रोजच्या जीवनात अनुभवायला मिळणाऱ्या शोधांचे जनक, त्या शोधांची जन्मकथा आणि त्यांचे व्यवहारातले उपयोजन याबद्दल माहिती देणारं आणि प्रकल्प कार्याला उपयुक्त ठरणारं कृतीप्रधान पाक्षिक सदर..दैनंदिन जीवनात आपण अनेक इलेक्ट्रॉनिक उपकरणं वापरतो. मोबाइल फोन हा तर आपल्या आयुष्यातला जणू अविभाज्य भाग झाला आहे. मोबाइल फोन किंवा इतर इलेक्ट्रॉनिक वस्तू कार्यरत राहण्यासाठी त्यांना विद्युत ऊर्जा पुरवली जाते. ही विद्युत ऊर्जा एकतर आपल्या घरात आलेल्या इलेक्ट्रिक पॉवर लाइन्सच्या माध्यामतून आपण मिळवतो किंवा मोबाइल फोन, लॅपटॉप, इलेक्ट्रॉनिक्स घडय़ाळे अशा उपकरणांमध्ये बॅटरी म्हणजे विद्युतघट हे विद्युत ऊर्जेचे स्रोत म्हणून वापरले जातातइलेक्ट्रॉनिक्स वस्तूंमध्ये आपल्याला सध्या पाहायला मिळणाऱ्या बॅटऱ्या या अत्यंत कमी जागेत मावतील अशा आणि वापरण्यासाठी अत्यंत सुलभ आहेत. या बॅटऱ्यांचे फायदेही अनेक आहेत. काही प्रकारच्या बॅटऱ्या पुन:प्रभारित करून म्हणजे रिचार्ज करून अनेक वर्षे वापरताही येतात. पण, १८ व्या शतकाच्या शेवटी अशी परिस्थिती नव्हती. खरं म्हणजे १८व्या शतकाच्या उत्तरार्धात विद्युतशास्त्र विकसित होऊ लागलं होतं. आकाशात चमकणारी वीज आपल्या घरात आणून ती आपल्या सोयीनुसार आपण वापरू शकतो, याचं ज्ञान नुकतंच झालं होतं. त्यामुळे एखाद्या ऊर्जेच्या प्रकाराचं रूपांतर विद्युत ऊर्जेत करता येऊ शकेल या दृष्टीने विचार करणं हीच मुळी क्रांतिकारी घटना होती. गंमत म्हणजे, त्या वेळी रसायनशास्त्रसुद्धा विकसित होण्याच्या प्रक्रियेत होतं. अनेक मूलद्रव्यांचा शोध १९व्या शतकाच्या पूर्वार्धात लागला. त्या वेळी ‘अणू’ ही संकल्पना वैज्ञानिक पद्धतीने मांडली गेलेली नव्हती.१७९० च्या सुमारास अलेक्झांडर व्होल्टा या शास्त्रज्ञाला असं आढळलं की, धातूच्या क्षारांच्या द्रावणात चांदी किंवा जस्ताच्या पट्टय़ा ठेवून त्यांना बाहेरून धातूची तार जोडली तर या तारेतून विद्युतप्रवाह जातो. याचाच अर्थ, व्होल्टाने रासायनिक ऊर्जेचं रूपांतर विद्युत ऊर्जेत करण्यात यश मिळवलं होतं. पण, व्होल्टाने ही गोष्ट जाहीरच केली नाही. रॉयल सोसायटीला आपला हा शोध त्याने बऱ्याच उशिरा कळवला. जगातला पहिला विद्युतघट तयार करण्याचं श्रेय व्होल्टा याला दिलं जातं. विरल हायड्रोक्लोरिक आम्ल किंवा सल्फ्युरिक आम्लामध्ये तांबे आणि जस्ताची पट्टी बुडवली की हा विद्युतघट तयार होतो. त्यानंतर १८३६ साली चार्ल्स डॅनिएल या शास्त्रज्ञाने वेगळ्या प्रकारच्या विद्युतघटाची निर्मिती केली. या विद्युतघटामध्ये त्याने तांब्याच्या भांडय़ात कॉपर सल्फेटचे द्रावण घेतले. या द्रावणात विरल सल्फ्युरिक आम्ल असलेले एक सच्छिद्र भांडं ठेवलं. सच्छिद्र भांडय़ात घेतलेल्या सल्फ्युरिक आम्लामध्ये जस्ताची कांडी बुडवली. या विद्युतघटामध्ये तांब्याचं भांडं धन अग्र आणि जस्ताची कांडी ऋण अग्र म्हणून कार्य करते. व्होल्टाच्या साध्या विद्युतघटापेक्षा डॅनिएलच्या विद्युतघटाची क्षमता जास्त होती.