विजेच्या बॅटरीचा शोध लावणारा शास्त्रज्ञ व्होल्टा

विजेचा टॉर्च, मोबाइल फोन, मोटारगाडी वगैरेंसाठी आपण बॅटरी वापरतो ती अमूक इतक्या व्होल्टची असावी लागते. घरातल्या किंवा कारखान्यातल्या विजेच्या व्होल्टेजचा उल्लेख आपल्या बोलण्यात किंवा वाचनात येतो. हा व्होल्ट हा शब्द कुठून आला याचे कदाचित कुतुहल असेल. ते एका जुन्या काळातल्या युरोपियन शास्त्रज्ञाने नाव आहे.

आकाशात चमकणारी वीज माणसाला अनादि काळापासून माहीत होती. विल्यम गिल्बर्ट या सोळाव्या शतकात होऊन गेलेल्या ब्रिटिश शास्त्रज्ञाने अँबरचा खडा चामड्यावर घासून प्रथमच स्थितिक विद्युत (Static Electricity) तयार केली. या प्रकाराला इलेक्ट्रिक असे नाव त्यानेच दिले. निरनिराळे विशिष्ट पदार्थ एकमेकांवर घासल्यामुळे त्यांच्यात धन किंवा ऋण विद्युत प्रभार (Positive or Negatve Electric Charge) तयार होतात. पण या विद्युत प्रभाराने फार फार तर एकादे हलके पीस किंवा हातावरले केस किंचित हलवले जातील इतके ते क्षीण असतात. तसल्या त्या सौम्य विजेचा कशासाठीही उपयोग होत नव्हता किंवा तिच्यामुळे कुणालाही त्रास नव्हता यामुळे त्या नैसर्गिक प्रकाराला विशेष महत्व द्यावे असे त्या काळातल्या कोणालाही वाटले नसेल. सतराव्या शतकातले काही शास्त्रज्ञ कुतूहलापोटी या विषयावर संशोधन करायला लागले. ओटो व्हॉन गेरिक या शास्त्रज्ञाने सन १६७२ मध्ये गंधकाच्या एका मोठ्या गोलकाला घासून त्यातून कृत्रिम वीज निर्माण केली आणि तिच्यामुळे होणारे आकर्षण (Attraction) आणि प्रतिकर्षण (Repulsion) प्रयोगामधून दाखवून दिले. त्यानंतर धन आणि ऋण प्रभार यांच्यामध्ये ठिणगी पडते आणि त्यातून विद्युत् विमोच (Electric Discharge) होतो हे शास्त्रज्ञांना समजले. अठराव्या शतकातल्या बेंजामिन फ्रँकलिन याने १७५०च्या सुमाराला कांच आणि शिशाच्या चपट्या पट्ट्या वापरून विजेचा प्रभार (Charge /चार्ज) साठवून ठेवण्याचे एक संधारित्र (Capacitor कपॅसिटर) तयार केले. तसेच आकाशात चमकणारी वीज आणि स्थिर विद्युत या दोघी एकच असतात असे प्रयोगाने सिद्ध करून दाखवले.  सन १७६७ पर्यंत या विषयावर इतके संशोधन झाले होते की जोसेफ प्रीस्टली याने ते गोळा करून विजेचा एक सविस्तर इतिहास ग्रंथ लिहिला होता. प्रीस्टलीनेच हा प्रभार वाहून नेणारे वाहक (Conductor) आणि वाहून न नेणारे दुर्वाहक (bad conductor) यांचे शोध लावले. अशा प्रकारे वीज या विषयावरील संशोधनात खूप हळूहळू प्रगति होत होती, पण विजेचा प्रवाह तयार करणारे साधन मात्र अजून निघाले नव्हते.

