विजेची गोष्ट ५: टेस्ला - विजेचा सुपुत्र आणि आधुनिक जगाचा इलेक्ट्रिक चालक (War of Currents ends with Tesla's Electric Genius) 

Primary tabs

अनिकेत कवठेकर's picture
अनिकेत कवठेकर in तंत्रजगत
5 Dec 2021 - 4:32 pm

जगाचं खरंच वागणं वेगळं आणि केवळ ज्ञात्याला कळणारं, ज्ञात्यालाच जगातल्या साऱ्या सिद्धी वश होणार, इतर मात्र नुसतंच झटापटीत वेळ आणि श्रम घालवणार आणि अपयश आल्यावर याच जगाला नावं ठेवत निराश होऊन, निसर्गाला दूषणं देत या जगासमोर सपशेल शरणागती घेऊन काहीशा पराभूत भावनेनेच जगाचा निरोप घेणार सिकंदरासारख. या जगाचं चरित्र मात्र ज्याला कळलं, स्वरूप कळलं तो तरला, साऱ्या जगालाही तारून घेऊन गेला. या निसर्गाची कुठलीच बाब निरुपयोगी नाही, प्रत्येक क्षण हा सुमुहूर्त, प्रत्येक जागा हि मोक्याची जागा, वस्तूचा प्रत्येक कण न कण हा मोलाचा. विषवल्ली इथल्याच, अमृतवेली इथल्याच, सुगंधी फुले इथलीच, वाईट वासाची फुले इथलीच . पण काय कुठे वापरायचं हे कळणारा योजक दुर्मिळ.   पण मग इथे अशा या अनिश्चित अवस्थेत यश कुणाला मिळणार? कोणाचं ऐकणार हा निसर्ग? जो मोठ्या समुदायाचं हित विचारात घेईल तो तरेल, त्याची प्रार्थना फळाला येईल, तो स्वतः अब्जाधीश होणार नाही, अदभूत महालात राहणार नाही, पण पुढच्या इतिहासात, मानव जातीच्या इतिहासात आपल्या पाऊल खुणा सोडून जाणार हे निश्चित.. आद्य ऋषींपासून, चाणक्य -चंद्रगुप्तांपासून, वराह मिहिरांपासून, गॅलिलिओ इत्यादी शास्त्रज्ञांपर्यंत हा निसर्ग निस्वार्थी माणसांच्याच प्रार्थना ऐकत आलाय आणि त्यांच्याच संकल्पांना सत्यात उतरवत आलाय.. या निस्वार्थी लोकांचं वागणं राहिलं असेल विचित्र, तऱ्हेवाईक, मनस्वी आणि बऱ्याच वेळी वेडेपणाचं देखील. पण ही माणसं या स्वतः च्या वेडापायी स्वतः चं नुकसान आणि  दुसऱ्याचं भलंच करून गेली.. कित्येक रसायन कर्त्यांनी प्रयोगशाळेला आगी लागलेल्या पहिल्या, भौतिक शास्त्रज्ञ - तंत्रज्ञांनी जीवघेणे अपघात अनुभवले, लोकावरोध पत्करला, पण लोक कल्याण साधलं म्हणजे साधलंच. विक्रमाच्या दरबारात आज अशाच एका कुशल कारागिराचा सत्कार झाला होता, केवळ आपल्या उजाड माळरानावर उडणाऱ्या पक्षांना पाणी आणि चारा मिळावा आणि घरटी बांधायला आसरा मिळावा म्हणून त्याने वाळवंटासारख्या उजाड जमिनीवर झाडे लावायला सुरुवात केली आणि आज १०-१५ वर्षात तिथे घनदाट वृक्षवल्ली बहरली, प्राणिसृष्टीही अवतरली, एका माणसाच्या सद्हेतू मधून मोठं काम सुरु झालं आणि हितचिंतकांचं पाठबळ मिळून ते काम चहूदिशांना फोफावलं.. त्याचा सत्कार औपचारिक पणे केलाच विक्रमाने पण मन अजूनही त्याच्या सद्हेतू पूर्ण वर्तणुकीच्या कौतुकातच रमलं होतं.. त्या आनंदाच्या भरात राजा शीळ वाजवीतच त्या वेताळाच्या धुडाला पाठीवर टाकून चालू लागला.. आता वेताळाला कळेना की या अमावास्येचं हे भेसूर वातावरण भयंकर का असल्या भयंकर वातावरणात हे विक्रमाचं असं शीळ वाजवत वाजवत वेताळाला घेऊन चालणं भयंकर..

"विक्रमा आज मात्र तू कधी नव्हे इतकं मला बुचकळ्यात टाकलंयस.. आजचे तुझे निसर्गाचे विचार, निसर्गाची मान्यता असण्याचे विचार म्हणजे तसे पटणारेच आहेत पण मी ज्याला फिजिक्स म्हणून ऐकत आलोय त्याचे किंवा त्याला सुसंगत वाटणारे विचार मात्र वाटत नाही.. फिजिक्स म्हणजे कसं म्हणायचं महाराजा नियम, तत्व, प्रयोग, सिद्ध करणं असा सगळा गंभीर मामला राव.. तू म्हणजे अगदी निसर्ग वगैरे कडे चाललायस आज?"

