ಕಿಡಿಗಾರುವ ಸಾಗುಕವೇಕೆ? ಎಂದಿದ್ದ ಟೆಸ್ಲಾ

ಗಿರೀಶ ವೆಂಕಟಸುಬ್ಬರಾವ್.

ಕಳೆದ ಓದಿನಲ್ಲಿ ನಾವು ಸಾಗುಕಗಳನ್ನು (Commutator) ಬಳಸಿ ಏರಿಳಿಯುವ ಮಿಂಚನ್ನು ನೇರಮಿಂಚಾಗಿಸುವ ಚಳಕವನ್ನು ಅರಿತೆವು. ಇದೇ ಸಾಗುಕಗಳನ್ನು ಮಿನ್ತಿರುಕದಲ್ಲಿ (Electric Motor) ಬಳಸಿದಾಗ ಕಂಡ ತೊಂದರೆಯೇನು ಎಂದು ಅರಿಯೋಣ.

1831ರಲ್ಲಿ, ಬ್ರಿಟಿಶ್ ಇರ‍್ಪರಿಮೆಗಾರ ಹಾಗೂ ಪುರುಳರಿಮೆಗಾರ ಮಯ್ಕೆಲ್ ಪ್ಯಾರಡೆಯವರ ನೀಡಿದ ಮಿಂಚಿನ ಸೆಳೆಬಯಲ ಕಾಣ್ವೆ (Electromagnetic Induction) ಬಳಸಿ, ಮಿಂಚುಟ್ಟುಕಗಳನ್ನು(Generator) ಕಟ್ಟಿ ಬೇಕೆನಿಸುವಶ್ಟು ಮಿಂಚನ್ನು ಹುಟ್ಟಿಸುವ ಬಗೆಯನ್ನು ಅರಿತ ಬಳಿಕ, ಅಂದಿನ ಕಂಡುಹಿಡಿಗಾರರು ಯೋಚಿಸಿದ್ದು ಆ ಮಿಂಚಿನಿಂದ ನಮಗೆ ಬೇಕೆಂದಾಗ, ಬೇಕಶ್ಟು ಹೊತ್ತು ದಣಿಯದೆ ದುಡಿಯುವಂತೆ ಮಾಡುವ ಬಗೆ, ಅದರಿಂದ ಸಿಕ್ಕಿದ್ದೇ ಮಿನ್ತಿರುಕಗಳು!

• ಮಿನ್ತಿರುಕಗಳ ಅಡಿಕಟ್ಟಲೆಯೆಂದರೆ(Principle): ಮಿಂಚಿನ ಕದಲಿಕೆಯ ಪರಿಣಾಮ (Mechanical Effects of Electric Current). ಸೆಳೆಬಯಲ (Magnetic Field) ನಡುವೆ ಇಟ್ಟ ಒಂದು ಸರಿಗೆಯಲ್ಲಿ(Wire) ಮಿಂಚುಹರಿದಾಗ, ಆ ಮಿಂಚು ಸರಿಗೆಯ ಸುತ್ತ ಇನ್ನೊಂದು ಸೆಳೆಬಯಲನ್ನು ಹುಟ್ಟಿಸುತ್ತದೆ. ಎರಡೂ ಸೆಳೆಬಯಲುಗಳು ಒಂದನ್ನೊಂದು ಎದುರಿಸಿದಾಗ, ಆ ಸರಿಗೆಯ ಮೇಲೆ ಕದಲೊತ್ತರ (Mechanical Force) ಮೂಡಿ ಸರಿಗೆಯು ಕದಲುವುದು.

• ಇದನ್ನು ನಿಲ್ಮೆಮಿಂಚಿನ (Static Electricity) ಅರಿವು ಮೂಡಿದ, 1740ರಲ್ಲೇ ಕಂಡುಹಿಡಿದವರು ಸ್ಕಾಟ್‍ಲೆಂಡಿನ ಪಾದರಿ ಹಾಗೂ ಕಂಡುಹಿಡಿಗ ಆಂಡ್ರೂ ಗೋರ‍್ಡನ್. ಅದನ್ನು ಇನ್ನಶ್ಟು ಅರಿತು ಕಟ್ಟಲೆಯರೂಪದಲ್ಲಿ 1820ರಲ್ಲಿ ಮೊದಲು ಕೊಟ್ಟಿದ್ದು ಪ್ರೆಂಚ್ ಪುರುಳರಿಮೆಗಾರ ಹಾಗೂ ಎಣಿಕೆಯರಿಮೆಗಾರ ಆಂಡ್ರೇ ಮಾರೀ ಆಂಪಿಯರ್.

