ප්‍රත්‍යාවර්ථ ධාරාව ගැන දැනගනිමු. (2 කොටස)

කට්ටියට සුභ දවසක් වේවා..!

කලින් ලිපියෙන් මම 'ප්‍රත්‍යාවර්ථ ධාරාව' ගැන පොඩි විස්තරයක් කලා කියලා ඕගොල්ලන්ට මතක ඇතිනේ.. ඉතින් ඒක බැලුවේ නැත්නම්  මෙතනින්  ගිහින් ඒක බලලා ඉන්නකෝ.,

හරි එහෙනම් මුලින්ම මං කලින් ලිපියෙන්, ඕගොල්ලන්ට කියන්න හිතාගෙන ඉදලා අමතක වෙච්ච දෙයක් ගැන කියලා ඉන්නම්කෝ. 

ඒතමා ප්‍රත්‍යාවර්ථ ධාරා විදුලිය ලෝකෙට හදුන්වා දුන්න 'නිකොලා ටෙස්ලා' නම් විශිෂ්ඨ විද්‍යාඥයා ගැන කරුණු කිහිපයක් මට කලින් ලිපියෙන් කියන්න අමතක වීමයි.  ඒහින්දා මුලින්ම අපි ඒගැන කතාකරමු.

'නිකොලා ටෙස්ලා'

'නිකොලා ටෙස්ලා'

ඇත්තටම මේ ශ්‍රේෂ්ඨ පුද්ගලයා නොහිටින්න අද අපේ ගෙවල් වලට විදුලිය ලබා ගැනීමට පවා අසීරුවන්න ඉඩ තිබුනා, මොකද ඒකාලයේ විදුලිය විදියට භාවිතා කලේ 'සරල ධාරා' විදුලියනේ. ඉතින් සරල ධාරා විදුලිය නිෂ්පාදනය කිරීමට වගේම එම විදුලිය සම්ප්‍රේෂණ කිරීමටද විශාල වියදමක් දරන්න වෙනවා. මොකද සරල ධාරාවක් රැහැන් මගින් කෙටි දුරක් ගෙනියනවා වගේ නෙමේ, ගොඩක් දුර ගෙනියනකොට විදුලිය ගෙනියන සන්නායකයේ තියෙන ප්‍රතිරෝධය නිසා විශාල ශක්ති හානියක් සිද්ධවෙනවා. ඉතින් ඒක අඩුකරන්න නම් අපිට විදුලිය සම්ප්‍රේෂණ කිරීමේදි විශාල ප්‍රමාණයේ රැහැන් යොදාගන්න වෙනවා. නමුත් ඒකට විශාල වියදමකුත් දරන්න සිද්ධවෙන නිසා වැඩි ප්‍රදේශයකට විදුලිය සපයන්න හැකියාවකුත් ලැබෙන්නේ නෑ. නමුත් පසු කාලයේදි 'නිකොලා ටෙස්ලා' නම් විද්‍යාඥයා විසින් ප්‍රත්‍යාවර්ථ ධාරා විදුලිය සොයාගැනීම නිසා මේ සියළු ප්‍රශ්නවලට විසදුම් ලැබුනා. ඒමොකද කියනවනම් ප්‍රත්‍යාවර්ථ ධාරාවක්, සරල ධාරාවක් වගේ නෙමේ, පහසුවෙන් ඉහල වෝල්ටීයතාවයකට හරවන්න පුළුවන්, එතකොට ගලන ධාරා ප්‍රමාණය අඩුවෙන නිසා විදුලිය සම්ප්‍රේෂණයේදි සිද්ධවෙන ශක්ති හානියත් අඩුවෙනවා. ඒනිසා අතීතයේදි තරම් විශාල වියදමකින් තොරව, විදුලිය ලබාගැනීමට හැකියාව අද වනවිට අපට ලැබී තියෙනවා.

හරි එහෙනම් අතීතය ගැන පොඩ්ඩක් කතා කලානේ,, දැන් අපි ප්‍රත්‍යාවර්ථ ධාරාව නිපදවීමට යොදාගන්න විද්‍යුත් ජනක යන්ත්‍ර ගැන හා එහි ක්‍රියාකාරිත්වය ගැනත් කතාකරමුකෝ..

විද්‍යුත් ජනක යන්ත්‍ර

අපේ ගෙවල් වලට ලැබෙන ප්‍රත්‍යාවර්ථ ධාරා විදුලිය නිපදවීමට අපි ප්‍රධාන වශයෙන් භාවිතා කරන්නේ 'විද්‍යුත් ජනක යන්ත්‍ර'යි. ඒකියන්නේ විශාල ප්‍රමාණයේ 'බයිසිකල් ඩයිනමෝවකට' සමාන උපකරණයක් ආධාරයෙනුයි. 