"वेताळा फारच आधीपासून निसर्गात घडणाऱ्या घटनांचे आणि पर्यायाने निसर्गाचे आकलन करणे असाच ग्रीक अर्थ आहे फिजिक्स चा. पूर्वी तर याला निसर्गाची तत्वे Natural Philosophies असं म्हणत असत, अगदी न्यूटनचे पुस्तक सुद्धा निसर्ग नियमांची गणितीय सूत्रे Principia : Mathematical Principles Of Natural Philosophy असेच आहे. पण त्यानंतर अगदी एकोणिसाव्या शतकापर्यंत हे तू म्हणतोस ते फिजिक्स जगभरात चालू राहिले, त्यात तर्कवाद, बुद्धिवाद, बुद्धिप्रामाण्य आणि वैचारिक शिस्त आणि प्रयोग यांना असामान्य महत्व प्राप्त झाले. एक प्रयोग सिद्ध करण्याची पद्धत प्रचलित झाली. पण हे  सर्व कारभार हे नियम मोठ्या वस्तूंना लागू होत्या. पण एकोणिसाव्या शतकाच्या मध्यापासून जेव्हा पासून मॅक्स प्लॅन्क याने १८५६ च्या सुमारास अतिसूक्ष्म कणांना लागू होणारे पुंजक्यांचे भौतिकशास्त्र (Quantum Physics ) प्रस्थापित केले तेव्हापासून फिजिक्सने पुन्हा कात टाकली आणि निसर्गाजवळ आणि प्लॅन्क सारख्या काहींच्या बाबतीत ईश्वराजवळ जाऊ लागले. या काळात साधारण १८७९ साली जर्मनीत जन्माला आलेल्या आईन्स्टाईन ने सुद्धा न्यूटनच्या फिजिक्स ला छेद देत सापेक्षता वाद सिद्धांत Theory of Relativity मांडली. तो आईन्स्टाईन सुद्धा असाच प्रकाश वेडा.. मनाने प्रकाशावर स्वार होऊन मनाने प्रयोग करणारा Thought experiments आणि मग ती सिद्ध करणारा निघाला. त्याच्याही प्राध्यापकांनी त्याच्या विचारांना ज्यूंचं फिजिक्स म्हणून हिणवलं होतंच. बौद्धिक क्षेत्रावरचं ब्रिटिशांचं प्रभुत्व संपल्याची निशाणी. पण या आईन्स्टाईन च्या साधारण तेवीस वर्षं आधी साधारण १८५६ मध्ये ऑस्ट्रियाच्याच साम्राज्यातील युगोस्लाव्हियात असलेल्या स्मिजन Smijan प्रदेशात एक विद्युतपुत्र जन्माला आला. याच्या जन्माच्या वेळी जोरदार वादळ आलं होतं, वीज चमकली होती म्हणतात. त्यावेळच्या सुईणीने त्याला वादळाचे मूल son of storm म्हटलं तर तिला दुरुस्त करत त्याच्या आईने त्याला लखलखत्या विजेचा मुलगा son of lightning म्हटलं होतं. लहानपणापासून याचं आणि विजेचं काहीतरी खास नातं होतं. डोंगरांवर खेळताना चमकत्या विजेकडे हा पाहत बसे. निसर्गाच्या गूढ शक्तीचं याला भारी कौतुक. याला स्वप्ने पडत त्यात आपल्याला पंख आहेत आणि आपण उडत आहोत असे पेटंट स्वप्न. पण लहानपणी खेळताना त्याचा मोठा भाऊ घोड्यावरून पडला आणि गेला. भावाच्या मृत्यूचा याच्या बालमनावर विपरीत परिणाम झाला. लहानपणापासूनच अभ्यासात अतिशय हुशार. संशोधक वृत्तीची आई आणि धर्मोपदेशक असलेल्या वडिलांना यालाही धार्मिक शिक्षणच द्यायचं होतं. पण एकदा हा असाच टोकाचा आजारी पडला कॉलरा होऊन आणि जातोय की काय अशी परिस्थिती आली. तेव्हा त्याला कळलं की आपल्याला विजेचा अभ्यास करायचाय. वडिलांना इलेकट्रीकल इंजिनियरिंग शिकू देण्याची विनंती त्याने आजारपणात केली. बरा व्हावा म्हणून वडिलांनी धार्मिक शिक्षणाचा आग्रह सोडला. मुलगा बरा झाला, काही काळाने ऑस्ट्रियाच्या इंजिनिअरिंग कॉलेजात गेला. त्याला अतिकाम आणि अतिविचार करण्याचा छंदच लागला. पुस्तकेच्या पुस्तके त्याला पाठ होत, आठ भाषा येत. ज्या गोष्टींचा विचार करे त्या इलेक्ट्रिकल सिस्टिमस त्याला जणू डोळ्यासमोर दिसत, अगदी सर्व तपशिलांसह. त्या दिव्य स्वप्नात तो त्या सिस्टिम्स चं तपशील वार डिझाईन करे आणि पूर्ण झाल्यावर मगच तंतोतंत कागदावर उतरवत असे. यालाच Ideatic Memory असं म्हणतात. अशा इलेक्ट्रिकल सिस्टिमस चं डिझाईन तो विचारात असतानाच त्याला दिसत असे. कॉलेजात शिकत असतानाच प्रोफेसरांना तो या DC मोटर्स मध्ये पण खूप विद्युतशक्ती वाया घालवतोय असे म्हणायचा. निसर्गाने दिलेली  विदुयतशक्ती अशी वाया घालवणं निसर्गाच्या विरुद्ध आहे असं त्याचं मत होतं. या कॉलेजच्या प्रयोगशाळेत काम करत असतानाच या DC ऐवजी दुसरी कुठली तरी सिस्टीम वापरून  DC मोटरच्या घासल्या जाणाऱ्या ब्रशेस मध्ये  निसर्गाची वाया जाणारी विद्युतशक्ती वाचवायला हवी असे तो म्हणे. ती दुसरी सिस्टीम  कोणती असे प्रोफेसरांनी विचारल्यावर तो तसा निरुत्तर होई. गणितातली अवघड calculus ची गणितेही  तो मनातच करी आणि त्यामुळे शिक्षकांना तो  फसवतोय, कॉप्या मारतोय  की काय असे वाटे. चार वर्षांचा डिग्री कोर्स त्याने तीन वर्षात पूर्ण केला. काहींच्या मते तिसऱ्या वर्षानंतर जुगाराचं व्यसन लागून त्याने शिक्षण अर्ध्यातच सोडलं. पण या कॉलेजच्या काळानंतर तो पॅरिस मधल्या Edison Continental Systems  मध्ये कामाला लागला, त्या कंपनीच्या DC मोटर्स इत्यादी दुरुस्तीचे काम करू लागला.."