• ಸಾಗುಕಗಳನ್ನು ಬಳಸಿ 1832ರಲ್ಲಿ ಮೊದಲ ಮಿನ್ತಿರುಕವನ್ನು ಕಟ್ಟಿದವರು ಬ್ರಿಟಿಶ್ ಪುರುಳರಿಮೆಗಾರ ಹಾಗು ಕಂಡುಹಿಡಿಗ ವಿಲಿಯಮ್ ಸ್ಟುರ‍್ ಜಿಯಾನ್

ಸಾಗುಕಗಳನ್ನು ಬಳಸಿ ಬಳಕೆಗೆ ಬಂದ ಮಿನ್ತಿರುಕಗಳು ಹೇಗೆ ಕೆಲಸ ಮಾಡುತ್ತಿದ್ದವೆಂದು ಮೊದಲು ನೋಡೋಣ:

• ಹಿಂದಿನ ಬರಹದಲ್ಲಿ ಮಿಂಚುಟ್ಟುಕಗಳೊಳಗೆ ಸಾಗುಕವನ್ನು ಬಳಸಿ, ತಿರುಗುಣಿಯ ಮೇಲೆ ಸುತ್ತಿದ್ದ ಕಿಸುವೊನ್ನಿನ ಸುರುಳಿಯಲ್ಲಿ ಹುಟ್ಟುತ್ತಿದ್ದ ಮಿಂಚನ್ನು ಒಂದೇ ದಿಕ್ಕಿನಲ್ಲಿ ಹಿಡಿದು ನೇರಮಿಂಚಾಗಿಸಿದ ಬಗೆ ಅರಿತಿದ್ದೆವು. ಅದೇ ಸಾಗುಕವನ್ನು ಮಿನ್ತಿರುಕದ ತಿರುಗುಣಿಗೂ ಸಿಕ್ಕಿಸಿ, ತಿರುಗುಣಿಯ ಮೇಲೆಸುತ್ತಿದ್ದ ಕಿಸುವೊನ್ನಿನ ಸುರುಳಿಗೆ ಮಿಂಚನ್ನು ಹೊರಗಿನೊಂದು ನೇರಮಿನ್ನೆಲೆಯಿಂದ(DC Source) ಒಂದೇ ದಿಕ್ಕಿನಲ್ಲಿ ಹರಿಸಲು ಏರ‍್ಪಾಟುಮಾಡಲಾಯಿತು.

• ತಿರುಗಣಿಯ ಮೇಲೆ ಸುತ್ತಿದ್ದ ಸುರುಳಿಯ ಬದಿಗಳು, ಸಾಗುಕದ ಸೀಳಿಗೆ ಬೆಸೆದದ್ದರಿಂದ, ಸಾಗುಕದ ಸೀಳುಗಳು ತಾಗಿರುತ್ತಿದ್ದ ಕರಿಉಜ್ಜುಕಗಳಾದ(Carbon Brushes) CH-A, CH-B ಇಂದ ಮಿಂಚನ್ನು ಹರಿಸಿದಾಗ, ಆ ಸುರುಳಿಯ ಬದಿಗಳಲ್ಲೂ ಸೆಳೆಬಯಲ ಗೆರೆಗಳು ಹುಟ್ಟಿ, ಅದರ ಸೆಳೆಬಯಲಗೆರೆಗಳು, ಬದಿಯಲ್ಲಿದ್ದ ಸೂಜಿಗಲ್ಲಿನ ಸೆಳೆಬಯಲಗೆರೆಗಳೊಂದಿಗೆ ಎದುರಾಗಿ ಕದಲೊತ್ತರ ಮೂಡಿ, ತಿರುಗುಣಿಯು ದೂಡಲ್ಪಡುತ್ತಿತ್ತು.

