மின்சாரம் பற்றிய வரலாறு

மின்சார சோதனைகள் 1771 ம் வருடம் ஒரு புது திருப்பு முனை அடைந்தன . லுய்கி கால்வானி என்ற இத்தாலிய உயிரியல் ஆராய்ச்சியாளர் லேடன் குடுவைகளுடன் ஆராய்ச்சி செய்து வந்தார். அவர் உயிரியல் ஆராய்ச்சியில் சில தவளை கால்களுடனும் ஆராய்ச்சி செய்து வந்தார். இவைகளுக்கும் மின்சாரத்துக்கும் ஏதும் தொடர்பு இல்லை. என்ன நடந்தது ? லேடன் குடுவையிலிருந்து ஒரு மின்பொறி ஒரு தவளை காலை தாக்கியது. தாக்கியதும் அந்த தவளை கால் துடித்தது. கால்வானி ஆச்சரியப்பட்டார். உயிருள்ள தசைகள் மட்டுமே இவ்வாறு துடிக்கும். மின்பொறி உயிரற்ற தசைகள் உயிருள்ளது போல் நடக்க வைத்தது. மின்சாரத்துக்கும் உயிருக்கும் ஏதாவது தொடர்பு இருக்குமா ? மின்னல் ஒரு பெரிய மின்சார பொறி என்று ப்ராங்கலின் சோதனையிலிருந்து கால்வானி அறிந்திருந்தார். இடி, மின்னல் போது சில தவளை கால்களை ஜன்னலுக்கு வெளியே வைத்தால் என்ன நடக்கும் ? இடி, மின்னல், மின்சாரம், காற்றிலும், பூமியிலும் பரவும் போது உயிரில்லா தசை துடிக்குமா ? சில தவளை கால்களை ஒரு பித்தளை கொக்கியில் மாட்டி வெளியில் வைத்தார். அதை ஒரு இரும்பு சட்டத்தின் மேல் வைத்தார் இடி, மின்னல் போது அந்த உயிரில்லா தவளை கால்கள் துடித்தன. சில நேரம் தொடர்ந்து துடித்தன. இடி, மின்னல் இல்லாத சமயத்தில் வானிலை அமைதியாக இருந்த போது மறுபடியும் சோதனை செய்தார். இடி, மின்னல் இல்லாவிட்டாலும் தவளை கால்கள் துடித்தன. வேறு விதமான இரண்டு உலோகங்களுடன் அவைகள் தொடர்பு கொண்டால் அவை துடித்தன. பித்தளை, இரும்பு, போன்ற வெவ்வேறு உலோகங்கள் தொடர்பு ஒரே சமயத்தில் இதை செய்தன. மின்சாரத்துக்கும், உயிருக்கும் ஒரு தொடர்பு இருக்க வேண்டும் என்று கால்வானி தீர்மானித்தார் உயிருள்ளவைகள் மின்சாரம் நிரம்பியவையாக இருக்கின்றன. இந்த உயிருள்ளவைகளின் மின்சாரம் உயிர் போன உடனே எல்லாமே போய்விடுவதில்லை. அதனால் உயிர் போன பிறகும் வெவ்வேறு உலோகங்கள் தொட்டால் தசைகள் துடிக்கின்றன. அலஸந்தோரோ வோல்டா என்ற மற்றொரு இத்தாலிய விஞ்ஞானி இந்த தசை துடிப்பை பற்றி சிந்தித்தார். மின்சாரத்தில் பல சோதனைகளை அவர் செய்திருந்தார். தசைகளில் மின்சாரம் என்பதை அவர் நம்பவில்லை. இரு வெவ்வேறு உலோகங்கள் தொட்டபோது மின்சாரம் உலோகத்தின் மூலம் வந்தது தசைகளிலிருந்து வரவில்லை என்று எண்ணினார். இது சரியென்றால் மின்சாரம் இரு வெவ்வேறு உலோகம் கொண்டு செய்ய முடியும். தசைகள் தேவையில்லை. இரு வெவ்வேறு உலோகங்களிடையே தசைக்கு பதிலாக ஒரு ஈரமான அட்டை வைத்தால் என்ன நடக்கும் ? 