ಇನ್ನೊಂದು ತೊಡಕಿನತ್ತ ಟೆಸ್ಲಾ ನೋಟ

– ಗಿರೀಶ ವೆಂಕಟಸುಬ್ಬರಾವ್.

ಕಳೆದ ಓದಿನಲ್ಲಿ ನಾವು ಇರ‍್ಪಿನ ಮಾರೆಸಕದಿಂದ (Chemical Reaction) ನಡೆಯುವ ಬ್ಯಾಟರಿಗಳನ್ನು ಮಯ್ಕಲ್ ಪ್ಯಾರಡೆ 1831ರಲ್ಲಿ ಸೂಜಿಗಲ್ಲು ಬಳಸಿ ಮಿಂಚುಹುಟ್ಟಿಸಿದ್ದನ್ನು ಅರಿತೆವು. ಅದರ ಕಟ್ಟಲೆಯಿಂದ ಬಳಕೆಗೆ ಬಂದ ಅಂದಿನ ಮಿಂಚುಟ್ಟುಕಗಳ ಏರ‍್ಪಾಟನ್ನು ಕುರಿತು ಓದಿದ್ದನ್ನು ಕೊಂಚ ನೆನೆಯೋಣ:

• ಆ ಏರ‍್ಪಾಟಿನಲ್ಲಿ ಜಾರುಬಳೆ (Slip Ring) SL-A ಎಂದಿಗೂ ಉಜ್ಜುಕ(Brush) A ಜೊತೆಯಾಗಿ ಮತ್ತು ಜಾರುಬಳೆ SL-B ಎಂದಿಗೂ ಉಜ್ಜುಕ(Brush) B ಜೊತೆಗೇ ತಾಗಿರುತ್ತಿತ್ತು (Contact). ಹೀಗಿದ್ದಾಗ ತಿರುಗುಣಿಯ (Shaft) ಮೊದಲ ಅರೆ-ಸುತ್ತಿನಲ್ಲಿ, ಕಿಸುವೊನ್ನಿನ ಸುರುಳಿಯ (Copper Coil) A ಬದಿಯಲ್ಲಿ ಮಿಂಚುಹುಟ್ಟಿ ಉಜ್ಜುಕ A ಅದನ್ನು ಹಿಡಿದು ದೀಪ ಬೆಳಗಿಸಿ ಉಜ್ಜುಕ B ಯತ್ತ ಕಳುಹಿಸುತ್ತಿತ್ತು.

• ಮುಂದಿನ ಅರೆ-ಸುತ್ತಿನ ನಂತರ ಕಿಸುವೊನ್ನಿನ ಸುರುಳಿಯ B ಬದಿಯಲ್ಲಿ ಮಿಂಚುಹುಟ್ಟಿ, ಉಜ್ಜುಕ B ಅದನ್ನು ಹಿಡಿದು, ದೀಪ ಬೆಳಗಿಸಿ ಉಜ್ಜುಕ A ಅತ್ತ ಕಳುಹಿಸುತ್ತಿತ್ತು,

• ಉಜ್ಜುಕ A – ಜಾರುಬಳೆ A ಅನ್ನು ಮತ್ತು ಉಜ್ಜುಕ B – ಜಾರುಬಳೆ B ಅನ್ನೇ ತಾಗಿಕೊಂಡೇ ಇರುವುದರಿಂದ ಅವು ಹಿಡಿಯುತ್ತಿದ್ದ ಮಿಂಚಿನ ಜಾಗಗಳು ತಿರುಗುಣಿಯ ಒಂದೊಂದು ಅರೆ-ಸುತ್ತಿನಲ್ಲೂ ಬದಲಾಗದೆಯೆ ಇರುತ್ತಿತ್ತು. ಆದ್ದರಿಂದ ಇಲ್ಲಿ ಹಿಡಿವ ಮಿಂಚು ದಿಕ್ಕು ಬದಲಿಸುತ್ತಾ ಏರಿಳಿವ ಮಿಂಚಾಗಿರುತ್ತಿತ್ತು (Alternating Current). ಕೆಳಗಿನ ತಿಟ್ಟ ನೋಡಿ.