"विक्रमा मला लक्षात आलंय की आपण निकोला टेस्ला विषयीच बोलतोय.. शिवाय DC मोटर्स, ब्रशेस याविषयी आपण कधी तरी नंतर बोलू.. पण मला सांग हे जे काही टेस्ला ला जाणवलं आणि त्याने क्रांती घडवली ती नक्की काय होती? पुन्हा AC किंवा बदलत्या विजेचे आख्यान लावू नकोस.. थोडक्यात सांग.. "

"हो तर निसर्ग प्रेमी त्यातही विजेविषयी आंतरिक गूढाकर्षण आणि प्रेम असणाऱ्या या टेस्ला नावाच्या अवलियाने या AC विजेचा वापर करून चालणाऱ्या मोटर चे AC Motor चे डिझाईन बनवले होते आणि ते त्याने एडिसनलाही अमेरिकेत आल्यावर दाखवले होते. एडिसन ची कंपनी सोडल्यावर तो उपाशी पोटाची खळगी भरण्यासाठी कधी कधी रस्त्यांवरचे खड्डेही खणत असे पण AC Motor चे स्वप्न त्याने सोडले नाही. फॅरेडेच्या विद्युत चुंबकीय परिणामाची electromagnetism ची माहिती झाल्यावर जगात याचा वापर करून काहीतरी उपयोगाचं करून घेण्याचे प्रयत्न सुरु होते.

फॅरेडेच्या तत्वानुसार एखाद्या तांब्याच्या तारेत बॅटरीने वीज सोडली तर त्या तारेच्या अक्षाभोवती axis अदृश्य पिंपासारखं चुंबकीय क्षेत्र निर्माण होतं आणि शेजारच्या लोखंडातही चुंबकीय क्षेत्र निर्माण होतं हे दिसत होतं. पण हे सर्व बॅटरी चालू केल्याच्या सेकंदाला आणि बॅटरी बंद केल्याच्या सेकंदाला. त्यातही बॅटरी चालू केल्यावर लोखंडातले चुंबकीय क्षेत्र डावीकडून उजवीकडे जाणारे clockwise असेल तर बॅटरी बंद केल्यावर तयार होणारे चुंबकीय क्षेत्र हे उजवीकडून डावीकडे जाणारे anti-clockwise असे. १८२२ साली फॅरेडेने एक प्रयोग केला.

फॅरेडेची  आद्य DC MOTOR(विद्युत चलित्र)

एका काचेच्या पात्राच्या बुडाशी  एक कायम चुंबक permanent magnet उभे करून ठेवले. त्या काचेच्या पात्रात काही अंशी पारा भरला. पारा किंवा Mercury हा विजेचा वाहक पण द्रवरूप. मग या पाऱ्यात त्याने तांब्याची तार लटकावून सोडली. या तांब्याच्या तारेत त्याने बॅटरी ने वीज सोडली. बॅटरीचे दुसरे टोक पाऱ्याला लावले.  या विजेमुळे तांब्याच्या तारेभोवती अदृश्य सिलेंडर सारखं चुंबकीय क्षेत्र तयार झालं. या चुंबकीय क्षेत्राची ताकद पाऱ्याखाली बुडालेल्या permanent magnet ने वाढवली. इतके ताकदवान चुंबकीय क्षेत्र तयार झाल्याने आणि पारा हा द्रवरूप असल्याने त्याच्यात वर्तुळाकार प्रवाह तयार झाला. एखाद्या रवीने ताक घुसळावं तसा पारा या कायम चुम्बकाभोवती घुसळला जाऊ लागला. पण इथे तो गोलाकार फिरणारा पारा याठिकाणी तारेला उलटा ढकलू लागला वर्तुळाकार मार्गावर. तारही कायम चुंबकाच्या permanent magnet अक्षाभोवती फिरू लागली. अशा रीतीने फॅरेडेने पहिली DC मोटर तयार केली. बॅटरी चालू असे पर्यंत हि मोटर चालू राही.

DC MOTORS मधील सुधारणा

याच तत्वाचा वापर करून DC मोटर्स तयार केल्या गेल्या. यात एका ताकदवान स्थिर वर्तुळाकार सिलिंडर सारखा चुंबक सर्वात बाहेर ठेवला जातो. त्याला स्थिर चुंबक Stator म्हणतात. त्या चुंबकाचा दक्षिण ध्रुव(S) डावी कडे आणि उत्तर ध्रुव(N) उजवीकडे ठेवला जातो. या स्टेटर मध्ये कायमच चुंबकीय क्षेत्र(magnetic field) असते. त्या सिलिंडरच्या केंद्रातून आरपार एक छोटा सिलिंडरसारखा रॉड ठेवला जातो. हा रोटर Rotor. याच्यामध्ये वाहक तार(electrical conductor) फिरवलेली असते. या रोटरची दोन्ही टोके ब्रश ला आणि ब्रश हे वायरला जोडले जात.

ब्रश च्या दोन टोकांमध्ये बॅटरी लावली आणि ती सुरु केली कि रोटर मध्येही विजेचा प्रवाह वाहतो. हा वाहिला की त्या रोटर भोवतीच्या ताकदवान लोहचुंबकांमुळे रोटरमध्येही चुंबकत्व निर्माण होते. स्टेटर च्या S टोकाजवळ रोटरचे चा S टोक तयार होते. आणि स्टेटर च्या N टोकाजवळ रोटरचे चा N टोक तयार होते. पण असे होता क्षणीच रोटर मधला S स्टेटर मधल्या S ला जोरात ढकलतो कारण दोन समान ध्रुव एकमेकाला ढकलतात(Like Poles Repel Each other and Opposites Attract). यामुळे रोटर फिरतो आणि हा रोटर चा S स्टेटर च्या N जवळ जातो कारण विरुद्ध ध्रुव एकमेकाला आकर्षित करतात. पण क्षणिकच. तिकडे गेल्यावर रोटर वर N ध्रुव तयार होतो आणि पुन्हा तो N ध्रुव स्टेटर च्या N पासून लांब जातो आणि स्टेटर च्या S जवळ येतो. अशाप्रकारे रोटर चे फिरणे चालू होते. थोडा स्टार्ट द्यावा लागतो सुरु करायला. पण रोटर हा फिरत असताना ब्रशेस शी घासत असल्याने ब्रशेस घासत जातात आणि बदलावे लागतात. या घासण्यातून उष्णता निर्माण होते आणि विजेचा अपव्यय होतो. मोटर तापू शकते. टेस्ला ला हे वीज वाया जाणं पटत नव्हतं. त्याने बॅटरीवर मोटर न चालवता AC विजेवर चालवली आणि फिरते चुंबकत्व rotating magnetic field तयार केले"