• ಹೀಗಾಗಿ ಕರಿಉಜ್ಜುಕಗಳಾದ(Carbon Brushes) CH-A, CH-B ಇಂದ ನಿಲ್ಲಿಸದೆ ಮಿಂಚನ್ನು ಹರಿಸುತ್ತಿದ್ದ ಅಶ್ಟು ಹೊತ್ತೂ ತಿರುಗಣಿಯು ಕೂಡಾ ನಿಲ್ಲದಂತೆ ತಿರುಗುತ್ತಲೇ ಇರುತ್ತಿತ್ತು. ತಿರುಗುಣಿಯನ್ನು ಪೆರ‍್ಚೂಟಿಗಳೊಂದಿಗೆ (Machine) ಬೆಸೆದಾಗ, ಆ ಪೆರ‍್ಚೂಟಿಗಳು ನಡೆಯುವ ಕಸುವುದೊರಕುವ ಏರ‍್ಪಾಟು ಮಾಡಬಹುದಾಗಿತ್ತು. ಎತ್ತುಗೆಗೆ: ಮಿಂಚಿನ ಬೀಸಣಿಗೆ (Electric Fan).

• ಮಿನ್ತಿರುಕದೊಳಗಿನ ಕದಲೊತ್ತರದ ದಿಕ್ಕು ಮಿಂಚು ಹರಿಸುವ ದಿಕ್ಕಿನೊಂದಿಗಿರುವ ಹೊಂದಿಕೆಯನ್ನು, ಪ್ಲೆಮಿಂಗರ ಎಡಗಯ್(ಮಿನ್ತಿರುಕ) ಕಟ್ಟಲೆ (Fleming’s Left Hand – Motor Rule) ಬಳಸಿ ಅರಿಯೋಣ. ಕೆಳಗಿನ ತಿಟ್ಟವನ್ನು ಗಮನಿಸಿ, ಇಲ್ಲಿ ಸುರುಳಿ A ಗೆ (ಕೆಂಬದಿಗೆ) ಸಿಕ್ಕಿಸಿರುವ ಸಾಗುಕದ ಕೆಂಪುಸೀಳಿಗೆ ಉಜ್ಜುಕ CH-A ನಿಂದ ಮಿಂಚುಹರಿದಾಗ, ಕೆಂಬದಿಯ ಸುರುಳಿಯಲ್ಲಿ ಹುಟ್ಟುವ ಸೆಳೆಗೆರೆಗಳು ಸೂಜಿಗಲ್ಲ ಸೆಳೆಗೆರೆಗಳನ್ನು ಎದುರಿಸಿ ಕದಲಿ ದೂಡಲ್ಪಡುತ್ತದೆ. ಮಿಂಚು ಪ್ಲೆಮಿಂಗರ ಎಡಗಯ್ (ಮಿನ್ತಿರುಕ) ಕಟ್ಟಲೆಯಂತೆ ನೋಡಿದಾಗ, ತಿರುಗುಣಿಯು ಗಡಿಯಾರದದಿಕ್ಕಿನಲ್ಲಿ ತಿರುಗಿ, ಮೊದಲ ಅರೆಸುತ್ತು ತಿರುಗುತ್ತದೆ.

first round motor

• ಮುಂದಿನ ಅರೆಸುತ್ತಿನಲ್ಲಿ, ತಿರುಗುಣಿಯ ಜತೆ ಸಾಗುಕವೂ ತಿರುಗಿ, ಉಜ್ಜುಕ CH-A ಯು, ಸುರುಳಿ B ಯ ನೀಲಿಬದಿಗೆ ಮಿಂಚನ್ನು ಹರಿಸಿದಾಗ, ನೀಲಿಬದಿಯ ಸುರುಳಿಯಲ್ಲಿ ಹುಟ್ಟುವ ಸೆಳೆಗೆರೆಗಳು ಸೂಜಿಗಲ್ಲ ಸೆಳೆಗೆರೆಗಳನ್ನು ಎದುರಿಸಿ ಮತ್ತೆ ಕದಲಿ ದೂಡಲ್ಪಡುತ್ತದೆ. ಕೆಳಗಿನ ತಿಟ್ಟವನ್ನು ನೋಡಿ, ಮಿಂಚು ಪ್ಲೆಮಿಂಗರ ಎಡಗಯ್ (ಮಿನ್ತಿರುಕ) ಕಟ್ಟಲೆಯಂತೆ ತಿರುಗುಣಿಯು ಗಡಿಯಾರದದಿಕ್ಕಿನಲ್ಲೇ ತಿರುಗುತ್ತಾ ಸುತ್ತನ್ನು ಮುಗಿಸುತ್ತದೆ.