බයිසිකල් ඩයිනමෝව

නමුත් බයිසිකල් ඩයිනමෝවත්, විද්‍යුත් ජනක යන්ත්‍රයෙත් අභ්‍යන්තර ව්‍යුහයන් තුල පොඩි පොඩි වෙනස්කම් කිහිපයක් තියෙනවා. මොකද විද්‍යුත් ජනක යන්ත්‍ර අපි පාවිච්චි කරන්නෙ විශාල විදුලි ධාරාවක් නිපදවන්නනේ. ඕක ඉතින් අමුතුවෙන් කියන්න දෙයක් නෙමෙනේ.

හරි දැන් වෙන කතා ඕනෙ නෑ,  ඩයිනමෝවක් ඇතුලේ මොකද වෙන්නෙ කියන එක ගැන කතා කරමුකෝ.

ඩයිනමෝවක් තුලදි සිද්ධවෙන්නෙ, එය අභ්‍යන්තරයේ ඇති නිශ්චල කම්බි දඟරයක් මත 'චුම්භකයක්' චලනය (කරකැවීම) කිරීම නිසා කම්බි දඟරය තුල විද්‍යූත් ගාමක බලයක් ප්‍රේරණය වීමයි. ඉතින් මේ ප්‍රේරිත විදුලිය ඩයිනමෝවේ ඇති එක් අග්‍රයක් තුලින් පිටතට ගැනීමට හැකිවේ.  එලෙස විද්‍යුත් ජනක යන්ත්‍රයෙන් පිටතට විදුලිය ලබාගත හැකි අග්‍රයට සම්බන්ධ වයරය අපි 'සජීවි' (Live) රැහැන ලෙසින් හදුන්වනු ලබනවා. 

එවගේම පිටතට ලබාගත් විදුලිය මගින් අපට අවශ්‍ය ප්‍රතිඵලය ලබාගත් පසු එම විදුලිය නැවත විද්‍යුත් ජනක යන්ත්‍රය වෙතට යවන රැහැන අපි 'උදාසීන' (Neutral) රැහැන ලෙසිනුත් හදුන්වනු ලබනවා. 

ඉතින් මේ රැහැන් දෙවර්ගයෙන් විදුලි ධාරාවක් පවතින්නේ සජීවී රැහැන තුල පමණයි. මොකද විදුලි ජනක යන්ත්‍රයේ නිපදවන විදුලිය පිටතට ගෙනියන්නේ සජීවි රැහැන් මගින්නේ ඒනිසයි සජීවී රැහැන තුල විදුලි ධාරාවක් පවතින්නේ. එවගේම සාමාන්‍ය තත්වයේදි උදාසීන රැහැන තුල විදුලි ධාරාවක් අඩංගු වන්නේ නෑ,  නමුත් සමහර වෙලාවට ගෘහ විද්‍යුත් පරිපථයේ ඇතිවන ලුහුවත් (Short) වීමක් නිසා සජීවී රැහැනෙන් කුඩා ධාරාවක් උදාසීන රැහැන වෙතට ගමන් කරන්නත්  පුලුවන්, ඒනිසා උදාසීන රැහැනේ විදුලි ධාරාවක් නෑ කියලා වීරයා වගේ ඒක අල්ලන්න එහෙම යන්න එපා...!!

එවගේම සජීවි රැහැනට සම්බන්ධ කරලා තියෙන බල්බයක් හෝ උපකරණයක් ක්‍රියාත්මක කල විට, එම උපකරණයට ලැබෙන ධාරාව ඉන්පසු උදාසීන රැහැනට ගමන් කර එතුලින් විද්‍යුත් ජනක යන්ත්‍රය වෙතට විදුලිය ගමන් කිරීම සිද්ධවෙන නිසා, ඒවෙලාවට උදාසීන රැහැන තුලිනුත් විදුලි ධාරාවක් ගලායාම සිද්ධවෙනවා කියන එකත් මතක තියාගන්න.

ප්‍රත්‍යාවර්ථ ධාරාවේ (+),(-)ආරෝපණ ඇතිවන අයුරු

ඕගොල්ලන්ට මතක ඇති මම  කලින් ලිපියෙන්  කිවුවා ප්‍රත්‍යාවර්ථ ධාරා විදුලිය ගලායාමේදි එය (+),(-) හා ශූන්‍ය(0V) යන අගයන්ට පත්වෙමින් ඉදිරියට ගමන් කරන බව. ඉතින් ඒක එහෙම වෙන්නෙ කොහොමද කියන එක ගැන තමයි දැන් මම මේ කතාකරන්න යන්නේ. හරි දැන් අපි ඒගැන කතා කරමු..