"ते कसं काय आणि त्याचा फायदा काय? "

टेस्लाची AC इंडक्शन मोटर

"टेस्लाची हुशारी म्हणजे त्याला कळलं की DC मोटर मध्ये स्थिर चुंबकीय क्षेत्रात आपल्याला वीज पास करून ते चुंबकीय क्षेत्र टिकवून ठेवावं लागेल आणि ब्रशेस मध्ये घासून वीज वायाही जात राहील. पण AC वीज ही सतत दिशा बदलत असल्याने म्हणजे विद्युत दाब हा कायम कमी जास्त असल्याने त्याद्वारे फेरेडेच्या नियमानुसार चुंबकीय क्षेत्र निर्माण होत राहील."

"नाही थांब, AC सतत दिशा बदलते म्हणजे काय रे? बटन जिथल्या तिथे, वायर्स जिथल्या तिथे, मोटर तिथेच दिसतेय मग शिंचं हे दिशा बदलतंय कोण आणि दिशा बदलली म्हणजे काय?"

"हे बघ वेताळा, आपल्या घरातल्या सॉकेट ला ३ पिन्स असतात इलेक्ट्रिक बोर्ड वर, खाली दोन छोटी भोके आणि वर मोठे, त्यातले वरचे अर्थिंगचे ते सोड. आपण वाचतो तशी आपल्या घरी AC २४०-५० volt 50Hz  अशी वीज मिळते. तर जेव्हा AC वीज असते तेव्हा बटन दाबल्यावर वीज शिरली. पहिल्या क्षणाला डावीकडचे भोक असते त्याला समजा २४० volt मिळतात आणि उजवीकडे ५० volt मिळतात. वीज ही जास्त volt कडून कमी volt कडे जाणार, म्हणजे डाव्या भोकाकडून उजव्या भोकाकडे जाणार, त्यानुसार त्यात magnetism तयार होणार, समजा हे magnetism हे clockwise म्हणजे डावीकडून उजवीकडे असे गोल फिरते आणि आत जाते. दुसर्याच क्षणाला डाव्याला ५० volt मिळणार आणि उजव्याला २४० volt मिळणार म्हणजे आता प्रवाह उजवीकडून डावीकडे जाणार, magnetism उलटे फिरणार किंवा anti-clockwise फिरणार आणि बाहेर येणार..तर असे हे डावे आणि उजवे भोक असा विजेच्या voltच्या बाबतीत see-saw चा खेळ खेळत राहणार 50Hz च्या हिशोबात, म्हणजे सेकंदाला हा see-saw ५० वेळा खाली वर खाली वर करत राहणार आणि वीजेची सरळ एका रेषेतली  दिशा तसेच magnetism फिरण्याची दिशा उलट सुलट होत राहणार"

"हां, आता जरा मजेदार वाटलं..सेकंदाला ५० वेळा खाली-वर होणाऱ्या see-saw वर कोण माणूस बसू शकणार म्हणा..पण ते असुदे..पुढं सांग.."

" तर त्याने DC motor मधले स्थिर चुंबक Permanent Magnet काढून टाकले आणि त्या ऐवजी स्टेटर मध्ये दोन विद्युत चुम्बकांच्या वाइन्डिन्ग्स घेतल्या. म्हणजेच + च्या आकारात दोन विद्युतचुम्बक electromagnet घेतले. यातली एक वाइन्डिन्ग डावी - उजवी कडे लावली. त्याने - वीज सुरु केल्यावर- आडवे magnetic field तयार होईल आणि दुसरी वाइन्डिन्ग वर आणि खाली अशी लावली, त्यामुळे उभे magnetic field तयार होईल. म्हणजे घड्याळाच्या काट्याच्या १२-६ आकड्यांच्या ठिकाणी एक' वाइन्डिन्ग जोडी आणि ३-९ आकड्यांच्या ठिकाणी दुसरी जोडी. त्यामुळे मधल्या भागात उभे-आडवे अशी दोन magnetic field तयार होतील अशी व्यवस्था केली. पण AC वीज वापरल्यामुळे ही दोन magnetic field उलट-सुलट दिशांमध्ये वाहणाऱ्या प्रवाहामुळे उलट सुलट फिरत होती."

"AC वीज वापरल्याने magnetism फिरले कसे रे?"

"अरे वेताळा, मी सांगितलं तसं सेकदात ५० वेळा डावी-उजवी पिन २४०-५० volt चा see-saw खेळली..त्याने वीज तितक्या वेळेला उलट सुलट फिरली..त्यामुळे पहिल्या १२-६ च्या वाइन्डिन्ग मध्ये १२च्या इथे आधी N pole आणि ६ला S pole आला, लगेच ६ल N pole आणि १२ला S pole आला..सेकंदात ५० वेळा हे झालं..तसच ३-९च्या दिशेत लावलेल्या वाइन्डिन्ग चं झालं..पण तिथे अशी व्यवस्था केली कि १२-६ ला जेव्हा S-N मिळे तेव्हा ३-९ ला उलट म्हणजे N-S मिळे.."

"हा हा आलं आलं लक्षात  थोडं..पण असा उपद्व्याप का केला टेस्ला महाशयांनी?"

