एकदिशकारक

(रेक्टिफायर). प्रत्यावर्ती (उलटसुलट दिशेने वाहणार्‍या) विद्युत् प्रवाहालाएकदिश करण्यासाठी उपयोगी पडणारे साधन. मोठ्या शक्तीच्या पुरवठ्यासाठी प्रत्यावर्ती प्रावाहाचे एकदिश प्रवाहात रूपांतर करण्यासाठी परिभ्रमी जातीचे यंत्र वापरतात. या यंत्रात फिरणारे आर्मेचर (विद्युत् दाव ज्यात उत्पन्न होतो अशी निरोधक वेष्टनयुक्त तारांची रचना म्हणजे गुंडाळी), अनेकसरी (अनेक स्वतंत्र शाखा असलेल्या) पद्धतीची क्षेत्रगुंडाळी (चुंबकीय क्षेत्र निर्माण करणारी गुडांळी) असलेल्या एकदिश-जनित्राप्रमाणे गुडांळून दिक्परिवर्तकाच्या (प्रवाहाची दिशा बदलणार्‍या भागाच्या) पट्ट्यांना डोडलेले असते. आर्मेचराच्यादुसच्या बाजूकडे घसरकड्या बसवलेल्या असतात व त्या गुंडाळीमधील विषिष्ट भागांना संवाहकांनी जोडलेल्या असतात. या घसरकड्यांमधून ब्रशांच्या साहाय्याने बाहेरच्या प्रत्यावर्ती प्रवाहाचा पुरवठा केला म्हणजे हे यंत्र विद्युत् चलित्राप्रमाणे (मोटरप्रमाणे) फिरते. यंत्राचे आर्मेचर फिरत असताना गुडांळीमध्ये बाहेरून येणारा प्रत्यावर्तीप्रवाह यंत्रातील दिक्परिवर्तकाच्या साहाय्याने एकदिशी होतो व तो ब्रशांच्या मदतीने बाहेर नेता येतो. अशी यंत्रे विद्युत् गाडीच्या रूळमार्गावर टांगलेल्या एकदिश प्रवाह संवाहकाला शक्तीचा पुरवठा करण्यासाठी विशेष उपयोगी पडतात. या यंत्राच्या एकदिश दाबांत बदल करावयाचा असल्यास प्रत्यावर्ती बाजूकडील रोहित्राच्या (प्रत्यावर्ती विद्युत् दाब बदलणार्‍या साधनाच्या) द्वितीयक गुंडाळीचा दाब बदलावा लागतो. रोहित्राच्या प्राथमिक गुंडाळीतील वेढे कमी करणे ही प्रत्यावर्ती द्वितीयक दाब वाढविण्याची एक पद्धत आहे. या पद्धतीमध्ये तीनही कलांतील (प्रवाह नेणार्‍या शाखांतील) वेढे एकाच वेळी फिरत्या स्पर्शकांनी कमी करावे लागतात. अनेकसरी पद्धतीच्या क्षेत्रगुंडाळीमधील प्रवाह बदलून हे उदिष्ट साधता येत नाहीकारण त्या गुडांळीतील प्रवाह बदलण्याने प्रत्यावर्ती बाजूकडील शक्तिगुणक (प्रत्यक्ष जात असलेली शक्ती आणि जाऊ शकणारी कमाल शक्ती यांचे गुणोत्तर वॉट /व्होल्ट ×  अँपियर आपोआप बदलतो व त्याच्या योगाने क्षेत्र फरक नाहीसा होतो.

उलटसुलट दिशेने जाणार्‍या प्रवाहाचे विषम प्रमाणात संवहन करणार्‍या साधनाचाही एकदिशकारक म्हणून उपभोग करता येतो. अशा साधनामध्ये प्रवाहाला एकादिशेने जाताना कमी विरोध हातो परंतु उलट दिशेवे येताना जास्त विरोध होतो,

आ. १. चकतीमाला जोडण्याच्या दोन पद्धती : (१) प्रत्यावर्ती प्रवाह, (२) रोहित्र, (३) एकदिश दाब, (४) चकतीमाला.