सध्या आपण जो ड्राय सेल म्हणजे कोरडा विद्युतघट वापरतो त्याची बीजं फ्रेंच शास्त्रज्ञ जॉर्ज लेक्लांशे या शास्त्रज्ञाने तयार केलेल्या विद्युतघटामध्ये सापडतात. जॉर्ज लेक्लांशेचा जन्म जरी फ्रान्समध्ये झाला तरी त्याचं सगळं शिक्षण मात्र लंडन इथे झालं. १८६० साली शिक्षण पूर्ण झाल्यावर त्याने अभियंता म्हणून काम करत असताना विद्युतघटांवर संशोधन करायला सुरुवात केली आणि सहा वर्षांतच म्हणजे १८६६ साली एक विद्युतघट तयार करून त्याचं एकस्व (पेटंट) मिळवलं.लेक्लांशेच्या विद्युतघटामध्ये एका काचेच्या बरणीत अमोनिअम क्लोराइडचे द्रावण घेतले जाते. या द्रावणात ठेवलेली जस्ताची कांडी ऋण ध्रुव म्हणून कार्य करते. अमोनिअम क्लोराइडच्या द्रावणात एक सच्छिद्र भांडं ठेवलेलं असतं. या भांडय़ामध्ये मँगेनिज डायऑक्साइड आणि कार्बन यांचे मिश्रण ठासून भरलेले असते. मिश्रणाच्या मध्यभागी कार्बनची कांडी उभी केलेली असते. ही कार्बनची कांडी विद्युतघटाचा धन ध्रुव म्हणून कार्य करते.शालेय विद्यार्थ्यांना काचेच्या बरणीतला लेक्लांशे विद्युतघट मी जेव्हा प्रत्यक्ष दाखवला, तेव्हा अशा स्वरूपाचा विद्युतघट असू शकतो यावर त्यांचा विश्वास बसला नाही. लेक्लांशे विद्युतघट बघितल्यावर मुलांची पहिली प्रतिक्रिया, ‘असा एवढा मोठ्ठा कधी सेल असतो का?’ अशी होती. मुलांनी केवळ पेन्सिल सेल किंवा त्याच्यापेक्षा थोडा जाड असलेला सेलच बघितलेला असतो. त्यामुळे अशा प्रकारचा सेल किंवा विद्युतघट असतो; आणि त्याचा आकार इतका मोठा असू शकतो, हे त्यांच्या कल्पनेपलीकडचं असतं. पण त्या काळी, म्हणजे सुमारे दीडशे ते दोनशे वर्षांपूर्वी तयार केलेले हे विद्युतघट अशाच स्वरूपाचे म्हणजे एखाद्या काचेच्या भांडय़ातले किंवा बरणीतले होते.१८६६ साली विद्युतघटाचं एकस्व मिळाल्यावर लेक्लांशेने आपली नोकरी सोडली आणि पूर्णवेळ या विद्युतघटामध्ये सुधारणा घडवून आणण्यासाठी दिला. लेक्लांशेचा विद्युतघट त्या वेळी इतका प्रसिद्ध झाला की केवळ दोनच वर्षांत तब्बल २० हजारांहून अधिक लेक्लांशे विद्युतघट टेलिफोनच्या क्षेत्रामध्ये वापरले जाऊ लागले. त्या काळी टेलिफोनसुद्धा प्राथमिक अवस्थेत होते. लाकडी खोक्यामध्ये टेलिफोनचं यंत्र बसवलेलं असायचं आणि हे यंत्र कार्यरत राहण्यासाठी त्या यंत्राच्या बाजूला लाकडी खोक्यामध्येच विद्युतघट बसवलेला असायचा. जेव्हा जास्त कालावधीसाठी या फोनवरून संभाषण करावं लागायचं तेव्हा सुरुवातीचं संभाषण चांगलं होत असे. पण, शेवटी मात्र विद्युतघटाने अपुऱ्या प्रमाणात ऊर्जा पुरवल्यामुळे संभाषणात व्यत्यय यायचा. लेक्लांशेने तयार केलेला विद्युतघट जास्त कालावधीसाठी विद्युत ऊर्जा पुरवू शकत होता. तसंच या विद्युतघटाला देखभालसुद्धा फारशी करावी लागत नव्हती आणि त्यामध्ये वापरल्या जाणाऱ्या रासायनिक पदार्थाची कार्यक्षमता चांगली होती. लेक्लांशेचा विद्युतघट डॅनिएलच्या विद्युतघटापेक्षा जास्त विभवांतर देतो.