युद्ध विद्युत प्रवाहांचे !!
युद्ध विद्युत प्रवाहांचे !!
युद्धस्य कथाः रम्यः हे जरी खरे असले तरी या लेखातील युद्धात तलवारींचे खणखणाट नाहीत, तोफांचे कडकडाट नाहीत, इतकेच काय तर सैनिक ही नाहीत. हां …थोडी फार जिवित हानी मात्र आहे. हे युद्ध ना कोणत्या देशांच्यात लढलं गेलंय, ना दोन राज्यांच्यात. या युद्धाचे सेनापती आहेत तत्कालीन सुप्रसिद्ध संशोधक, गणिती आणि शास्त्रज्ञ. एकाचे नाव आहे थॉमस एल्वा एडिसन आणि दुसरे आहेत निकोला टेस्ला. तिसरे आहेत जॉर्ज वेस्टिंगहाउस. या पैकी एडिसन हे आपणा सर्वांना परिचित आहेतच. १८७० च्या शेवटी त्यांनी विजेवर प्रकाशित होणार्या दिव्याची निर्मिती केली होती. एडिसन हे शास्त्रज्ञ होतेच, पण त्यापेक्षा चांगले व्यावसायिक होते. त्यांनी त्यांच्या या शोधाचा व्यावसायिक वापर करण्यासाठी विद्युत प्रकल्प उभे केले. आणि विद्युत वाहक तारांद्वारे वीज ग्राहकापर्यंत पोचवण्याची यंत्रणा उभी करण्यास सुरुवात केली. एडिसन यांचे विद्युत निर्मिती प्रकल्प म्हणजे वाफेवर चालणारी इंजिन्स आणि विद्युत जनित्र होती. अधिक सोप्या मराठीत जनित्र म्हणजे जनरेटर !!!
वाफेच्या इंजिनाने निर्माण झालेली यांत्रिक उर्जा जनित्रा द्वारे विद्युत उर्जेत परिवर्तित केली जात असे आणि विद्युत वाहक तारांद्वारे ग्राहकां पर्यंत पोचवली जात असे . ही सर्व विद्युत उर्जा डायरेक्ट करंट ( DC )प्रकारची असे .ग्राहकांनी किती उर्जा वापरली हे समजण्यासाठी एडिसन यांनी मीटर बनवले होते . ते मीटर पण अर्थातच डीसी प्रवाहावर काम करत असे . AC तंत्रज्ञान अजून बाल्यावस्थेत होते.
थोडे विषयांतर करून DC आणि AC म्हणजे काय ते पाहू :-
विद्युत प्रवाह म्हणजे अणूतील मुक्त इलेक्ट्रोन चा प्रवाह. आपल्या घरातील साधी विजेरीत आपण सेल टाकतो. जेव्हा या सेल च्या दोन्ही टोकांना बल्ब जोडला तर सेल च्या ऋण भाराकडून मुक्त इलेक्ट्रोन बल्ब मधून प्रवास करत सेल च्या धन भारा कडे प्रवाहित होतो. बल्ब मध्ये विद्युत उर्जेचे बहुतांशी प्रकाश उर्जेत आणि काही अंशी उष्णतेत रुपांतर होते आणि आपल्याला उजेड दिसतो.(प्रत्यक्ष चिन्हांकित आकृतीत विद्युत प्रवाह सामान्यतः धन भाराकडून ऋण भाराकडे असा दाखवला जातो, पण तो विषय आता नको).
मुळ मुद्धा काय तर हा प्रवाह एकदिशी असतो. म्हणजे सेल च्या ऋण टोकापासून ते बल्ब मधून धन भार असलेल्या टोकाकडे असा. या एकदिशी प्रवाहास डि सी प्रवाह म्हणून ओळखले जाते. आता समजा, बल्ब ला जोडलेला सेल आपण एका ठराविक गतीने एकदा उलट एकदा सुलट असा बल्ब ला जोडू लागलो तर विद्यूत प्रवाह बल्ब मधून उलट सुलट वाहू लागेल. हाच तो अल्टर नेटिंग ( AC ) प्रकारचा विद्युत प्रवाह. त्याही पुढे जाऊन समजा आपली सेल उलट सुलट करण्याची गती आपण ५० वेळा प्रती सेकंद केली तर त्या प्रवाहाची वारंवारिता ५० हर्ट्झ आहे असे म्हणतात. याच प्रमाणे प्रवाहाची तीव्रता (व्होल्टेज ) पण बदलती ठेवली जाते.(हा खरतर अभियांत्रिकीचा विषय आहे).