सिलिनियम एकदिशकारक : या प्रकारात एका लोखंडी चकतीच्या एका बाजूवर सिलिनियमाचा थर बसवलेला असतो व त्यावरून नीच वितळबिंदू असलेल्या एखाद्या मिश्र-धातूचा दुसरा थर वसवलेला असतो. सिलिनियम मिश्रधातू यांच्या सीमेवर प्रवाह एकदिश होण्याच्या क्रिया घडते. सिलिनियमाकडून मिश्र धातूकडे जाताना प्रवाहाला कमी विरोध होतो व उलट दिशेने येताना जास्त विरोध होतो.

एकदिशकारकामध्ये विद्युत् दाब वाढविण्यासाठी अनेक चकत्याएकसरीत (एकापुढे एक) जोडाव्या लागतात व प्रवाह वाढविण्यासाठी एकसरीत जोडलेल्या अनेक माला अनेकसरी पद्धतीने जोडाव्या लागतात. चकत्यांच्या एका मालेतून मिळणारा प्रवाह तुटक तुटक एकदिश लाटांचा असतो. लाटांच्या दोन्ही अर्धभागांचे सलग एकदिश प्रवाहात रूपांतर करण्यास दोन किंवा चार चकत्यांचा किंवा चकतीमालांचा उपयोग करावा लागतो. चकतीमाला जोडण्याचे दोन प्रकार आ. १ मध्ये दाखविले आहेत. याच पद्धतीचे जर्मेनियम व सिलिकॉन एकदिशकारक सिलिनियमापेक्षाजास्त कार्यक्षम असतात.

तापायनिक नलिका एकदिशकारक : तापायनिक (आतील चंतू तापवून इलेक्ट्रॉन उत्पन्न करणार्‍या) नलिकांचा एकदिशकारक म्हणून उपयोग करता येतो [ इलेक्ट्रॉनीय प्रयुक्ति]. या प्रकारात नलिकेमधील ऋण विद्युत् अग्र निकेल तंतूचे किंवा निकेलाच्या लहान नळीच्या स्वरूपात बनवलेले असते. या तंतूवर (अथवा लहान नळीवर) बेरियम व स्ट्राँशियम ऑक्साइडाचे मिश्रण बसवलेले असते. तंतूमधून प्रवाह वाहू लागला म्हणजे तो तापून लाल होतो. लहान नळी तापविण्याकरिता नळीच्या आतून निराळा तापक तंतू बसवतात. तंतू तापला म्हणजे त्याचे तपमान ८५०० से. पर्यंत असते. या तपमानावर तंतूमधून मुक्त इलेक्ट्रॉन बाहेर पडू लागतात व आसपासच्या जागेत जातात. या तापायनिक नलिकेमध्ये जर दुसरे अग्र बसवले व त्याचा विद्युत् दाब तापलेल्या तंतूपेक्षा जास्त असला, तर ऋणाग्राच्या तंतूमधून निघणारे सर्व इलेक्ट्रॉन दुसर्‍या अग्राकडे (धनाग्राकडे) जातात व तापायनिक नलिकेच्या बाहेरच्या मार्गाने जाऊन पुन्हा ऋणाग्राकडे परत येतात. अशा प्रकारे तापायनिक नलिकेच्या आत विद्युत् प्रवाह सुरू होतो. ज्यावेळी दुसर्‍या अग्राचा दाब गरम तंतूच्या दाबापेक्षा कमी होतो, त्यावेळी दुसर्‍या अग्राक्रडे इलेक्ट्रॉन जात नाहीत व त्यामुळे तापायनिक नलिकेतील प्रवाह पूर्णपणे थांबतो. म्हणजे दुसरे अग्र गरम तंतूच्या मानाने जास्त दाबाचे असेल तोपर्यंतच तापायनिक नलिकेमधून विद्युत् प्रवाह वाहतो. या कामाकरिता वापरावयाच्या तापायनिक नलिका निर्वात करतात किंवा त्यांमध्ये एखादा अक्रिय (रासायनिक विक्रिया होण्याची सहज प्रवृत्ती नसलेला) वायू अगदी विरल स्वरूपात भरतात. साधारणतः यासाठी आर्गॉन किंवा पार्‍याचे बाष्प वापरतात.