1794 ம் வருடம் வோல்டா மின்சாரத்தை உரசல், தசைகள் இன்றி உற்பத்திசெய்ய முடியும் என்று நிரூபித்தார். இரு வெவ்வேறு உலோக தகடுகளை உப்பு தண்ணீரில் வைத்தால் உப்பு தண்ணீர் ஒரு எளிதில் கடத்தி என்பதால் அவை ரசாயன மாற்றம் அடைந்துவிடும். இந்த ரசாயன மாற்றம் மின்சாரத்தை எப்படியோ உட்கொண்ட மாற்றம் ஒரு உலோக தகடு பாஸிடிவ் மின்சாரத்தையும் மற்ற தகடு நெகடிவ் மின்சாரத்தையும் பெறும். இதை பெரிய அளவில் செய்ய வோல்டா விரும்பினார். 1800 ம் வருடம் அதிக எண்ணிக்கை உப்பு கலங்களை அவர் தயாரித்தார். ஒரு செம்பு கம்பியை வளைத்து ஒரு கலத்தையும் மறு கலத்தையும் இணைக்கும் வகையில் செய்து அடுத்த கலத்தை ஒரு வெள்ளீய தகடால் இணைத்தார். எல்லா உப்பு நீர் கலங்களும் மாறி இவ்வாறு மாற்றி மாற்றி செப்பு கம்பியினால் வெள்ளீயம் கம்பிகளால் இணைக்கப்பட்டன. எல்லா செப்பு கம்பிகள் பாஸிடிவ் (நேர்மறை மின்சாரத்தையும்) எல்லா வெள்ளீய கம்பிகள் நெகடிவ் (எதிர்மறை மின்சாரத்தையும்) பெற்றன. இந்த கம்பிகளின் மின்சாரம் ஒன்றோடு ஒன்று சேர்ந்து அதிக அளவு மின்சாரமாய் ஆயின. அதாவது ஒரு குடுவை மின்சாரத்தை விட பல மடங்கு அதிக மின்சாரம் அங்கு உற்பத்தி ஆகியது. கடைசியாக வோல்டா ஒரு முனை வெள்ளீய தகடையும் ஒரு முனை செப்பு தகடையும் இன்னொரு உலோக கம்பியால் இணைத்தார். ஒரு முனையிலிருந்து குறைவான மின்சாரம் உள்ள மறு முனைக்கு உலோக கம்பி வழியாக மின்சாரம் சென்றது. வெள்ளீயம், செப்பு இவைகள் உப்பு தண்ணீரில் ரசாயன மாற்றம் அடைவது தொடர்ந்தது. இதனால் இந்த ரசாயன மாற்றம் நிகழும் வரை மின்சாரம் ஒரு முனை பாஸிடிவ் பக்கத்தில் இருந்து மறு முனை நெகடிவ் பக்கத்துக்கு சென்று கொண்டே இருந்தது. ஒரே மாதிரி பல பொருட்கள் வரிசையை ஆங்கிலத்தில் “பேட்டரி” என்பார்கள் வோல்டா வரிசையாக பல உப்பு நீர் கலங்களையும் வெள்ளீய செப்பு தகடுகளையும் வைத்து மின்சாரம் செய்ததை அதனால் “மின்சார பேட்டரி” என்று பெயரிட்டார். வோல்டா முதல் பேட்டரியை கண்டுபிடித்தவர் ஆனார். வோல்டா காலத்துக்குமுன் மின்சாரம் தங்கிய மின்சாரமாகதான் இருந்தது. நிலையான மின்சாரம் வோல்டாவின் பேட்டரியின் மின்சாரம் பாயும், செல்லும் மின்சாரமாக உற்பத்தி ஆகியது. வெகு நேரம் கம்பியில் ஒடியது. இதை “மின்சார கரண்ட்” (மின் ஒட்டம்) என்று பெயரிட்டனர். உடனே இந்த மின் ஒட்டத்தை பல சோதனைகளில் ஈடுபடுத்தினார்கள். புது வகையிலும் சிறப்பாக செயல்படும் பேட்டரிகள் தயாரிக்கப்பட்டன. ரசாயன மாற்றம் மின்சாரம் உற்பத்தி செய்யும் அதே வகையில் மின்சாரம் ரசாயன மாற்றத்தையும் செய்ய முடியும் என்று கண்டுபிடிக்கப்பட்டது. வோல்டா பேட்டரி செய்த அதே 1800 ம் வருடம் வில்லியம் நிக்கல்ஸன் என்ற ஆங்கிலேயர் மின்சாரத்தை உபயோகித்து தண்ணீரை ஆக்ஸிஜன், ஹைட்ரஜன் வாயுக்களாக பிரித்தார். தண்ணீர் ஆக்ஸிஜன், ஹைட்ரஜன் இவைகளின் ரசாயன கலவை என்று தெரியவந்தது. 