second round motor

• ಇಲ್ಲಿ ಗಮನಿಸ ಬೇಕಾದ ನಡೆಗಳೆಂದರೆ, ಮೊದಲು ಸುರುಳಿಯ ಕೆಂಬದಿಗೆ ಮಿಂಚು ಉಜ್ಜುಕ CH-A ಗೆ ಹರಿದಾಗ, ಸುರುಳಿಯೊಳಗೆ ಮಿಂಚು A ಮಿಂಚು ಇಂದ B ಗೆ ಹರಿಯುತ್ತಿತ್ತು. ತಿರುಗುಣಿಯು ಗಡಿಯಾರದ ದಿಕ್ಕಿನಲ್ಲಿ ತಿರುಗಿತ್ತು. ಕೆಳಗಿನ ತಿಟ್ಟ: 1 ಅನ್ನು ನೋಡಿ.

• ತಿರುಗುಣಿ ಸರಿಯಾಗಿ ಅರೆಸುತ್ತಿದಾಗ, ಸಾಗುಕದ ಸೀಳಿನ ನಡುವಿದ್ದ ಮಿನ್ತಡೆಯು(Insulator) ಉಜ್ಜುಕಗಳ ನಡುವೆ ಬಂದು ತಾಗುತ್ತಿತ್ತು. ಹೀಗಾದಾಗ ಸುರುಳಿಗೆ ಹರಿಯುತ್ತಿದ್ದ ಮಿಂಚು ತಟ್ಟನೆ ನಿಂತು ಹೋಗುತ್ತಿತ್ತು. ಮತ್ತೆ ನೀಲಿಬದಿಗೆ ಉಜ್ಜುಕ CH-A ಮಿಂಚನ್ನು ಹರಿಸಿದಾಗ ಸುರುಳಿಯೊಳಗೆ ಮಿಂಚು B ಮಿಂಚು ಇಂದ A ದಿಕ್ಕು ಬದಲಿಸಿಹರಿಯುತ್ತಿತ್ತು. ಹೀಗಾದಾಗ ಉಜ್ಜುಕಗಳು ಕಿಡಿಕಾರುತ್ತಿದ್ದವು. ಕೆಳಗಿನ ತಿಟ್ಟ:2 ಅನ್ನು ನೋಡಿ.

• ಕತ್ತಲೆಯಲ್ಲಿ ನಾವು ಸಡಿಲವಾದ ಮಿನ್ಗುಂಡಿಯನ್ನು (Switch) ಒತ್ತಿದಾಗ ಇಲ್ಲವೆ ಸಡಿಲವಾದ ಜೋಡಿಕೆಗಳಲ್ಲೂ ಮಿನ್ನರಿವಿಗೆ ಅಡೆತಡೆಯಿಂದ ನಡೆದಾಗ ಹೀಗೆ ಕಿಡಿಕಾರುವುದನ್ನು ಕಾಣಲ್ಲವೇ ಹಾಗೆಯೇ!