आ. २. दोन पट्टिकांची तापायनिक नलिका वापरून सलग एकदिश प्रावह मिळवण्याची पद्धत: (१) प्रत्यावर्ती दाब, (२) रोहित्र, (३) तापायनिका, (४) एकदिश दाब.

अक्रिय वायू भरलेल्यातापायनिक नलिकामधून वायूचे आयनी-भवन (विद्युत् भारित अणू, रेणू वा अणुगट तयार होणे) होत असल्याने त्यांच्या-मधून निर्वात जातीच्या नलिकेपेक्षा पुष्कळ जास्त प्रवाह मिळतो. अशा तापायनिक नलिकांमधून साधारणतः अर्ध्यालाटेचा तुटक एकदिश प्रवाह बाहेर पडतो. सलग प्रवाह मिळण्याकरिता दोनपट्टिकांची तापायनिक नलिका वापरतात. ही पद्धत आ. २ मध्ये दाखविली आहे. वर दिलेल्या एकदिशकारकामधून निघणारा एकदिश प्रवाह सारखा कमीजास्त होत असतो. अशा प्रवाहाला शक्य तितका स्थिर मूल्याचा करण्यासाठी एकदिशकारकाकडून येणारा प्रवाह एका प्रवर्तकातून (प्रवाहाच्या बदलास विरोध करणार्‍या घटकातून) नेतात. त्यामुळे तो प्रवाह बराच स्थिर होतो.

पाऱ्याच्या प्रज्योतीचा एकदिशकारक : हा साधारणतः अक्रिय वायू भरलेल्या तापायनिक नलिकेप्रमाणेच काम करतो. यामधील ऋणाग्राकरिता तंतू किंवा नळी न वापरता पार्‍याचा उपयोग करतात. हा पारा त्याच्या वजनामुळे तापायनिक नलिकेच्या तळावर स्थिर राहतो. तापायनिक नलिका निर्वात करून पार्‍याचा भाग व दुसरे विद्युत् अग्र यांच्यामध्ये जर विद्युत् प्रज्योत उत्पन्न केली, तर त्या प्रज्योतीमधून दुसर्‍या अग्राकडून पाऱ्याकडे विद्युत् प्रवाह वाहतो, परंतु पार्‍याकडून दुसर्‍या अग्राकडे विद्युत् प्रवाह वाहत नाही. अशा नलिकेमधील दुसरे विद्युत् अग्र साधारणतः कार्बनाचे किंवा लोखंडाचे असते. अशा साध्या नलिकेमधून मिळणारा एकदिश प्रवाह तुटक तुटक अर्ध्या लाटांचाच असतो. तो सबंध सलग लाटेचा करण्यासाठी नलिकेमध्ये दोन अग्रे बसवतात व ती आलटून पालटून धनाग्राचे काम करतात.

आ. ३. पाऱ्याच्या प्रज्योतीचा एकदिशकारक : (१) प्रत्यावर्ती दाब, (२) रोहित्र, (३) एकदिश दाब, (४) नलिका, (५) पारा.