"हीच गंमत आहे या वाइन्डिन्ग ची.  अशा + आकारातल्या मांडणीमुळे ही दोन्ही  magnetic field एकमेकाला कापून न संपवता एक कमी होऊ लागलं की दुसरं तिथे वाढे अशी फिरू लागली. परिणामी या दोन्ही चुंबकीय क्षेत्रांच्या एकत्र येण्यातून  एक फिरते magnetic field तिथे तयार झाले. टेसला महाशयांनी याचेच पेटंट घेतले. म्हणजे केवळ स्थिर वाइन्डिन्ग वापरून, बदलता वीज प्रवाह वापरून असे फिरते magnetic field त्याने तयार केले. या magnetic field ची शक्ती वाढवण्यासाठी त्यात अनेक तारा वापरल्या प्रत्येक वाइन्डिन्ग मध्ये. जितक्या तारा जास्त तितके तयार होणारे चुंबकीय क्षेत्र अधिक ताकदवान. अशा प्रकारे त्याने २-phase वाइन्दिन्ग तयार केले "

"पण शेवटी रोटर फिरला कसा मग?  "

"वेताळा फिरत्या चुंबकीय क्षेत्राच्या मधोमध आरपार जर  एक विद्युतवाहन करणारा वाहक ठेवला तर लेन्झ च्या नियमानुसार या वाहकामध्ये विद्युतदाब emf निर्माण होतो. विद्युतदाब निर्माण झाला की या वाहकामधून विद्युतधारा वाहू लागते. विद्युतधारा अशी चुंबकीय क्षेत्रात वाहत असली कि ती चुंबकीय क्षेत्राला अडथळा आणते व त्या वाह्काभोवती सुद्धा मग चुंबकीय क्षेत्र तयार होते. मग वाहकामधले चुंबकीय क्षेत्र हे फिरत्या चुंबकीय क्षेत्राला विरोध करते आणि त्यातून वाहक फिरू लागतो फिरत्या चुंबकीय क्षेत्राला विरोध करताना वाहक स्वत: फिरू लागतो. खऱ्या मोटर मध्ये रोटर हा गोलाकार सिलिंडर सारखा असतो खरेतर त्याचा आकार squirrel cage किंवा खारींच्या पिंजर्यासारखा असतो. विद्युत चुंबकत्वावर चालत असल्याने हिला विद्युत चुंबकीय मोटर किंवा Induction Motor म्हणले गेले. यात ब्रशेस नसल्याने घासाघाशीचं नुकसान नव्हतं, वीज वाया जाणं नव्हतं. शिवाय रोटर हा एकमेव हालता भाग, मुख्य वाइंडिंग जिथल्या तिथे, एका जागी. टेस्लाने या वाइंडिंगचे पेटंट घेतले १८८६ साली आणि या Induction मोटरचे जवळ जवळ तेच डिझाईन आपण आताही वापरत आहोत. म्हणजे फॅन मध्ये, पाणी चढवायचा पंपामध्ये, जिथे जिथे म्हणून सरळ वीज पाठवून त्याने काही फिरवायचं आहे अशा सर्व ठिकाणी हि टेस्लाची Induction Motor इंडक्शन मोटर आजही आपल्या आजुबाजुच्या जगात, व्यवहारात हि AC इंडक्शन मोटर आपलं सर्व आयुष्य व्यापून उरलेली आहे. हे कॉइल्स चं डिझाईन टेस्लाने अतिशय कष्टाने सिद्ध केले आणि उद्योग चक्राला गती दिली. जिथे जिथे म्हणून तोपर्यंत वाफेने शक्ती दिली जात होती मानवी आयुष्याच्या त्या त्या सर्व विभागांमध्ये हि AC मोटर शिरली आणि कायमचीच फिरत राहिली, अव्याहत. अजूनही.. "

"विक्रमा हे डिझाईन इतकं भारी होतं तर सारं जगच खुश झालं असेल, टेस्ला रात्रीत स्टार झाला असेल नाही का ? "

एडिसन चा रडीचा डाव आणि टेस्लाने केलेली मात

"नाही वेताळा तसं रात्रीत काही नाही झालं, पण हो टेस्लाने हे डिझाईन वापरून त्यावर एक लोखंडी अंडे ठेवले. वीज सुरु केली की ते अंडे आपोआप फिरू लागे एका दिशेत. AC विजेने हॉलचे सर्व दिवे लावायचेही प्रयोग करून दाखवले. पण एडिसन हा त्याला मान्यता देत नसे. एडिसन चांगलं आणि खरं मानत नाही म्हटल्यावर बाकी बिजनेसमन आणि मीडियासुद्धा त्याच्यावर विश्वास ठेवत नसत. पण अशाच एका प्रयोगांच्या प्रदर्शनात वेस्टिंग हाऊस बघायला आला आणि टेस्ला आणि वेस्टिंग हाऊस यांनी एकत्र काम करायचं ठरवलं. दरमहा तेव्हाचे २००० डॉलर्स आणि तयार केलेल्या विजेच्या प्रत्येक horse power पोटी २.५ डॉलर्स असा तो करार होता. यासर्व भेटीत टेस्लाने वेस्टिंगहाउस शी साधा हातही मिळवला नाही, म्हणजे टेस्लाने अवघ्या आयुष्यातच कोणाशी हातही मिळवला नाही कारण हात स्वच्छ ठेवण्याच्या बाबतीत तो कमालीचा आग्रही असे आणि १०-१२ टिशू पेपर एकावेळी वापरे हात पुसायला, लहानपणीच्या आजारांमुळे असेल पण तो कोणाशीही अशी जवळीक करत नसे. शिवाय मोत्याचे दागिने घालणाऱ्या स्त्रियांपासून तो दूर राहत असे. मोत्यांचे दागिने जवळ पाहून त्याला कसेसेच होई म्हणे. अशा या टेस्लाशी वेस्टिंग हाऊस ने मात्र खुशीने जुळवून घेतले आणि टेस्लाने वेस्टिंग हाऊस साठी काम करायला सुरुवात केली. वेस्टिंग हाऊस कडे आधीच विजेचा दाब कमी जास्त करणारे विद्युत ट्रान्सफॉर्मर्स होते, AC वीज तयार करण्याचे तंत्र होते, टेस्ला त्याला जाऊन मिळाला होता, टेस्लाची AC मोटर होती.. पण एक अडथळा अजूनही बाकी होता..नाही तशा दोन अडचणी अजूनही होत्या.. AC वीजेमुळे होणारे अपघात आणि त्या अपघातांचं भांडवल करायला टपलेला, AC विजेच्या विरोधात इरेला पेटून कोणत्याही थराला जायला तयार असणारा एडिसन"