पण लेक्लांशेच्या विद्युतघटाचं महत्त्वाचं वैशिष्टय़ म्हणजे, आपण सध्या जो ड्रायसेल किंवा कोरडा विद्युतघट सर्रास वापरतो तो लेक्लांशेच्या विद्युतघटाचं सुधारित स्वरूप आहे. कोरडय़ा विद्युतघटामध्ये असलेले रासायनिक पदार्थ हे स्थायूरूपात किंवा पेस्टच्या स्वरूपात असल्यामुळे या विद्युतघटाला ‘कोरडा विद्युतघट’ म्हणतात.कोरडय़ा विद्युतघटाचे बाहेरचे आवरण जस्त या धातूचे असते. ते ऋण ध्रुव म्हणून कार्य करते; तर मध्यभागी असलेली कार्बनची कांडी धन अग्राचे कार्य करते. कार्बनची कांडी सच्छिद्र पिशवीमध्ये ठासून भरलेल्या कार्बन आणि मँगेनीज डायऑक्साडडच्या पेस्टमध्ये उभी केलेली असते. सच्छिद्र पिशवी आणि विद्युतघटाचं बाहेरचं जस्ताचं आवरण यांच्या दरम्यान असलेल्या जागेत अमोनियम क्लोराइड किंवा िझक क्लोराइडची पेस्ट वापरली जाते.आपल्या विद्युतघटाला जास्त मागणी आहे हे पाहून लेक्लांशेने विद्युतघट तयार करण्याचा कारखाना सुरू केला. हळूहळू या कारखान्यात तो काही लहानमोठी विद्युत उपकरणंसुद्धा तयार करू लागला. पण दुर्दैवाने वयाच्या अवघ्या ४३व्या वर्षी लेक्लांशेचं निधन झालं. त्यानंतर त्याचा भाऊ मॉरिस याने कारखाना आणि विद्युतघट तयार करण्याचा कारभार सांभाळला. * एक िलबू घेऊन त्यामध्ये जस्ताची अणि तांब्याची पट्टी खुपसून ठेवा. या दोन्ही पट्टय़ा टॉर्चमध्ये वापरतो त्या बल्बला जोडा. बल्बऐवजी एल.ई.डी. वापरला तरी चालू शकेल. मात्र एल.ई.डी. जोडताना तांब्याची पट्टी धन अग्र आणि जस्ताची पट्टी ऋण अग्र म्हणून काम करते, हे लक्षात घ्या. िलबामध्ये खुपसलेल्या जस्त व तांब्याच्या पट्टय़ांना बल्ब जोडल्यावर काय होतं, हे बघा. आता िलबाऐवजी बटाटा, भोपळी मिरची, भोपळा, दुधी भोपळा, कांदा, टोमॅटो वापरून हाच प्रयोग पुन्हा करा. तुम्हाला आढळलेल्या निरीक्षणांची नोंद करून त्यामागची कारणमीमांसा शोधण्याचा प्रयत्न करा.* एका काचेच्या ग्लासमध्ये पाणी घेऊन त्यामध्ये मीठ मिसळा. वाया गेलेल्या दोन कोरडय़ा विद्युतघटातल्या कार्बन कांडय़ा काढून साफ करा. कांडय़ांवर बसवलेल्या धातूच्या टोपीला टॉर्चमधील लहान बल्ब आणि एक कोरडा विद्युतघट वायरच्या मदतीने जोडा. आता या कार्बनच्या दोन कांडय़ा मिठाच्या द्रावणात करून बुडवा. तुम्हाला आढळलेल्या निरीक्षणांची नोंद करा. हाच प्रयोग मिठाच्या द्रावणाऐवजी साधं पाणी, िलबाचा रस मिसळलेले पाणी, साखरेचे पाणी, खाण्याचा सोडा मिसळलेलं पाणी घेऊन करा. तुम्हाला आढळणाऱ्या निरीक्षणांची नोंद करा. पाण्यात चमचाभर दही घालून हाच प्रयोग पुन्हा एकदा करा. तुम्हाला काय आढळतं? कोणकोणत्या द्रावणांमधून विद्युतधारा वाहते, याची नोंद करा.* एखादा वाया गेलेला कोरडा विद्युतघट काळजीपूर्वक उघडा. निरीक्षण करा.* कोणकोणत्या उपकरणांमध्ये विद्युतघट वापरले जातात, याची एक यादी तयार करा. या उपकरणांमध्ये एकाच प्रकारचे विद्युतघट असतात की वेगवेगळ्या प्रकारचे?* मोबाइल फोनमध्ये असलेला विद्युतघट (बॅटरी) आणि टॉर्चमध्ये वापरले जाणारे ड्रायसेल यांच्यामध्ये कोणकोणते फरक असतात?