current flow first

 

current flow second

1874 ರಲ್ಲಿ ಆಸ್ಟ್ರಿಯಾದ ಗ್ರಾಸ್‌ನ ಸಾಗುಕಗಳ ಚಳಕವನ್ನು ಮಾಡುಕಲಿಕೆಯ (Practical) ದಿನ ಕಲಿಕೆಗೆಂದು ಹಲಚಳಕದ ಕಲಿಮನೆಯಲ್ಲಿ(Polytechnic) ತೋರಿ ಕಲಿಸುತ್ತಿದ್ದ ದಿನ ಟೆಸ್ಲ ಕಂಡಿದ್ದು ಈ ಮಿಂಚೂಟಿಗಳು (Electrical Machines) ತಿರುಗುತ್ತಿದ್ದಾಗ ಉಜ್ಜುಕಗಳು ಕಾರುತ್ತಿದ್ದ ಕಿಡಿಗಳೇ. ಆಗ ಅವರಿಗನಿಸಿ ಹೇಳಿದ್ದು:

• ಮಿನ್ತಿರುಕಕ್ಕೆ ಕೊಟ್ಟ ಎಲ್ಲಾ ಮಿಂಚಿನ ಬಲವೂ ತಿರುಗುಬಲವಾಗಿ ಬಳಸಲ್ಪಡದೆ, ಕಿಡಿಕಾರಿ ಬಿಸುಪೇರಿಸುವುದರಿಂದಲೂ ಸೋರಿ ಹೋಗುತ್ತಿದೆಯಲ್ಲವೆ?

• ಇನ್ನು ಇದರೊಳಗಿನ ಉಜ್ಜುಕಗಳೋ, ಬಳಸಿದಂತೆಲ್ಲಾ ಸವೆದು ಹೋಗಿ ಮಿನ್ತಿರುಕಗಳು ನಿಂತುಹೋಗುವ ಪಿಡುಗು. ಹಾಗೆ ನಿಂತು ಹೋದಾಗ ಸವೆದ ಉಜ್ಜುಕವನ್ನು ಕಳಚಿ ಹೊಸದನ್ನು ಹಾಕಬೇಕಾಗಿದ್ದ ಹಣೆಬರಹ (ಒಮ್ಮೆ ಯೋಚಿಸಿ ತಲೆಯ ಮೇಲಿನ ಮಿನ್ಬೀಸಣಿಗೆ ತಿರುಗದೆ ನಿಂತಾಗ ನಾವು ಏಣಿಯನೇರಿ ಸರಿಪಡಿಸ ಬೇಕಾಗಿದ್ದ ಪಾಡು!!)

• ಇನ್ನು ಮಿಂಚೂಟಿಗಳಲ್ಲಿ ಈ ಉಜ್ಜುಕಗಳ ಮಿನ್ನಹರಿವಿಗೆ ತೋರುತ್ತಿದ್ದ ಅಲ್ಪತಡೆಯಿಂದ(Low Electrical Resistance) ಮಿಂಚೂಟಿಯನ್ನು ಬಳಸಿ ಹೆಚ್ಚಿನ ಮಿನ್ನೊತ್ತರವನ್ನು(Electro Motive Force) ಅನ್ನು ಪಡೆಯಲಾಗದೆ ಇದ್ದದ್ದು.

ಇಶ್ಟು ತೊಡಕು ಅರಿವಿದ್ದರೂ ಸಾಗುಕಗಳೇ ಏಕೆ ಬೇಕು? ಎಂದರು. ಇದನ್ನು ಕೇಳಿದ ಕಲಿಸುಗಾರರು, ಇದು ಎಲ್ಲರಿಗೂ ಗೊತ್ತು ಆದರೆ ಆದರೆ ಬಿಡಿಸುವುದು ಹೇಗೆ? ಎಂದರು. ಮುಂದಿನ ಬರಹದಲ್ಲಿ ಟೆಸ್ಲ ಕೊಟ್ಟ ದಿಟ್ಟ ಉತ್ತರವನ್ನು, ಟೆಸ್ಲರವರ ಅಮೆರಿಕೆಯತ್ತ ಹೊರಟ ಆ ಹಡಗಿನ ಪಯಣ ಹಾಗೂ ಅವರ ಅಮೆರಿಕೆಯಲ್ಲಿ ತೊಡಗಿದ ಮೊದಲದಿನಗಳನ್ನು ಅರಿಯೋಣ.

ಇವುಗಳನ್ನೂ ನೋಡಿ

ಅನಿಸಿಕೆ ಬರೆಯಿರಿ: