बिजली का आविष्कार किसने किया और कब हुआ?

Bijli Ka Avishkar Kisne Kiya बहुत से लोग सोचते हैं कि बेंजामिन फ्रैंकलिन ने 1752 में अपने प्रसिद्ध पतंग-उड़ान प्रयोगों के साथ बिजली का आविष्कार किया था। फ्रैंकलिन एक आंधी के दौरान पतंग के तार की चाबी बांधने के लिए प्रसिद्ध है, यह साबित करते हुए कि स्थैतिक बिजली और प्रकाश व्यवस्था वास्तव में एक ही चीज थी। हालाँकि, यह बिजली की पूरी कहानी नहीं है।

बेंजामिन फ्रेंकिन

बिजली की “खोज” बिल्कुल नहीं की गई थी। बिजली हमेशा प्रकृति का हिस्सा रही है, स्थैतिक बिजली के रूप में, पृथ्वी पर निर्वहन के रूप में, बिजली के रूप में, या दो विद्युत आवेशित पदार्थों को रगड़ते समय। वास्तव में, सच्चाई यह है कि विद्युत शक्ति के रूप में “बिजली” का आविष्कार तब हुआ जब यह पता चला कि बिजली उत्पन्न विद्युत में उत्पन्न की जा सकती है और फिर तारों के माध्यम से विद्युत प्रवाह के रूप में प्रसारित की जा सकती है।

आवश्यकता आविष्कार की जननी है, वे कहते हैं, और यह बिजली के मामले में भी उतना ही सच है। जब “बिजली के आविष्कार” की बात आती है, तो लोग अपने घरों को रोशन करने का एक सस्ता और सुरक्षित तरीका चाहते थे, और वैज्ञानिकों ने सोचा कि बिजली एक तरीका हो सकता है।

जब बिजली के आविष्कार या ऊर्जा शक्ति की खोज की बात आती है, तो यह वास्तव में एक लंबी कहानी है, लंबे समय से। वैज्ञानिक अनुसंधान के कारण प्रत्येक प्रयोग से विद्युत प्रौद्योगिकी का जन्म हुआ। बिजली की रोशनी इस आधुनिक दुनिया में बिजली के रूप में इतनी आम है, लेकिन बिजली का आविष्कार किसने किया, इसका सवाल वास्तव में बिजली की खोज में शामिल होना चाहिए। प्राकृतिक दुनिया में बिजली आम थी, लेकिन बिजली प्रयोग का परिणाम थी।

थेल्स ऑफ मिलेटस के लेखन से ऐसा प्रतीत होता है कि पश्चिमी लोग 600 ई.पू. वह एम्बर रगड़ने से चार्ज हो जाता है। जब तक अंग्रेजी वैज्ञानिक विलियम गिल्बर्ट ने 1600 में कई पदार्थों के विद्युतीकरण का वर्णन नहीं किया और एम्बर के लिए ग्रीक शब्द से बिजली शब्द गढ़ा, तब तक बहुत कम वास्तविक प्रगति हुई थी। इसी कारण गिल्बर्ट को आधुनिक विद्युत का जनक कहा जाता है। Bijli Ka Avishkar Kab Hua Tha 1660 में ओट्टो वॉन गुएरिक ने स्थैतिक बिजली के उत्पादन के लिए एक कच्ची मशीन का आविष्कार किया।

यह गंधक का एक गोला था, जिसे एक हाथ से क्रैंक द्वारा घुमाया जाता था और दूसरे हाथ से रगड़ा जाता था। फ़्रांसिस हॉक्सबी जैसे उत्तराधिकारियों ने ऐसे सुधार किए जो प्रयोगकर्ताओं को स्थैतिक बिजली के एक तैयार स्रोत के साथ प्रदान करते हैं। इन शुरुआती मशीनों का आज का अत्यधिक विकसित वंशज वैन डे ग्राफ जनरेटर है, जिसे कभी-कभी कण त्वरक के रूप में उपयोग किया जाता है।