अलेसँडर व्होल्टा या इटालियन शास्त्रज्ञाने १७७५ मध्ये विद्युत प्रभार निर्माण करण्यासाठी इलेक्ट्रोफोरस नावाचे उपकरण बनवले. यामुळे विजेवर अधिक संशोधन करायला मदत झाली. त्याने विजेच्या प्रभाराला साठवून ठेवणारा गुणधर्म विद्युत धारिता (Electric Capacitance) या विषयावर संशोधन करून संधारिकांवरील विजेचा दाब त्यातील पदार्थाच्या विद्युत धारितेच्या सम प्रमाणात असतो हे दाखवून दिले. या नियमाला व्होल्टाचा नियम असेच नाव आहे. व्होल्टाचा समकालीन शास्त्रज्ञ गॅल्व्हानी हा मृत बेडकांवर संशोधन करत होता. प्रयोग करतांना त्याला एक आश्चर्यकारक गोष्ट दिसली. त्याने एका बेडकाला तांब्याच्या तारेने बांधून ठेवले होते आणि त्याच्या पायाला लोखंडाचे अवजार लागताच तो पाय एकदम शॉक लागल्यासारखा आखडला. यावरून प्राण्यांच्या शरीरात वीज निर्माण होते असा निष्कर्ष गॅल्व्हानीने काढला आणि त्याला अॅनिमल इलेक्ट्रिसिटी असे नाव ठेवले. या संशोधनामधून प्राण्यांच्या शरीरांच्या अभ्यासाला एक वेगळी दिशा मिळाली.

पण व्होल्टाने यावर वेगळा विचार केला. त्याने तांबे, लोखंड, शिसे, जस्त आदि निरनिराळ्या धातूंची अवजारे वापरून बेडकावर प्रयोग केल्यावर त्याला वेगवेगळी निरीक्षणे मिळाली. त्यामुळे या बाबतीत फक्त प्राण्याच्या शरीराचा गुणधर्म नसून धातूंचासुद्धा सहभाग आहे असे त्याने ओळखले. त्याने त्यानंतर निरनिराळ्या धातूंचे तुकडे वेगवेगळ्या रसायनांमध्ये बुडवून प्रयोग केले आणि बेडकाशिवायही वीज निर्माण करून दाखवली. प्रत्येक धातूचे एक विद्युत विभव (Electric Potential) असते हे त्याने पाहिले आणि या विभवाप्रमाणे धातूंची विद्युतरासायनिक मालिका (Electrochemical Series) तयार केली. त्यासंबंधीच्या नियमालाही व्होल्टाचेच नाव आहे. (Volta's Law of the electrochemical series) दोन भिन्न धातूंचे इलेक्ट्रोड रसायनामध्ये बुडवून ठेवले तर त्याच्यामध्ये एक विद्युतगामक बल (Electromotive Force) तयार होते हे दाखवून ते विद्युत विभवामधील फरकाच्या समप्रमाणात असते असा नियम सांगितला. जगातल्या सर्व विजेच्या बॅटऱ्या या तत्वावर काम करतात.

व्होल्टाने कृत्रिमरीत्या विजेचा प्रभार निर्माण करणारे असे व्होल्टाइक पाइल हे साधन तयार केले. त्यात जस्त आणि तांब्याच्या चपट्या चिपा आणि रसायनांत भिजवलेले पुठ्याचे तुकडे आलटून पालटून एकावर एक ठेऊन त्यांचे अनेक थर केले आहेत. यातल्या प्रत्येक थरांमध्ये थोडा थोडा प्रभार तयार होऊन साठत जातो. व्होल्टाने अशा प्रकारे प्रथमच रासायनिक पद्धतीने वीज तयार करून दाखवली हे या प्रगतीमधले एक मोठे पाऊल होते. अशा प्रकारे साठवलेला विजेचा प्रभार तारेमधून वाहून नेला तर लगेच नवा प्रभार तयार होतो. यामुळे सलगपणे काही वेळ वाहणारा विजेचा प्रवाह तयार करणे प्रथमच शक्य झाले. तोपर्यंत स्थायिक विजेमधून फक्त एक ठिणगी पाडणेच शक्य झाले होते, व्होल्टाने पहिल्यांदाच विजेला प्रवाही करून दाखवले.

याशिवाय व्होल्टाने वायूंच्या रसायनशास्त्रावर संशोधन करून मीथेन या वायूचा शोध लावला. मीथेन हा वायू निसर्गातसुद्धा तयार होत असतो. व्होल्टाने त्याला बंद पात्रामध्ये साठवून आणि त्यात विजेची ठिणगी टाकून त्याला पेटवून दाखवले. त्याने विजेवर केलेल्या  अत्यंत मौलिक संशोधनाचा मान ठेऊन विद्युत विभव (Electric Potential) आणि विद्युतगामक बल (Electromotive Force) यांच्या एककाला व्होल्ट असे नाव दिले आहे. विजेचा दाब व्होल्टेजमध्येच व्यक्त केला जातो आणि त्याचा उल्लेख प्रत्येक उपकरणाच्या बाबतीत होत असल्यामुळे व्होल्टेज हा शब्द आपल्या चांगल्या परिचयाचा आहे.