ಇದನ್ನು ಬಗೆಹರಿಸಲು 1832 ರಲ್ಲಿ ಚಳಕರಿಮೆಗಾರ ಹಿಪ್ಪೋಲೈಟ್ ಪಿಕ್ಸಿ ಕೊಟ್ಟ ಉಪಾಯವೆಂದರೆ ಸಾಗುಕ (Commutator) ಬಳಸುವುದು. ಅದೇನೆಂದು ನೋಡೋಣ:

• ತಿರುಗುಣಿ ಮೊದಲ ಅರೆಸುತ್ತು ತಿರುಗುತ್ತಿದಂತೆ, ಉಜ್ಜುಕ A ತಾಗುವಿಕೆಯನ್ನು ಜಾರುಬಳೆ B ಗೂ ಮತ್ತು ಉಜ್ಜುಕ B ತಾಗುವಿಕೆಯನ್ನು ಜಾರುಬಳೆ A ಗೂ (ಮಿಂಚು ಹುಟ್ಟುವ ಜಾಗವನ್ನೇ) ಬದಲಿಸಿ ಮಿಂಚನ್ನು ಹಿಡಿಯುವುದು. ಹೀಗೆ ಮಾಡಿದಾಗ, ಮೊದಲ ಅರೆಸುತ್ತಿನ ನಂತರ ಜಾರುಬಳೆ B ನಲ್ಲಿ ಹುಟ್ಟುವ ಮಿಂಚನ್ನು ಉಜ್ಜುಕ A ಮರುಹಿಡಿದು, ದೀಪ ಬೆಳಗಿಸಿ ಅದನ್ನು ಉಜ್ಜುಕ B ನತ್ತಲೇ ಸಾಗಿಸಿ, ಮಿಂಚು ಎಂದಿಗೂ ಒಮ್ಮುಗವಾಗಿ ಹರಿದು ನೇರಮಿಂಚಾಗುತ್ತಿತ್ತು (Direct Current). ಕೆಳಗಿನ ತಿಟ್ಟವನ್ನು ನೋಡಿ.

ಸಾಗುಕಗಳನ್ನು ಬಳಸಿ ಬಳಕೆಗೆ ಬಂದ ಮಿಂಚುಟ್ಟುಕಗಳು ಹೇಗೆ ಕೆಲಸ ಮಾಡುತ್ತಿದ್ದವೆಂದು ಈಗ ನೋಡೋಣ:

• ಇಲ್ಲಿಯೂ ಸೂಜಿಗಲ್ಲುಗಳ ಸೆಳೆಬಯಲಿನ ನಡುವೆ ತಿರುಗುಣಿಯು ಸರಾಗವಾಗಿ ತಿರುಗುವಂತೆ ಕೂಡಿಸಲಾಗುತ್ತಿತ್ತು. ಆ ತಿರುಗುಣಿಯ ಹೊರ ಅಂಚಿಗೆ ಜಾರುಬಳೆಗಳ ಬದಲು ಸಾಗುಕವನ್ನು ಕೂಡಿಸಲಾಗುತ್ತಿತ್ತು. ಸಾಗುಕವೆಂದರೆ ಎರಡಾಗಿ ಸೀಳಿದ ಒಂದು ತಿರುಗುಣಿ (shaft). ಆ ಸೀಳಿನ ನಡುವೆ ಮಿನ್ತಡೆಯ (Insulator) ಪದರವಿದ್ದು ಸೀಳುಗಳನ್ನು ಬೇರೆಯಾಗಿಸುತ್ತಿತ್ತು.

• ತಿರುಗುಣಿಯ ಮೇಲೆ ಸುತ್ತಿದ ಕಿಸುವೊನ್ನಿನ ಸುರುಳಿಯ ಒಂದು ಕೊನೆಯನ್ನು ಸಾಗುಕದ ಮೊದಲ ಸೀಳಿಗೂ, ಸುರುಳಿಯ ಇನ್ನೊಂದು ಕೊನೆಯನ್ನು ಸಾಗುಕದ ಎರಡನೆಯ ಸೀಳಿಗೂ ಬೆಸಯಲಾಗುತ್ತಿತ್ತು. ತಿಟ್ಟವನ್ನು ಗಮನಿಸಿದರೆ: ಸುರುಳಿಯ ಕೆಂಬದಿಯನ್ನು ಸೀಳು Aಗೂ, ಸುರುಳಿಯ ನೀಲಿಬದಿಯು ಸೀಳು B ಗೂ ಬೆಸೆದಿದೆ.