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रॉबर्ट बॉयल ने महसूस किया कि आकर्षण और प्रतिकर्षण परस्पर थे और विद्युत बल एक निर्वात के माध्यम से प्रेषित होता था। स्टीफन ग्रे ने कंडक्टर और नॉनकंडक्टर्स के बीच अंतर किया। सीएफ डू फे ने दो प्रकार की बिजली को मान्यता दी, जिसे बेंजामिन फ्रैंकलिन और फिलाडेल्फिया के एबेनेज़र किन्नर्सले ने बाद में सकारात्मक और नकारात्मक नाम दिया।

1745 में पीटर वैन मुशचेनब्रोक द्वारा लेडेन जार का आविष्कार करने के बाद प्रगति तेज हो गई। लेडेन जार में स्थैतिक बिजली जमा होती थी, जिसे एक ही बार में डिस्चार्ज किया जा सकता था। 1747 में विलियम वॉटसन ने एक सर्किट के माध्यम से एक लेडेन जार को डिस्चार्ज किया, और करंट और सर्किट की समझ ने प्रयोग के एक नए क्षेत्र की शुरुआत की। हेनरी कैवेंडिश ने सामग्री की चालकता को मापकर (उसने सामग्री के माध्यम से लेडेन जार को निर्वहन करके प्राप्त एक साथ झटके की तुलना की), और चार्ल्स ए कूलम्ब ने गणितीय रूप से विद्युतीकृत निकायों के आकर्षण को व्यक्त करके बिजली का मात्रात्मक अध्ययन शुरू किया।

विद्युत प्रवाह में एक नई रुचि बैटरी के आविष्कार के साथ शुरू हुई। लुइगी गलवानी ने देखा था (1786) कि स्थैतिक बिजली के निर्वहन ने मेंढक के पैर को झटका दिया। परिणामी प्रयोग ने इलेक्ट्रोलाइट के रूप में पैर के तरल पदार्थ और सर्किट और संकेतक के रूप में मांसपेशियों का उपयोग करके एक साधारण इलेक्ट्रॉन सेल का उत्पादन किया। गलवानी ने सोचा कि पैर बिजली की आपूर्ति करता है, लेकिन एलेसेंड्रो वोल्टा ने अन्यथा सोचा, और उन्होंने सबूत के रूप में वोल्टाइक ढेर, एक प्रारंभिक प्रकार की बैटरी का निर्माण किया।

बैटरियों से निरंतर प्रवाह ने जी.एस. ओम के नियम, संबंधित धारा, वोल्टेज (इलेक्ट्रोमोटिव बल), और प्रतिरोध, और जे.पी. जूल के विद्युत ताप के नियम की खोज का मार्ग प्रशस्त किया। ओम के नियम और बाद में जी.आर. किरचॉफ द्वारा खोजे गए नियमों के संबंध में धाराओं के योग और एक सर्किट में वोल्टेज के योग सर्किट गणना करने के मूल साधन हैं।

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  1. एक अलग तरह की शक्ति: बैटरी

बिजली का उत्पादन और उपयोग करना सीखना आसान नहीं था। लंबे समय तक प्रयोगों के लिए बिजली का कोई भरोसेमंद स्रोत नहीं था। अंत में, 1800 में, एक इतालवी वैज्ञानिक एलेसेंड्रो वोल्टा ने एक महान खोज की। उसने कागज को खारे पानी में भिगोया, कागज के विपरीत किनारों पर जस्ता और तांबा रखा, और रासायनिक प्रतिक्रिया को विद्युत प्रवाह उत्पन्न करते देखा। वोल्टा ने पहली इलेक्ट्रिक सेल बनाई थी।

इनमें से कई कोशिकाओं को एक साथ जोड़कर, वोल्टा “एक करंट को स्ट्रिंग” करने और एक बैटरी बनाने में सक्षम था। वोल्टा के सम्मान में हम बैटरी को वोल्ट में रेट करते हैं। अंत में, बिजली का एक सुरक्षित और भरोसेमंद स्रोत उपलब्ध था, जिससे वैज्ञानिकों के लिए बिजली का अध्ययन करना आसान हो गया।