"म्हणजे असं काय केलं एडिसन ने? नाही टेस्ला चा विचार नाही पटला तरी आपलं काम सुरु ठेवावं ना? त्याने टेस्लाला विरोध केला तो का आणि कशासाठी? "

"नाही वेताळा, त्यावेळेला AC वीज तशी धोकादायक होतीच कारण अतिशय जास्त विद्युतदाब त्याकाळी AC विजेसाठी साठी वापरला जाई. साधारण १००० volt वगैरे विद्युतदाब AC विजेसाठी वापरला जाई. आजकाल ४४० volt खतरा असं आपण लिहितो, तेव्हा तर १००० volt म्हणजे जास्तच खतरा, नाही वायर मधून १००० volt पाठवण्याचा प्रकार खतरनाकच होता. अनेक वेळेला यावर काम करणाऱ्या वायरमन चा मृत्यू होई. न्यूयॉर्क मध्ये तर या केबल जमिनीखालून घालाव्यात असा कायदाच केला सरकारने. हीच गोष्ट हेरून एडिसनने मग आपल्या प्रयोगशाळेतल्या लोकांना कामाला लावले. ते लोकाची पाळीव किंवा भटकी कुत्री वगैरे पकडून आणीत आणि प्रदर्शन करून त्या प्राण्यांना AC विजेचा शॉक देऊन ठार मारीत, यातून AC वीज किती धोकादायक आहे हे दाखवायचा प्रयत्न करत आणि त्यापेक्षा DC वापरा म्हणत. याच्या पुढची पातळी सुद्धा एडिसन ने गाठली. ओबर्न तुरुंगातल्या कैद्याला फाशीऐवजी दुसरे काही सुचवा अशी विनंती तुरुंग व्यवस्थापनाने एडिसन ला केली. एडिसनने एक इंजिनियर लावून त्याच्याकरवी एक इलेक्ट्रिक खुर्ची तयार केली आणि त्याला वेस्टिंगहाउस ची वीज जोडली. शिक्षेच्या कैद्याला खुर्चीला बांधले आणि त्याला जवळजवळ १००० volt चा शॉक दिला. तरीही कैदी लगेच मेला नाही पण हळूहळू हालहाल होऊन मेला. अतिशय भयंकर असे ते दृश्य असणार. फाशीच्या कैद्याचा 'वेस्टिंगहाउस'  केला असे एडिसन छद्मीपणे म्हणाला. पण टेस्लाने हार मानली नाही. त्याने सुद्धा मग प्रदर्शने केली. विजेच्या उपकरणाला हात लावून दाखवला, सुरक्षित पद्धतीने वीज शरीरातून पास झाली तरीही कोणी मरत नाही हे दाखवले. १८९३ साली कोलंबस च्या अमेरिका शोधाला ४०० वर्षे पूर्ण झाल्याबद्दल शिकागो मध्ये शिकागो जागतिक प्रदर्शन Chicago World Fair भरवले जाणार होते आणि त्याचे काम वेस्टिंगहाउस ने जिंकले, स्पर्धेला अर्थातच एडिसनची General Electric(GE) होती. ठरलेल्या बजेट मध्ये वीज पुरवण्यासाठी टेस्लाने यासाठी १००० अश्वशक्ती( HP) ची १२ AC जनित्रे(Generators) तयार करून त्यावर त्या अतिभव्य प्रदर्शनाला प्रकाशाने झगमगून टाकले. प्रदर्शनाच्या उद्घाटन प्रसंगी बटन दाबल्यावर १,००,००० दिवे Incandescent Lamps लागले, लोकांच्या डोळ्यांचे पारणे फिटले. शिवाय विजेवर चालणाऱ्या गोष्टींचे प्रदर्शन भरवले, स्विचेस, लाईट, हे आणि ते. AC विजेबद्द्ल कोणाला काही गैरसमज राहिला नाही कारण टेस्ला ने AC वीज तयार करणे, ती दूरवर पाठवणे, घरात कमी विद्युतदाब करून वापरायला सुरक्षित करून घेणे, त्यावर मोटर वापरून कामे करून घेणे अश्या सर्वच बाबतीत खूप काम केले होते आणि वीज वापर करण्यातले धोके कमी केले. नायगारा धबधब्याच्या पाण्यावर वीज तयार केली आणि ती बफालो Buffalo शहराला पाठवली. अशा रीतीने विजेचे कमी किमतीत उत्पादन झाले आणि त्याने मोठ्या शहराची विजेची भूक भागली. जगाच्या कानाकोपर्यात वीज तयार करून पोहोचवण्याचा मार्ग मोकळा झाला.  शिवाय त्याच्या  संशोधक वृत्तीमुळे त्याने रेडिओ लहरी, वायर न वापरता संदेश पाठवणे, वायर ना वापरता वीज लांबवर पाठवणे, रिमोट कंट्रोल ने पाण्यावर खेळातल्या बोटी चालवणे, वीज वापरून दूरवर संदेश पाठवणे अश्या अनेक प्रकारचीअनेक स्वप्ने पहिली होती, प्रयोग सुद्धा केले होते, पेटंट घेतली होती, पण रेडिओ चे पेटंट मार्कोनी घेऊन गेला, टेस्लाची १७ पेटंट वापरून..त्यासाठीचा  नोबेल पुरस्कारही घेऊन..एका ठिकाणी वीज तयार करण्याचे केंद्र करून ती जगभरात पाठवण्याचे केंद्र करण्यासाठी मनोरा सुद्धा त्याने उभारला होता, त्याला वार्डन क्लिफ टॉवर Wardencliff Tower म्हणतात. पण मार्कोनी यशस्वी झाल्यावर जे पी मॉर्गन ने त्याला पैसा देणे अर्ध्यातच बंद केले. प्रकल्प रखडला आणि शेवटी बंद पडला.     "

टेस्लाचा करूण शेवट

"पण हा टेस्ला बेटा खूप माया साठवून, अब्जाधीश वगैरे होऊन गेला असेल ना रे?"