• ತಿರುಗುಣಿಯನ್ನು ಚೂಟಿಬಲದಿಂದ (Mechanical Force) ತಿರುವುತ್ತಿದ್ದರೆ, ಸೆಳೆಬಯಲಗೆರೆಗಳು ಕಿಸುವೊನ್ನಿನ ಸುರುಳಿ ಬದಿಗಳಿಂದ ಕತ್ತರಿಸಿ, ಸುರುಳಿಯಲ್ಲಿ ಮಿಂಚುಹುಟ್ಟುತ್ತಿತ್ತು. ಹೀಗೆ ಹುಟ್ಟುವ ಮಿಂಚನ್ನು ಸಾಗುಕದ ಸೀಳುಗಳಿಗೆ ತಾಗಿರುತ್ತಿದ್ದ ಕರಿಉಜ್ಜುಕ(Carbon Brushes) CH-A, CH-B ಹಿಡಿದು ಹೊರಗೆ ಹರಿಯುವಂತೆ ಮಾಡಿ ದೀಪದ ಬುರುಡೆಯನ್ನು ಬೆಳಗಿಸಲಾಗುತ್ತಿತ್ತು.

• ಇಲ್ಲಿ ಹುಟ್ಟುವ ಮಿಂಚು ಹೇಗೆ ನೇರ ಮಿಂಚಾಗುತ್ತದೆ ಎಂಬುದನ್ನೂ ಹಾಗು ಹುಟ್ಟುವ ಮಿಂಚಿನ ದಿಕ್ಕನ್ನೂ ಪ್ಲೆಮಿಂಗರ ಬಲಗಯ್ (ಮಿಂಚುಟ್ಟುಕ) ಕಟ್ಟಲೆ (Fleming’s Right Hand – Dynamo Rule) ಬಳಸಿ ತಿರುಗುಣಿಯ ಒಂದು ಸುತ್ತಿನಿಂದ ಅರಿಯೋಣ. ಕೆಳಗಿನ ತಿಟ್ಟವನ್ನು ಗಮನಿಸಿ, ಇಲ್ಲಿ ಸುರುಳಿಯ ಕೆಂಬದಿಯಲ್ಲಿ ಹುಟ್ಟುವ ಮಿಂಚು ಪ್ಲೆಮಿಂಗರ ಬಲಗಯ್ (ಮಿಂಚುಟ್ಟುಕ) ಕಟ್ಟಲೆಯಂತೆ, ಉಜ್ಜುಕ CH-A ನಿಂದ ಹೊರಗಿಳಿದು ದೀಪದ ಬುರುಡೆಯನ್ನು ಬೆಳಗಿಸಿ, ಉಜ್ಜುಕ CH – B ನತ್ತ ಸಾಗಿ, ಸುರುಳಿಯ ನೀಲಿಬದಿಯಲ್ಲಿ ಹರಿದು ತನ್ನ ಹರಿವನ್ನು ಮುಗಿಸುವುದು. ಹೀಗಾದಾಗ ನೇರಮಿಂಚಿನ ಮೊದಲ ಸುತ್ತು (First Half Cycle of DC) ಉಂಟಾಗುತ್ತದೆ.