तर एडिसन यांचे दिवे १०० व्होल्ट ते ११० व्होल्ट या विद्युतदाब सीमेत काम करण्यासाठी बनवले गेले होते. विद्युत प्रकल्पातून ग्राहकान पर्यंत वीज पोहोचवण्यात एक मोठी अडचण होती. प्रकल्पापासून जस जसे दूर जावे तसतसा विद्युत दाब कमी होत असे (याला लाईन लॉस अशी अभियांत्रिकी संज्ञा आहे). कारण विद्युत वाहक तारांकडून होणारा विद्युत विरोध. (ज्याला रेझीस्टंस अशी अभियांत्रिकी संज्ञा आहे). या मुळे विद्युत प्रकल्पापासून जास्तीत जास्त २ किमी पर्यंत च्या सीमेतील ग्राहकांनाच ठराविक दाबाने पुरवठा करता येई. यावर एक उपाय म्हणजे अतिउच्च दाबानेच विद्युत पुरवठा करणे. पण मग कमी दाबावर चालणारी उपकरणे कशी चालवणार? दुसरा उपाय म्हणजे प्रत्येक २ किमी वर पॉवर स्टेशन उभारणे आणि त्या त्या परिघातील ग्राहकांना पुरवठा करणे. मात्र हा उपाय महागडा आणि अव्यावहारिक होता.
AC तंत्रज्ञानची मोठी अडचण अशी होती की तत्पर्यंत AC प्रवाहावर चालणारी मोटर निर्मित झाली नव्हती. त्यामुळे AC विद्युत उर्जेचे यांत्रिक उर्जेत रुपांतर करणे शक्य होत नव्हते. निकोला टेस्ला या सर्बियन अभियंत्याने सर्व प्रथम AC प्रवाहावर चालणारी विद्यूत मोटर बनवली. नवीन संधीच्या शोधत निकोला टेस्ला हे न्युयोर्क मध्ये आले आणि एडिसन यांच्या कडे संशोधन आणि काम करू लागले. एडिसन यांच्या एका डायानामोतील तांत्रिक अडचण त्यांनी दुरुस्त केली. एडिसन यांनी या कामासाठी त्यांना ५०००० डॉलर कबुल केले होते असा निकोला टेस्ला यांचा दावा होता. त्यावरून एडिसन आणि टेस्ला यांच्यात वितुष्ट आले. मग १८८६ ते १८८७ टेस्ला हे बिगारी म्हणून काम करत होते. आज न उद्या आपल्या AC मोटर च्या शोधाला वाव मिळेल या आशेवर जगत होते. त्यांचे नशीब फळफळले ते ए के ब्राऊन यांनी जेव्हा टेस्ला यांच्या शोधाचे महत्व जाणले तेव्हा. त्यांनी टेस्ला इलेक्ट्रिक कंपनी स्थापन केली. उद्देश हाच की टेस्ला यांच्या शोधाचा व्यापारी वापर करणे. जॉर्ज वेस्टिंगहाउस हेही नंतर त्यांना सामील झाले. आता एका बाजूला एडिसन यांची DC प्रणाली विरुद्ध टेस्ला, जॉर्ज वेस्टिंगहाउस यांची AC प्रणाली असा संघर्ष सुरु झाला . हा संघर्ष "वॉर ऑफ करंटस" म्हणून प्रसिद्ध आहे.
वाफेच्या इंजिनाने निर्माण झालेली यांत्रिक उर्जा जनित्रा द्वारे विद्युत उर्जेत परिवर्तित केली जात असे आणि विद्युत वाहक तारांद्वारे ग्राहकां पर्यंत पोचवली जात असे . ही सर्व विद्युत उर्जा डायरेक्ट करंट ( DC )प्रकारची असे .ग्राहकांनी किती उर्जा वापरली हे समजण्यासाठी एडिसन यांनी मीटर बनवले होते . ते मीटर पण अर्थातच डीसी प्रवाहावर काम करत असे . AC तंत्रज्ञान अजून बाल्यावस्थेत होते.
थोडे विषयांतर करून DC आणि AC म्हणजे काय ते पाहू :-
विद्युत प्रवाह म्हणजे अणूतील मुक्त इलेक्ट्रोन चा प्रवाह. आपल्या घरातील साधी विजेरीत आपण सेल टाकतो. जेव्हा या सेल च्या दोन्ही टोकांना बल्ब जोडला तर सेल च्या ऋण भाराकडून मुक्त इलेक्ट्रोन बल्ब मधून प्रवास करत सेल च्या धन भारा कडे प्रवाहित होतो. बल्ब मध्ये विद्युत उर्जेचे बहुतांशी प्रकाश उर्जेत आणि काही अंशी उष्णतेत रुपांतर होते आणि आपल्याला उजेड दिसतो.(प्रत्यक्ष चिन्हांकित आकृतीत विद्युत प्रवाह सामान्यतः धन भाराकडून ऋण भाराकडे असा दाखवला जातो, पण तो विषय आता नको).
