాసం ఉండాలి. విద్యుత్తు ఆ పాయింట్ల మధ్య సులభమైన మార్గాన్ని తీసుకుంటుంది.
  2. అధిక వోల్టేజ్ వైర్లు: ఈ తీగలు తరచుగా ఒకదానికొకటి నడుస్తాయి మరియు చాలా విద్యుత్తును తీసుకువెళతాయి.
  3. వైర్ మీద పక్షులు:
    • పక్షి ఒకే తీగపై కూర్చున్నప్పుడు, దాని రెండు పాదాలు ఒకే విద్యుత్ స్థాయిలో ఉంటాయి, కాబట్టి దాని శరీరం అంతటా వోల్టేజ్ తేడా ఉండదు.
    • పక్షి విద్యుత్తు కోసం మెరుగైన మార్గాన్ని సృష్టించదు, కాబట్టి అది వైర్ ద్వారా ప్రవహిస్తూనే ఉంటుంది.

సరళంగా చెప్పాలంటే, పక్షులు షాక్ అవ్వవు ఎందుకంటే అవి వాటి ద్వారా విద్యుత్ ప్రవహించే మార్గాన్ని తయారు చేయవు. కానీ ఒక పక్షి వైర్‌పై ఉన్నప్పుడే భూమిపై ఉన్న మరొక తీగను లేదా ఏదైనా తాకినట్లయితే, అప్పుడు విద్యుత్తు పక్షి గుండా వెళ్ళడానికి ఒక మార్గం ఉంటుంది మరియు అది ప్రమాదకరం.

Introduction

A common observation is that birds frequently perch on high voltage wires without getting electrocuted. This might seem puzzling given the high amount of voltage in these wires. The answer lies in the way electric current works and the concept of potential difference.

Understanding Potential Difference

  1. Basics of Electricity:
    For an electric current to flow, there must be a potential difference, or voltage difference, across two points. The current will choose the path of least resistance between these points.
  2. Parallel Lines:
    High voltage power lines usually run parallel to each other, carrying a significant voltage.
  3. Contacting the Lines:
    A bird or any creature would only experience an electric shock if it creates a pathway for the current by touching two points with different voltages.

Birds on the Wire

  1. Single Point of Contact:
    When a bird sits on a single wire, both its feet are at the same electrical potential, so there’s no potential difference across its body.
  2. No Alternate Pathway:
    The bird doesn’t offer a more conducive pathway for the current. The electricity continues to flow along the wire, as that’s the path of least resistance.

Summary

Birds remain unharmed on high voltage wires because they don’t create a path for the current or establish a potential difference. It’s crucial to note that if the bird were to touch another wire or grounded structure while still in contact with the first wire, it would create a pathway for the current, leading to electrocution. This principle underlines the importance of understanding electrical safety.