1807 ம் வருடம் ஹம்பரி டேவி மின்சார ஒட்டத்தை உபயோகித்து சில பெருங்கற்களை உடைத்தார். அதிலிருந்து அதுவரை தெரியாத புது உலோகங்கள் அறியப்பட்டன. 1819 ம் வருடம் டென்மார்க் விஞ்ஞானி ஹான்ஸ் கிறிஸ்டியன் ஆர்ஸ்டெட் மின்சாரம் பாயும் கம்பி காந்த தன்மையை அடைகிறது என்று கண்டுபிடித்தார். மின்சாரமும் காந்த சக்தியும் ஏதோ ஒரு விதத்தில் சம்பந்தப்பட்டிருந்தன. உடனே ஆராய்ச்சியாளர்கள் இதை ஆராய ஆரம்பித்தனர் 1829 ம் வருடம் அமெரிக்க விஞ்ஞானி ஜோஸப் ஹென்றி மின்சாரம் பாயும் கம்பியை சுருள் சுருளாக சுற்றினால் காந்த சக்தி வெகு அதிகமாக வெளிப்படுகிறது என்று கண்டுபிடித்தார். சுருளின் ஒவ்வொரு கம்பியும் அடுத்த சுருளின் மின்சக்தி காந்த சக்தியை அதிகரித்தது. ஆனால் மின்சாரம் ஒரு சுருளில் இருந்து மற்றொரு சுருளுக்கு தாவுவதை தடுக்க சுருள்களை பட்டுநூல் கொண்டு சுற்ற வேண்டும். இவ்வாறு செய்தால் மின்சாரம் சுருள் கம்பியின் ஒரு முனையிலிருந்து மற்றொரு முனைவரை கம்பி வழியாகவே செல்லும். கம்பி சுருள்களை ஒரு இரும்பின் மேல் சுற்றினால் காந்த சக்தி மேலும் அதிகரித்தது. சாதாரண காந்தங்களை விட வெகு வலுவானதாக அது விளங்கியது. இந்த ‘மின்காந்தம்’ காந்த சக்தியை பெறவும், இழக்கவும் வெகு சுலபமாக பேட்டரியிலிருந்து வந்த கம்பியை இணைப்பதும் கழட்டிவிடுவதுமே போதும். இணைத்தால் காந்த சக்தி வந்தது. இணைப்பை நீக்கினால் காந்த சக்தி போய்விட்டது. இதை உபயோகித்து ஹென்றி ஒரு டன் எடை இரும்பை ஒரு சிறிய மின் காந்தச் சுருளை கொண்டு தூக்கி காண்பித்தார். அந்த இரும்பை எங்கு வேண்டுமோ அங்கே எடுத்து நகர்த்தி வைக்க முடியும். மைக்கல் பாரடே என்ற ஆங்கில விஞ்ஞானி மின்சாரம் காந்த சக்தியை ஏற்படுத்தியது மாதிரியே காந்த சக்தியும் மின்சாரத்தை செய்ய முடியும் என்று காண்பித்தார். ஒரு காந்த தகடு அருகே ஒரு செப்பு தகடை சுற்றி சுற்றி வரச்செய்தால் செப்பில் மின்சாரம் வந்தது. இந்த செப்பு தகடை தொடர்ந்து சுற்றுவதற்கு ஒரு நீராவி என்ஜின் உபயோகித்தால் நீராவி என்ஜின் ஒடும் வரை செப்பு தகடு மின்சாரம் உற்பத்தி செய்யும் பாரடே இந்த முறையில் மின்சாரம் உற்பத்தி செய்தார். மின்சார உற்பத்தி இயந்திரம் அல்லது மின்சார ஜெனரேட்டர். என்று அது பெயரிடப்பட்டது. பேட்டரிக்கு