• ತಿರುಗುಣಿ ಅದೇ ದಿಕ್ಕಿನಲ್ಲಿ ಇನ್ನೂ ಅರೆಸುತ್ತು ಹಾಕಿದಾಗ ಸಾಗುಕವೂ ತಿರುಗಿ, ಸಾಗುಕದ ಸೀಳು A (ಕೆಂಬದಿ) ಉಜ್ಜುಕ CH-A ಅನ್ನು ಬಿಟ್ಟು ಉಜ್ಜುಕ CH-B ಅನ್ನು ತಾಗುವಂತೆ ಬದಲಾಗುತ್ತಿತ್ತು. ಹಾಗೆಯೇ ಸಾಗುಕದ ಇನ್ನೊಂದು ಸೀಳು B (ನೀಲಿಬದಿ) ಉಜ್ಜುಕ CH-B ಅನ್ನು ಬಿಟ್ಟು ಉಜ್ಜುಕ CH-A ಅನ್ನು ತಾಗುವಂತೆ ಕದಲುತ್ತಿತ್ತು.

• ಹೀಗಿದ್ದಾಗ ನಾವು ಮತ್ತೆ ಪ್ಲೆಮಿಂಗರ ಬಲಗಯ್ (ಮಿಂಚುಟ್ಟುಕ) ಕಟ್ಟಲೆಯಿಂದ ಬಳಸಿದರೆ, ಸುರುಳಿಯ ನೀಲಿಬದಿಯಿಲ್ಲಿ ಹುಟ್ಟುವ ಮಿಂಚು CH-A ನಲ್ಲೇ ಇಳಿದು, ದೀಪದ ಬುರುಡೆಯನ್ನು ಬೆಳಗಿಸಿ ಮತ್ತೆ CH- B ಅತ್ತ ಸಾಗಿ, ಸುರುಳಿಯ ಕೆಂಬದಿಯಲ್ಲಿ ಹರಿದು ತನ್ನ ಹರಿವನ್ನು ಮುಗಿಸುವುದು ಕಾಣುವುದು. ಆಗಲೆ ನೇರಮಿಂಚಿನ ಎರಡನೆಯ ಸುತ್ತು (Second Half Cycle of DC) ಉಂಟಾಗುವುದು.

• ಇಲ್ಲಿ ಗಮನಿಸಬೇಕಾದ್ದು: ಸಾಗುಕದ ಸೀಳುಗಳೂ ತಿರುಗುತ್ತಿದ್ದರಿಂದ ಅದು ಎಂದಿಗೂ, ಸುರುಳಿಯಲ್ಲಿ ಹುಟ್ಟುವ ಮಿಂಚಿನ ಬದಿಯನ್ನೇ ಹಿಡಿಯುತ್ತಾ ಮಿನ್ಸುತ್ತಿನಲ್ಲಿ (Circuit) ಮಿಂಚನ್ನು ಉಜ್ಜುಕ CH-A ಇಂದ CH- B ಅತ್ತಲೇ ಒಮ್ಮುಗವಾಗಿ ಹರಿಯುತ್ತಾ ನೇರಮಿಂಚನ್ನು ನೀಡುತ್ತಿತ್ತು (Direct Current).

• ಈ ನೇರಮಿಂಚಲ್ಲೂ ಇರುವ ಏರಿಳಿತವನ್ನು ಕಡಿಮೆಮಾಡಲು, ಸಾಗುಕದಲ್ಲಿರುವ ಸೀಳುಗಳನ್ನು ಎರಡಕ್ಕಿಂತ ಹೆಚ್ಚಿಸುತ್ತಿದ್ದರು. ಎರಡಕ್ಕೂ ಹೆಚ್ಚಿರುವ ಸೀಳುಗಳಿದ್ದಾಗ, ಅದರ ಅರ್‍ದದಶ್ಟು ಸುರುಳಿಗಳನ್ನು ತಿರುಗುಣಿಯ ಮೇಲೆಸುತ್ತಿ, ಅವುಗಳ ಕೊನೆಗಳನ್ನು ಒಂದೊಂದು ಸೀಳುಗಳ ಜೊತೆ ಬೆಸೆಯಲಾಗುತ್ತಿತ್ತು (ಕೆಳಗಿನ ತಿಟ್ಟವನ್ನು ನೋಡಿ, ಮಾದರಿಗೆ ಮೂರು ಸುರುಳಿಯನ್ನು ತೋರಿಸಲಾಗಿದೆ).