"नाही रे..इस्की बातही अलग हुई..AC विजेचा वेस्टिंगहाउस चा धंदा पुढे काही कारणाने कोर्ट केसेस मध्ये अडकल्यावर, टेस्लाचेच ५० मिलियन डॉलर देणे झाले त्याला. रडवेला होऊन तो टेस्ला कडे आला, की धंदा वाचवण्यासाठी आपल्याला तुझं देणं काही कमी करता येईल का? अतिशय चांगल्या स्वभावाचा आणि वेस्टिंगहाउस विषयी कृतज्ञता  बाळगणाऱ्या टेस्लाने क्षणाचाही विचार ना करता कराराचे कागद फाडले आणि वेस्टिंगहाउस ला करारातून मुक्त केले. तेव्हाच्या या पैशाची किंमत आता अब्जावधी डॉलर्स मध्ये गेली असती, पण टेस्लाने उपकाराला जागणे पसंत केले, लौकिक दृष्ट्या अब्जावधींच्या मायेवर पाणी सोडणारा वेडा माणूस ठरला. त्याला वेस्टिंगहाउसने त्याच्या चांगल्या वागण्यापोटी दिलेले पैसे त्याने प्रयोगांमध्ये गुंतवले आणि त्यात व्यावहारिक यश मिळाले नाही. मार्कोनी च्या आधी काही दिवस टेस्ला रेडिओ सिग्नल पाठवण्याचा प्रयोग सिद्ध करत होता. पण त्याची प्रयोगशाळा, पेपर्स, उपकरणे सर्व जळून खाक झाले(!?). रेडिओ चे पेटंट अमेरीकेत त्याच्याकडेच होते. काही दिवसापूर्वी  त्याला भेटलेला आणि पेटंट वाचून गेलेल्या मार्कोनी ने प्रयोग यशस्वी केला. मार्कोनीला अमेरिकेत साथ देणाऱ्या आणि पैसा पुरवणाऱ्या त्याच्या मित्राने- अर्थातच एडिसन ने -  पेटंट ऑफिसात सूत्रे फिरवली आणि टेस्लाची पेटंट मार्कोनीला द्यावयाचे सेटिंग केले. मग याविदृद्ध टेस्ला ने कोर्ट केसेस लढल्या. त्यात पैसा आणि वेळ गेला. वार्डनक्लिफ चा प्रयोग बाराच्या भावात गेला. टेस्ला मनाने खचत गेला, कफल्लक झाला. मनावर परिणाम झाला, एकटा अविवाहितच होता, एकलकोंडा झाला. न्यूयॉर्कर हॉटेल मध्ये एकटाच एका खोलीत राहू लागला. वेस्टिंगहाउस कंपनीने जॉर्ज वेस्टिंगहाउस च्या निधनानंतरही त्याला वाऱ्यावर सोडले नाही. कन्सलटंट म्हणून ठेवले, हॉटेलचे भाडे त्यांनी दिले. मानसिक परिणाम झालेला टेस्ला दिवस भर दूध आणि चिप्स वर राही, कबुतरांना खायला घालत बसे. एका कबूतरिणी वर त्याचे प्रेम बसले, ती मेली कि मग हा अजून दु:खी झाला. केसेस चे निकाल त्याच्या हयातीत लागले नाहीत.  अशी दहाएक वर्षे गेल्यानंतर १९४३ साली एके दिवशी त्याच हॉटेलात तो गेलेला आढळला. गेल्यानंतर अमेरिकेत मार्कोनीला दिले गेलेले पेटंट टेस्लालाच द्यायला हवे असा निवाडा न्यायालयाने दिला. पण आपल्या निसर्गजननीचे, विद्युत्मातेचे ऋण फेडून टेस्ला कधीच प्रकाशात, निसर्गातील विजेत  विलीन होऊन गेलेला होता.."

"वा यार काय माणूस होता नाही हा टेस्ला..कफल्लक म्हणून गेला पण जगाची विजेची भूक भागवायचं काम करून गेला, AC विजेची मोटर देऊन गेला, रेडिओ-रिमोट कंट्रोल-वायरलेस पद्धतीने लोक कसे संपर्क साधू शकतील याची सगळी पायाभरणी करून गेला आणि लोकांना माहितही झालं नाही. कर्मयोगी खरा. पण काय रे नायगाराच्या पाण्यावर वीज निर्माण झालीच कशी? टेस्ला ने बनवली म्हणजे एसी वीज असणार..शिवाय रेडिओ सिग्नल किंवा एकंदरीतच विजेचा सिग्नल जातो कसा रे? कधी झालं हे कसं झालं? कधी सांगशील? आता आता जरा नवीन माहिती द्यायला लागला आहेस..एवढ्यात सुटका नाहीच रे तुझी..मी पाहतो मला स्वर्गलोकात कुठे भेटतो का टेस्ला..पुण्यवान माणूस..येतो मी विक्रमा हाs हाs हाs"

(क्रमश:)

(या गोष्टीच्या लेखनासाठी संदर्भ आणि लिंक्स देउन मिपाचे वाचक आणि लेखक शेखर मोघेजी यांचे विशेष सहकार्य लाभले. त्यांचे आभार._/\_)