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  1. एक करंट शुरू हुआ

एक अंग्रेजी वैज्ञानिक, माइकल फैराडे, यह महसूस करने वाले पहले व्यक्ति थे कि तांबे के तार के माध्यम से एक चुंबक को पारित करके विद्युत प्रवाह का उत्पादन किया जा सकता है। यह एक अद्भुत खोज थी। आज हम जितनी बिजली का उपयोग करते हैं, वह विशाल बिजली संयंत्रों में तांबे के तार के चुंबक और कॉइल से बनाई जाती है। विद्युत जनरेटर और विद्युत मोटर दोनों इसी सिद्धांत पर आधारित हैं। एक जनरेटर गति ऊर्जा को बिजली में परिवर्तित करता है। एक मोटर विद्युत ऊर्जा को गति ऊर्जा में परिवर्तित करती है।

1819 में हैंस क्रिस्टियन ओर्स्टेड ने पाया कि एक चुंबकीय क्षेत्र एक विद्युत धारावाही तार को घेर लेता है। दो साल के भीतर आंद्रे मैरी एम्पीयर ने कई विद्युत चुम्बकीय कानूनों को गणितीय रूप में डाल दिया था, डी एफ अरागो ने विद्युत चुंबक का आविष्कार किया था, और माइकल फैराडे ने इलेक्ट्रिक मोटर का एक कच्चा रूप तैयार किया था।

एक मोटर के व्यावहारिक अनुप्रयोग के लिए 10 साल इंतजार करना पड़ा, हालांकि, फैराडे (और पहले, स्वतंत्र रूप से, जोसेफ हेनरी) ने इलेक्ट्रिक जनरेटर का आविष्कार किया, जिसके साथ मोटर को बिजली दी जा सकती थी। फैराडे द्वारा जनरेटर के प्रयोगशाला सन्निकटन के एक साल बाद, हिप्पोलीटे पिक्सी ने एक हाथ से चलने वाले मॉडल का निर्माण किया। तब से इंजीनियरों ने वैज्ञानिकों से पदभार ग्रहण किया, और धीमी गति से विकास हुआ; पहला पावर स्टेशन 50 साल बाद बनाया गया था।

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माइकल फैराडे

1873 में जेम्स क्लर्क मैक्सवेल ने विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र का वर्णन करने वाले समीकरणों के साथ विकास का एक अलग मार्ग शुरू किया था, और उन्होंने प्रकाश की गति से यात्रा करने वाली विद्युत चुम्बकीय तरंगों के अस्तित्व की भविष्यवाणी की थी। हेनरिक आर. हर्ट्ज़ ने प्रयोगात्मक रूप से इस भविष्यवाणी की पुष्टि की, और मार्कोनी ने सबसे पहले रेडियो (1895) के विकास में इन तरंगों का उपयोग किया।

जॉन एम्ब्रोस फ्लेमिंग ने (1904) मार्कोनी रेडियो के लिए एक डिटेक्टर के रूप में डायोड रेक्टिफायर वैक्यूम ट्यूब का आविष्कार किया। तीन साल बाद ली डे फॉरेस्ट ने तीसरा इलेक्ट्रोड जोड़कर डायोड को एम्पलीफायर में बदल दिया, और इलेक्ट्रॉनिक्स शुरू हो गया था। 1897 में जे जे थॉमसन द्वारा इलेक्ट्रॉन की खोज के साथ सैद्धांतिक समझ और अधिक पूर्ण हो गई। 1910-11 में अर्नेस्ट आर. रदरफोर्ड और उनके सहायकों ने परमाणु के भीतर आवेश के वितरण को सीखा। रॉबर्ट मिलिकन ने 1913 तक एकल इलेक्ट्रॉन पर आवेश को मापा।

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  1. मिस्टर एडिसन एंड हिज़ लाइट

थॉमस अल्वा एडिसन सभी आविष्कारकों में सबसे महान में से एक है और आमतौर पर प्रकाश बल्ब (निकोलस टेस्ला के साथ) बनाने का श्रेय दिया जाता है। वह 1868 में बोस्टन पहुंचे। बोस्टन में उन्हें ऐसे पुरुष मिले जो विद्युत प्रवाह के बारे में कुछ जानते थे, और जब वह रात में काम कर रहे थे और अपने सोने के घंटों को कम कर रहे थे, तो उन्हें अध्ययन के लिए समय मिला।