• ಇಂತಹ ಏರ‍್ಪಾಟಿನಲ್ಲಿ ತಿರುಗುಣಿಯು ಸೆಳೆಬಯಲಿನಲ್ಲಿ ಸುತ್ತುತ್ತಿದ್ದ ಸಮಯದಲ್ಲಿ, ಬೇರೆ ಬೇರೆ ಸುರುಳಿಯಲ್ಲಿ ಮೂಡುತ್ತಿದ್ದ ಮಿಂಚಿನ ಮಟ್ಟವು ಬೇರೆ ಬೇರೆಯಾಗಿರುತ್ತಿತ್ತು. ಆಗ ಆ ಸುರುಳಿಯನ್ನು ಬೆಸೆದ ಸೀಳುಗಳು ಉಜ್ಜುಕಕ್ಕೆ ತಾಗಿ, ಎರಡು ಉಜ್ಜುಕಗಳು ಹಿಡಿಯುತ್ತಿದ್ದ ಮಿಂಚು ಸುರುಳಿಗಳಲ್ಲಿ ಹುಟ್ಟಿದ ಮಿಂಚಿನ ಮೊತ್ತವಾಗಿ ದೊರಕಿದಾಗ ಏರಿಳಿತವೂ ಕಡಿಮೆಯಾದ ನೇರಮಿಂಚಾಗಿರುತ್ತಿತ್ತು. ಕೆಳಗಿನ ತಿಟ್ಟವನ್ನು ನೋಡಿ. ಮಾದರಿಗೆ ಮೂರು ಸುರುಳಿಯಲ್ಲಿ ಹುಟ್ಟಿದ ಮಿಂಚನ್ನು ತೋರಿಸಲಾಗಿದೆ.

• ಇಂತಹ ಸಾಗುಕವನ್ನೇ ಮಿನ್ತಿರುಗುಕದಲ್ಲೂ (Electric Motor) ಬಳಸಿ, ಅದಕ್ಕೆ ನೇರಮಿಂಚನ್ನು ಉಣಿಸಿದಾಗ ಅವುಗಳಿಗೆ ಒಮ್ಮೊಗದ ನೂಕೊತ್ತರ (Steady Torque) ಸರಿಯಾಗಿ ಸಿಕ್ಕಿ ತಿರುಗಕವೂ ಸರಿಯಾಗಿ ಕೆಲಸ ಮಾಡುತ್ತಿತ್ತು. ಏರಿಳಿವ ಮಿಂಚಿನಲ್ಲಿದ್ದ ಎಲ್ಲಾ ತೊಡಕುಗಳೂ ಹೀಗೆ ಬಗೆಹರಿದಿತ್ತು…ಹಾಗಂತ ಅಂದುಕೊಂಡರು ಎಲ್ಲರೂ!… ಆದರೆ ಟೆಸ್ಲಾ ಅವರ ಯೋಚನೆಯೇ ಬೇರೆಯಾಗಿತ್ತು.

ಸಾಗುಕಗಳ ಚಳಕವನ್ನು ಮಾಡುಕಲಿಕೆಯ (Practical) ದಿನ ಕಲಿಕೆಗೆಂದು ಹಲಚಳಕದ ಕಲಿಮನೆಯಲ್ಲಿ (Polytechnic) ಮೇಲಿನ ಬಗೆಯಲ್ಲಿ ಹೇಳುತ್ತಾ ಕಲಿಯುವವರಿಗೆ ತೋರಿಸುತ್ತಿದ್ದಾಗ. ಏರಿಳಿಕೆಯ ಮಿಂಚನ್ನು ನೇರ ಮಿಂಚಾಗಿಸಲು ಬಳಸಲಾಗಿದ್ದ ಈ ಚಳಕದಲ್ಲಿ ಇದ್ದ ತೊಡಕು ಟೆಸ್ಲಾರಿಗೆ ಹೇಗೆ ಕಂಡಿತೆಂದು ಮತ್ತು ಅದನ್ನು ಬಿಡಿಸಲು ಹೊಳೆದ ಉಪಾಯವೇನೆಂಬುದನ್ನೂ ಮುಂದಿನ ಓದಿನಲ್ಲಿ ನೋಡೋಣ.