विजेची गोष्ट ४ : एडिसन चे DC विजेचे साम्राज्य आणि त्याला AC विजेने टक्कर देऊ पाहणारा वेस्टिंग हाऊस (Beginning Of War Of Currents)
विजेची गोष्ट ३: वीज वाहू लागली, वोल्टा आणि गॅल्वानी (DC Electric Current and First Battery)
विजेची गोष्ट २: शॉक देणारे मासे, कॅव्हेंडिश, विजेचा प्रभार(electric charge ) आणि विजेची तीव्रता (electric potential difference ) 
विजेची गोष्ट : १: वीज काय आहे आणि ती वाहते कशी (Electricity: What it is and how does it flow?)
Electromagnetism चा बहुमुखी  वैश्वानल  : बरसणारे इलेक्ट्रॉन्स, वेटोळे घालणारे चुंबकत्व, उधळणारे  फोटॉन्स,आणि फॅरेडेची अफाट बुद्धिमत्ता         

ऊर्जा नावाचा बहुरुपी कलाकार (Law of conservation of energy)
गोष्टींची पूर्ण यादी
मुखपृष्ठ

प्रतिक्रिया

शेखरमोघे's picture

9 Dec 2021 - 4:23 am | शेखरमोघे

कसचे, कसचे!

शेखरमोघे's picture

9 Dec 2021 - 5:43 am | शेखरमोघे

मिपाचा वाचक तसेच लेखक

अनिकेत कवठेकर's picture

17 Dec 2021 - 10:54 am | अनिकेत कवठेकर

चूक सुधारण्यात आली आहे..चु.भू.द्यावी घ्यावी

अनिकेत कवठेकर's picture

17 Dec 2021 - 11:27 am | अनिकेत कवठेकर

१९व्या-२०व्या शतकातला फिजिक्स चा खरा ट्रॅजडी किंग टेस्ला असे म्हणावे लागेल..ज्या मनुष्याचे शोध आपल्या आजुबजूच्या 'व्यवहारातल्या तंत्रज्ञानाद्वारे' आपल्या जीवनाला व्यापून, नित्याची ढोर मेहनतीची कामे सहज-सुलभ झालेली आहेत आणि संपर्क इतका सुलभ झाला आहे तो मनुष्य आपल्या खिजगणतीतही नसावा..विद्यापीठात इलेक्ट्रॉनिक्स इंजिनिअर झालेल्या मुलांनाही हा कोण हे माहीत नसावं हे किती दुर्देवी आहे..असो

शेखरमोघे's picture

9 Dec 2021 - 5:50 am | शेखरमोघे

निकोला टेस्लाच्या शेवटच्या दिवसान्बद्दल आणखी
But as time went on, his ideas became progressively more outlandish and impractical. He grew increasingly eccentric, devoting much of his time to the care of wild pigeons in the parks of New York City. Tesla even drew the attention of the FBI with his talk of building a powerful "death ray," which had received some interest from the Soviet Union during World War II. (https://www.biography.com/inventor/nikola-tesla)

तसेच जॉर्ज वेस्टिन्गहाउस बद्दल (https://www.pbs.org/wgbh/theymadeamerica/whomade/westinghouse_hi.html) तसेच त्याने स्थापलेल्या कम्पनीबद्दल (https://www.reuters.com/article/us-toshiba-accounting-westinghouse-nucle...) बरेच अजूनही लिहिण्यासारखे आहे.

"विक्रम - वेताळ" यान्चा मनोरन्जक सन्वाद आणि AC ची बदलणारी polarity याचे विश्लेषण दोन्ही झकास !

अनिकेत कवठेकर's picture

17 Dec 2021 - 11:29 am | अनिकेत कवठेकर

आपण केलेल्या कौतुकासाठी आभारी आहे..बदलणारी पोलारिटी हा खरा खरा सायन्स फिक्शन वाटावा असा विषय आहे..

ॲबसेंट माइंडेड प्रोफेसर's picture

9 Dec 2021 - 3:17 pm | ॲबसेंट माइंडेड ...

सोप्या भाषेतील गोष्टीरूप माहीती छान आहे.

अनिकेत कवठेकर's picture

17 Dec 2021 - 11:31 am | अनिकेत कवठेकर

आपली प्रतिक्रिया वाचून आनंद झाला..फिजिक्स हा विषयच खरेतर कल्पना शक्तीला आव्हान देणारा आहे

योगी९००'s picture

20 Dec 2021 - 2:45 pm | योगी९००

छान शब्दात तांत्रीक माहिती दिली आहे. मुलीला नुकतीच इंजिनिअरींगची अ‍ॅडमिशन मिळाली आहे. तिला हे वाचायला देतो म्हणजे उपयोग होईल.

अनिकेत कवठेकर's picture

20 Dec 2021 - 5:39 pm | अनिकेत कवठेकर

धन्यवाद योगी९०० जी,
आपली मुलगी इंजिनीअरींग शिकणार आहे या बद्दल तुमचे सर्वांचे अभिनंदन. आशा करतो की तिला आणि तिच्या सहाध्यायांना इंजिनीअरिंग ची ४ वर्षे त्यांच्या निवडलेल्या ज्ञानशाखेत, टेस्ला वगैरेला जशी लाभली तशी विशिष्ट द्रुष्टी लाभणारी ठरोत.

योगी९००'s picture

22 Dec 2021 - 11:46 am | योगी९००

धन्यवाद..!!

भागो's picture

4 Jan 2022 - 7:34 am | भागो

पण हे सर्व कारभार हे नियम मोठ्या वस्तूंना लागू होत्या. पण एकोणिसाव्या शतकाच्या मध्यापासून जेव्हा पासून मॅक्स प्लॅन्क याने १८५६ च्या सुमारास अतिसूक्ष्म कणांना लागू होणारे पुंजक्यांचे भौतिकशास्त्र (Quantum Physics )>>>>
हे काही पटल नाही.

कंजूस's picture

4 Jan 2022 - 11:47 am | कंजूस

आठवी नववीच्या मुलांनी अवश्य वाचले पाहिजे.