வெள்ளீயம், செப்பு, துத்தநாகம் என்ற உலோகங்கள் தேவைப்பட்டன. அவைகள் ரசாயன மாற்றத்தில் கரைந்தன. ஆனால் மின்சார ஜெனரேட்டர் நிலக்கரி கொண்டு வெப்பம் தயாரித்து நீராவி என்ஜின் மட்டும் ஓட்டினால் போதும் என்ற முறையில் விலை குறைந்த மின்சாரம் கொடுத்தது. பாரடே கண்டுபிடிப்பு மூலம் விலை குறைந்த மின்சாரம் தயாரித்து மக்கள் உபயோகிப்பது சாத்தியம் ஆயிற்று. அதே வருடம் ஜோஸப் ஹென்றி பாரடேயின் கண்டுபிடிப்பை திரும்பி உபயோகித்தார் அதாவது மின்சாரம் செப்பு தகடு சுற்றுவதனால் உற்பத்தியினால் மின்சாரம் ஒரு தகடு அல்லது சக்கரத்தை சுற்ற முடியும் என்று காண்பித்தார். மின்சாரம் ஒரு சக்கரத்தை சுற்ற முடியும் என்று கண்டுப்பிடிக்கப்பட்டது. மின்சார மோட்டர் என்று அழைக்கப்பட்டது. மின்சார மோட்டரை ஒரு நொடியில் ஓடச் செய்யவும் ஒரு நொடியில் நிற்கச் செய்யவும் முடிந்தது. சிறிய மின்சார மோட்டர்கள் சிறு பொருள்களையும் நகர்த்த உதவியது. அதை தொடர்சியாகச் செய்யவும் முடிந்தது. அதுவரை மிருகங்கள், மனிதர்களின் தசைகளை உபயோகித்து செய்த வேலைகளை மின்சாரத்தால் செய்ய முடியும் என்று அறியப்பட்டது. கண்டுப்பிடிப்பாளர்கள் மின்சாரத்தை உபயோகித்து ஆச்சரியமான செயல்களை செய்ய முடிந்தனர். சாமுவேல் மோர்ஸ் என்ற அமெரிக்க கண்டுப்பிடிப்பாளர் 1844 வது வருடம், டெலிகிராப் என்ற கருவியை முதன் முதலில் செய்தார். மின்சாரத்தை ஒரு நீளமான கம்பியில் செலுத்தியும் நிறுத்தியும் சிறிதாகவும் பெரிதாகவும் புள்ளி- கோடு என்ற முறையில் அனுப்பினார். ஒவ்வொரு ஆங்கில எழுத்துக்கும் வெவ்வேறு புள்ளி கோடுகளை கொடுத்தார். எந்த மோர்ஸ் 'சங்கேத தொகுப்பு' செய்திகளை வெகு தொலைவு இடங்களுக்கு மின்வேகத்தில் செலுத்த உதவியது. அதாவது ஒரு நொடியில் 3,00,000 கிலோமீட்டர் வேகத்தில் டெலிகிராப் செய்தி நியூயார்க் நகரில் இருந்து சான்பிரான்சிஸ்கோ நகருக்கு 1/60 நொடியில் சென்றது. 1876 வருடம் இன்னொரு ஸ்காட்லந்து அமெரிக்க கண்டுப்பிடிப்பாளர் அலெக்ஸாந்தர் கிரகாம்பெல் மின்சாரப் பாய்ச்சல் குறைவுச் சக்தியாகவும் மிக சக்தியாகவும் மாற்றுவதன் மூலம் ஒலி அலைகளை உண்டாக்கினார். டெலிப்போன் இப்படித் தான் கண்டுப்பிடிக்கப்பட்டது. 1879 வருடம் தாமஸ் ஆல்வா எடிஸன் என்று அமெரிக்க கண்டுப்பிடிப்பாளர் ஒரு வெற்று கண்ணாடிக் குடுவையில் ஒரு கார்பன் இழையில் மின்சாரத்தை செலுத்தி அதை ஜொலிக்க செய்தார். மின்சாரம் அந்த கார்பன் இழையை சூடேற்றி வெண்மையாக பிரகாசிக்கும் நிலைக்கு கொண்டுவந்தார். காற்று இல்லாத குடுவை என்பதால், அந்த இழை பிரகாசித்துக்கொண்டே இருந்தது.