විද්‍යුත් ජනක යන්ත්‍රය ගැන හා එහි ක්‍රියාකාරිත්වය ගැන මම කතා කලානේ. මෙහිදි සිද්ධවෙන්නෙ නිශ්චල කම්බි දඟරයක් මත ස්ථීර චුම්භකයක් හෝ විද්‍යුත් චුම්භකයක් චලනය වීමනේ. ඉතින් මේ චුම්භකය චලනය වීමේදි එය ප්‍රධාන අවස්ථා 4ක් පහුකරනවා. පහත රූපය බැලුවිට ඔබට එම අවස්ථා හතර දක්නට ලැබේවී.

විද්‍යුත් ජනක යන්ත්‍රයක් තුල  චුම්භකයක් චලනය වන අයුරු

ඉහත රූපය බැලුවම ඕගොල්ලන්ට අවස්ථා 4ක රූප දැකගන්න පුලුවන්, ඒ අවස්ථා 4තුල තිබෙන්නෙ නිශ්චලව පවතින කම්බි දඟරයක් තුල උත්තර ධ්‍රැවයකින්(N) හා දක්ෂිණ ධ්‍රැවයකින්(S) සමන්විත චුම්භකයක් දක්ෂිණාවර්තව චලනය වීමේදී විදුලිය නිපදවෙන අවස්ථා 4ක් වේ. ඉතින් මේ අවස්ථා 4 නිසා තමා ප්‍රත්‍යාවර්ථ ධාරාව තුල (+),(-) ආරෝපණ මිශ්‍ර වෙමින් පවතින්නේ. දැන් අපි මේ අවස්ථා 4 ගැන වෙන වෙනම කතා කරමු.

Step - 1

මෙහිදි චුම්භකයේ 'S'ධ්‍රැවය ඉහලටද, 'N'ධ්‍රැවය පහලටද වනසේ චුම්භකය සිරස් පිහිටීමක පවති.  {චුම්භකයක 'N'ධ්‍රැවය අපට (+)ආරෝපණ සහිත පෙදෙසක් ලෙස මෙන්ම, 'S'ධ්‍රැවය (-)ආරෝපණ සහිත පෙදෙසක් ලෙසද අපට දැක්විය හැක.} මෙම පිහිටීම නිසා දෙපස ඇති කම්බි දඟර තුල (+)හෝ(-) ආරෝපණ ඇතිවීමක් සිදුනොවේ. එනිසා මෙහි ඇති කම්බි දඟර තුල විද්‍යුත් ආරෝපණ හට ගැනීමක් සිදුනොවේ.
[මෙහි විභව වෙනස 0V වේ.]

Step - 2

මෙහිදි චුම්භකයේ 'N'ධ්‍රැවය වම් පසටද, 'S'ධ්‍රැවය දකුණු පසටද වනසේ චුම්භකය තිරස් පිහිටීමක පවති. මේනිසා 'N'ධ්‍රැවය ඇති පෙදෙසේ (+) ආරෝපණයක්, හා 'N'ධ්‍රැවය ඇති පෙදෙසේ (-) ආරෝපණයක්ද ඇතිවේ. මෙනිසා ඇතිවන විද්‍යුත් ආරෝපණ ධාරාව (-)ආරෝපණ ඇති පෙදෙසේ සිට (+) අරෝපණ ඇති පෙදෙස දක්වා ගමන් කිරීමට පටන් ගනී. එවිට ඇතිවන විභව වෙනස නිසා මීට පෙර  සරල ධාරා පාඩමේදි  කියූ ආකාරයට සම්මත විදුලි ධාරාව (+)සිට(-) දක්වා ගමන් කිරීමට පටන් ගනී.

[මෙහි විභව වෙනස +V වේ.]

Step - 3

මෙහිදි චුම්භකයේ 'N'ධ්‍රැවය ඉහලටද, 'S'ධ්‍රැවය පහලටද වනසේ චුම්භකය සිරස් පිහිටීමක පවති. මෙම පිහිටීම නිසා දෙපස ඇති කම්බි දඟර තුල (+)හෝ(-) ආරෝපණ ඇතිවීමක් සිදුනොවේ. එනිසා මෙහිදීද 'Step -1' වලදි මෙන් විද්‍යුත් ආරෝපණ හට ගැනීමක් සිදු නොවේ. 