मुळ मुद्धा काय तर हा प्रवाह एकदिशी असतो. म्हणजे सेल च्या ऋण टोकापासून ते बल्ब मधून धन भार असलेल्या टोकाकडे असा. या एकदिशी प्रवाहास डि सी प्रवाह म्हणून ओळखले जाते. आता समजा, बल्ब ला जोडलेला सेल आपण एका ठराविक गतीने एकदा उलट एकदा सुलट असा बल्ब ला जोडू लागलो तर विद्यूत प्रवाह बल्ब मधून उलट सुलट वाहू लागेल. हाच तो अल्टर नेटिंग ( AC ) प्रकारचा विद्युत प्रवाह. त्याही पुढे जाऊन समजा आपली सेल उलट सुलट करण्याची गती आपण ५० वेळा प्रती सेकंद केली तर त्या प्रवाहाची वारंवारिता ५० हर्ट्झ आहे असे म्हणतात. याच प्रमाणे प्रवाहाची तीव्रता (व्होल्टेज ) पण बदलती ठेवली जाते.(हा खरतर अभियांत्रिकीचा विषय आहे).
तर एडिसन यांचे दिवे १०० व्होल्ट ते ११० व्होल्ट या विद्युतदाब सीमेत काम करण्यासाठी बनवले गेले होते. विद्युत प्रकल्पातून ग्राहकान पर्यंत वीज पोहोचवण्यात एक मोठी अडचण होती. प्रकल्पापासून जस जसे दूर जावे तसतसा विद्युत दाब कमी होत असे (याला लाईन लॉस अशी अभियांत्रिकी संज्ञा आहे). कारण विद्युत वाहक तारांकडून होणारा विद्युत विरोध. (ज्याला रेझीस्टंस अशी अभियांत्रिकी संज्ञा आहे). या मुळे विद्युत प्रकल्पापासून जास्तीत जास्त २ किमी पर्यंत च्या सीमेतील ग्राहकांनाच ठराविक दाबाने पुरवठा करता येई. यावर एक उपाय म्हणजे अतिउच्च दाबानेच विद्युत पुरवठा करणे. पण मग कमी दाबावर चालणारी उपकरणे कशी चालवणार? दुसरा उपाय म्हणजे प्रत्येक २ किमी वर पॉवर स्टेशन उभारणे आणि त्या त्या परिघातील ग्राहकांना पुरवठा करणे. मात्र हा उपाय महागडा आणि अव्यावहारिक होता.
AC तंत्रज्ञानची मोठी अडचण अशी होती की तत्पर्यंत AC प्रवाहावर चालणारी मोटर निर्मित झाली नव्हती. त्यामुळे AC विद्युत उर्जेचे यांत्रिक उर्जेत रुपांतर करणे शक्य होत नव्हते. निकोला टेस्ला या सर्बियन अभियंत्याने सर्व प्रथम AC प्रवाहावर चालणारी विद्यूत मोटर बनवली. नवीन संधीच्या शोधत निकोला टेस्ला हे न्युयोर्क मध्ये आले आणि एडिसन यांच्या कडे संशोधन आणि काम करू लागले. एडिसन यांच्या एका डायानामोतील तांत्रिक अडचण त्यांनी दुरुस्त केली. एडिसन यांनी या कामासाठी त्यांना ५०००० डॉलर कबुल केले होते असा निकोला टेस्ला यांचा दावा होता. त्यावरून एडिसन आणि टेस्ला यांच्यात वितुष्ट आले. मग १८८६ ते १८८७ टेस्ला हे बिगारी म्हणून काम करत होते. आज न उद्या आपल्या AC मोटर च्या शोधाला वाव मिळेल या आशेवर जगत होते. त्यांचे नशीब फळफळले ते ए के ब्राऊन यांनी जेव्हा टेस्ला यांच्या शोधाचे महत्व जाणले तेव्हा. त्यांनी टेस्ला इलेक्ट्रिक कंपनी स्थापन केली. उद्देश हाच की टेस्ला यांच्या शोधाचा व्यापारी वापर करणे. जॉर्ज वेस्टिंगहाउस हेही नंतर त्यांना सामील झाले. आता एका बाजूला एडिसन यांची DC प्रणाली विरुद्ध टेस्ला, जॉर्ज वेस्टिंगहाउस यांची AC प्रणाली असा संघर्ष सुरु झाला . हा संघर्ष "वॉर ऑफ करंटस" म्हणून प्रसिद्ध आहे.