प्राथमिक पुरवठा तीन कलांच्या प्रत्यावर्ती जातीचा असेल, तर सामान्य कामाकरिता नलिकेमध्ये तीन किंवा सहा अग्रे बसवतात. त्यांच्या मदतीने मिळणारा एकदिश प्रवाह पुष्कळच स्थिर असतो. ही पद्धत आ. ३ मध्ये दाखविली आहे. पार्‍याच्या प्रज्योतीचा एकदिशकारक मोठ्या शक्तीसाठी वापरता येतो. त्यावेळी एकदिश प्रवाह शक्य तितका समान ठेवण्यासाठी प्राथमिक त्रिकला पुरवठ्याचे ६ कलांमध्ये किंवा १२ कलांमध्ये रूपांतर करून ६ किंवा १२ धनाग्रांचा एकदिशकारक उपयोगात आणतात. त्यामुळे मिळणारा एकदिश प्रवाह चांगला सुधारलेला असतो व जवळजवळ स्थिरमूल्यी राहतो. पार्‍याच्या प्रज्योतीचा एकदिशकारक सुरू करण्यासाठी विशेष योजना करावी लागते. त्याकरिता एक लोकंडाचा किंवा ग्रॅफाइटाचा दांजा पार्‍याच्या वर टांगलेला असतो. हा दांजा खाली सोडून पार्‍यात बुडविला म्हणजे मोठा विद्युत् प्रवाह सुरू होतो व दांडा परत वर नेला म्हणजे दांडा व पारा यांच्यामध्ये प्रज्योत उत्पन्न होते. प्रज्योत उत्पन्न झाली म्हणजे मुख्य एकदिशकारकाचे काम सुरू होते. यांशिवाय दोन स्वतंत्र अग्रे बसवतात. ती आलटून पालटून धन होतात व त्यांच्या मदतीने एकदा सुरू झालेली प्रज्योत भार नसला तरी चालू राहते.

आ. ४. एकदिशकारकाने घटमाला भारित करण्याची पद्धत : (१) प्रत्यावर्ती दाब, (२) रोहित्र, (३) एकदिशकारक नलिका.

वाऱ्याच्या प्रज्योतीचे एकदिशकारक आतील उष्णतेमुळे फार तापू नयेत म्हणून थंड ठेवण्याची व्यवस्था करावी लागते. सर्वसाधारण एकदिशकारकांची मुख्य नलिका उत्तापसह (उच्च तपमान सहन करू शकणारी) काचेची असते, परंतु काही प्रकारांत त्याकरिता पोलादी भांडेही वापरतात. काचेच्या नलिकेच्या एकदिशकारकामधून ५०० अँपि.पर्यंत प्रवाह मिळू शकतो. यापेक्षा जास्त प्रवाहासाठी पोलादी भांड्याचा एकदिशकारक वापरावा लागतो व त्यापासून १,५०० अँपि.पर्यंत प्रवाह मिळू शकतो. पार्‍याच्या एकदिशकारकात धनाग्र व प्रज्योत यांच्यामध्ये आयणीकरण कमी करण्यासाठी विशेष प्रकारच्या जाळ्या बसवतात. या जाळ्यांचा विद्युत् दाब ऋणाग्रापेक्षाकमी ठेवून व त्यामध्ये पाहिजे तसा बदल करून एकदिशकारकाच्या दाबावर चांगले नियंत्रण ठेवता येते.

संचायक विद्युत् घटमाला (विद्युत् भार साठविता येणारी घटमाला) भारित करण्यासाठी स्थिर किंवा तुटक असा कोणत्याही प्रक्रारचा एकदिश प्रवाह वापरता येतो. तापायनिक नलिकेचा अशा कामासाठी उपयोग करण्याची एक पद्धत आ. ४ मध्ये दाखविली आहे.  विद्युत् घटमाला भारित करताना एकदिश विद्युत् दाबाचे नियंत्रण करावे लागते व घटमालेतून जाणार्‍या प्रवाहाचेही नियंत्रण करावे लागते. घटमाला भारित करण्यासाठी एकदिश विद्युत् जनित्र वापरले, तर त्याचा दाब घटमालेच्या दाबापेक्षा कमी असेल तेव्हा उलट प्रवाह जाऊ नये म्हणून उलट प्रवाह प्रतिबंधक स्विच वापरावा लागतो.

संदर्भ : Dawes, C. L. A Course in Electrical Englneerlng, Vol. II, New York, 1956.

लेखक : वा. रा. ओक

स्त्रोत : मराठी विश्वकोश