[මෙහි විභව වෙනස 0V වේ.]

Step - 4

මෙහිදි චුම්භකයේ 'S'ධ්‍රැවය වම් පසටද, 'N'ධ්‍රැවය දකුණු පසටද වනසේ චුම්භකය තිරස් පිහිටීමක පවති. මේනිසා 'S'ධ්‍රැවය ඇති පෙදෙසේ (-)ආරෝපණයක්, හා 'N'ධ්‍රැවය ඇති පෙදෙසේ (+) ආරෝපණයක්ද ඇතිවේ. මෙහිදි ආරෝපණ ඇතිවීම 'Step -2' ආකාරයට සිදුවුවද, චුම්භකයේ ධ්‍රැව දිශා මාරු වී ඇතිබැවින් කලින් සිදුවූ පරිදි සම්මත විදුලි ධාරාව (+)සිට(-) දක්වා ගමන් නොකර (-)සිට(+) දක්වා ගමන් කිරීමට පටන් ගනී. 

[මෙහි විභව වෙනස -V වේ.] 

• මෙහි 1වන පියවර තුලින් විදුලිය නිපදවීමක් සිදුනොවේ.
• මෙහි 2වන පියවර තුලින් (+) විදුලියක් නිපදවේ.
• මෙහි 3වන පියවර තුලින් විදුලිය නිපදවීමක් සිදුනොවේ.
• මෙහි 4වන පියවර තුලින් (-) විදුලියක් නිපදවේ.

ඉතින් මේ ආකාරයට මේ පියවර 4 දිගින් දිගටම සිදුවීම තුලින්, අඛණ්ඩ ප්‍රත්‍යාවර්ථ ධාරාවක් නිපදවීම සිද්ධවෙනවා. එවගේම මේ පියවර තුලින් ඔබට තේරුම් යන්න ඇති ප්‍රත්‍යාවර්ථ ධාරාව තුල කොහොමද (+)ආරෝපණ, (-)ආරෝපණ හා ඒ අතරතුර විදුලිය නොමැති ශුන්‍ය තත්ව ඇතිවන්නෙ කෙසේද කියලා. එහෙනම් දැන් අපි 'වක්‍රයක්' කියන්නේ මොකක්ද කියන එක ගැන කතා කරමු.

'වක්‍රයක්' යනු කුමක්ද?

ඉහතදි මං දැක්වූ ආකාරයේ පියවර 4ක් සම්පූර්ණ වූ පසු එය 'වක්‍රයක්' ලෙස අපි හදුන්වනවා. අපේ ගෙවල් වලට ලැබෙන ප්‍රත්‍යාවර්ථ ධාරා විදුලියේ නම් තත්පරයකට මෙවැනි වක්‍ර 50ක් (50Hz) පමණ සම්පූර්ණ වෙනවා එවගේම කලින් මම කියූ පියවර වල 'Step -1'වල හා 'Step-3'වල විදුලිය නොමැති අවස්ථා දෙකක් ඇතිවෙන නිසා, මෙම වක්‍ර 50 තුල විදුලිය නොමැති අවස්ථා 100ක් පමණ ඇති වෙනවා. එනිසා අපේ ගෙවල්වල තියෙන සාමාන්‍ය විදුලි බුබුලක් දල්වා ඇති විට, අපට එය දිගින් දිගටම දැල්වී ඇති බව පෙනුනත්, එය සැබෑවටම තත්පරයකට 100 වතාවක් පමණ නිවි නිවී දැල්වෙනවා.

ඒවගේම ඕගොල්ලන්ට දැනිලත් ඇති අපිට විදුලි සැර වැදුනම අපිව ගැහෙනවා නැත්නම් කම්පනයකට ලක්වෙනවා කියලා. ඒක එහෙම වෙන්නෙ ප්‍රත්‍යාවර්ථ ධාරා විදුලියේ 50Hz පමණ කම්පන වාර ගණනක් ඇතිවන නිසයි. ඒකියන්නේ විදුලිය ඇති හා නැතිවීම් තත්පරයකට 100 වතාවක් විතර සිද්ධවෙනවා කියන එකයි.

ඔන්න ඉතින් ප්‍රත්‍යාවර්ථ ධාරාව ගැන ලිපි දෙකක් පුරාවට මම ගොඩක් දේවල් කිව්ව්නේ. ඉතින් ඕකේ තේරෙන්නෙ නැති දෙයක් තියෙනවනම් ලිපිය තුන් හතර පාරක් විතර කියවලා බලන්නකෝ.!

මේ ගැන ඔයාලගෙ අදහස් මොනවද?