एडिसन यांनी तोपर्यंत DC प्रणालीवर बरीच गुंतवणूक केली होती आणि आता ती वाया जाऊ देणे त्यांना परवडणारे नव्हते. त्यांनी AC प्रणाली विरुद्ध नकारात्मक प्रचार मोहीम उघडली. AC हा DC पेक्षा कसा घातक आहे याचा त्यांनी अपप्रचार सुरु केला. त्यासाठी त्यांनी सार्वजनिक प्रयोग करून हत्ती आदी प्राण्यांना AC चे शॉक देऊन मारण्याचे प्रयोग दाखवले.
मात्र AC प्रवाहाचा दाब रोहित्र (**रोहित्र म्हणजे सोप्या मराठीत ट्रान्सफोर्मर) वापरून सहज कमी जास्त करता येतो. त्यामुळे अति उच्च दाबाने AC वीज पुरवठा करून तो ग्राहकाकडे रोहित्र वापरून प्रामाणित दबापर्यंत कमी करून पोहोचवता येतो. त्यामुळे विद्युत प्रकल्पापासून जास्त दूरवर वीज पोहोचवता येणे शक्य झाले. तेही प्रत्येक २ किमी वर पॉवर स्थानक न उभारता !! यात खूपच पैसे वाचणार होते .
१८९३ मधील शिकागो वर्ल्ड फेयर ही या संघर्षाची अंतिम रणभूमी ठरणार होती. शहराला वीज पुरवठा करण्यासाठी प्रकल्प उभारणीसाठी निविदा काढल्या जाणार होत्या. एडिसन यांच्या जनरल इलेक्ट्रिक कंपनीने DC योजनेद्वारे पुरावठा करण्यासाठी $554,000 ची निविदा सदर केली. तर जॉर्ज वेस्टिंगहाउस यांच्या कंपनीने AC पद्धत वापरून वीज प्रकल्प उभारणी साठी $399,000 ची निविदा सदर केली. अर्थातच जॉर्ज वेस्टिंगहाउस यांची निविदा स्वीकारली गेली. त्याच वर्षी नायगारा धबधब्या वर विद्युत निर्मिती करण्याचे कंत्राट जॉर्ज वेस्टिंगहाउस यांना मिळाले. अर्थातच त्यासाठी टेस्ला यांच्या AC मोटर पद्धतीचा वापर होणार होता.
१६ नोवेंबर १८९६ ला बुफेलो हे शहर नायगारा प्रकल्पातील AC प्रवाहावर चालणार्या दिव्यांनी उजळून निघाले. आणि तिकडे एडिसन यांच्या जनरल इलेक्ट्रिक कंपनीनेही AC प्रकारच्या प्रकल्पात उतरण्याचा निर्णय घेतला !!!!!
१६ नोवेंबर १८९६ ला बुफेलो हे शहर नायगारा प्रकल्पातील AC प्रवाहावर चालणार्या दिव्यांनी उजळून निघाले. आणि तिकडे एडिसन यांच्या जनरल इलेक्ट्रिक कंपनीनेही AC प्रकारच्या प्रकल्पात उतरण्याचा निर्णय घेतला !!!!!
***** मानवी शरीर हे AC प्रवाहाला DC प्रवाहापेक्षा कमी विरोध करते . त्यामुळे जर ठराविक दाबामुळे AC प्रवाह जर मानवी शरीरातून प्रवाहित झाला मानवास जास्त हानी पोहोचते .
पहा - https://www.youtube.com/watch?v=snk3C4m44SY&feature=share.
पहा - https://www.youtube.com/watch?v=snk3C4m44SY&feature=share.
टीप - वरील माहितीची मुख्य गंगोत्री संगणक महाजाल आहे . माहिती अचूक ठेवण्याचा सर्व प्रयत्न केला आहे . पण तरीही दुरुस्त्याचे स्वागतच होईल . वेगवेगळी माहिती मराठीतून वाचकांपर्यंत पोहोचावी हाच या खटाटोपाचा उद्देश आहे.
सुचना :- ह्या पोस्टमधील शब्दांकन (कौस्तुभ पोंक्षे ©) कॉपीराईट आहे.
सुचना :- ह्या पोस्टमधील शब्दांकन (कौस्तुभ पोंक्षे ©) कॉपीराईट आहे.
छान माहितीपुर्ण लेख आहे - अमित जोग ,कल्याण
ReplyDelete