उन्होंने फैराडे के कार्यों को खरीदा और उनका अध्ययन किया। वर्तमान में उनके बहुआयामी आविष्कारों में से पहला आया, एक स्वचालित वोट रिकॉर्डर, जिसके लिए उन्हें 1868 में एक पेटेंट प्राप्त हुआ। इसके लिए वाशिंगटन की यात्रा की आवश्यकता थी, जिसे उन्होंने उधार के पैसे पर बनाया था, लेकिन वह डिवाइस में कोई दिलचस्पी पैदा करने में असमर्थ थे।

“वोट रिकॉर्डर के बाद,” वे कहते हैं, “मैंने एक स्टॉक टिकर का आविष्कार किया, और बोस्टन में एक टिकर सेवा शुरू की; उसके तीस या चालीस ग्राहक थे और गोल्ड एक्सचेंज के एक कमरे से संचालित होता था।” इस मशीन को एडिसन ने न्यूयॉर्क में बेचने का प्रयास किया, लेकिन वह सफल हुए बिना बोस्टन लौट आया। फिर उन्होंने एक डुप्लेक्स टेलीग्राफ का आविष्कार किया जिसके द्वारा दो संदेश एक साथ भेजे जा सकते थे, लेकिन एक परीक्षण में, सहायक की मूर्खता के कारण मशीन विफल हो गई।

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थॉमस अल्वा एडीसन

पेनीलेस और कर्ज में डूबे थॉमस एडिसन 1869 में फिर से न्यूयॉर्क पहुंचे। लेकिन अब भाग्य ने उनका साथ दिया। गोल्ड इंडिकेटर कंपनी सोने के स्टॉक एक्सचेंज की कीमतों को टेलीग्राफ करके अपने ग्राहकों को प्रस्तुत करने वाली एक चिंता थी। कंपनी का उपकरण क्रम से बाहर था।

एक भाग्यशाली संयोग से, एडिसन इसकी मरम्मत के लिए मौके पर थे, जो उन्होंने सफलतापूर्वक किया, और इसके कारण उन्हें तीन सौ डॉलर प्रति माह के वेतन पर अधीक्षक के रूप में नियुक्त किया गया। जब कंपनी के स्वामित्व में बदलाव ने उन्हें फ्रैंकलिन एल. पोप, पोप की साझेदारी, एडिसन करंट, और कंपनी, संयुक्त राज्य अमेरिका में इलेक्ट्रिकल इंजीनियरों की पहली फर्म के साथ उनके द्वारा बनाई गई स्थिति से बाहर कर दिया।

थॉमस एडिसन ने तुरंत नेवार्क में एक दुकान खोली। उन्होंने उस समय उपयोग में आने वाली स्वचालित टेलीग्राफी (टेलीग्राफ मशीन) की प्रणाली में सुधार किया और इसे इंग्लैंड में पेश किया। उन्होंने पनडुब्बी केबल्स के साथ प्रयोग किया और चौगुनी टेलीग्राफी की एक प्रणाली पर काम किया जिसके द्वारा चार का काम करने के लिए एक तार बनाया गया था।

इन दो आविष्कारों को अटलांटिक एंड पैसिफिक टेलीग्राफ कंपनी के मालिक जे गोल्ड ने खरीदा था। गोल्ड ने क्वाड्रुप्लेक्स सिस्टम के लिए 30,000 डॉलर का भुगतान किया लेकिन स्वचालित टेलीग्राफ के लिए भुगतान करने से इनकार कर दिया। गोल्ड ने अपनी एकमात्र प्रतियोगिता वेस्टर्न यूनियन को खरीद लिया था।

एडिसन ने लिखा, “उसके बाद, उन्होंने स्वचालित टेलीग्राफ वाले लोगों के साथ अपने अनुबंध को अस्वीकार कर दिया और उन्हें अपने तारों या पेटेंट के लिए कभी भी एक प्रतिशत नहीं मिला, और मैंने तीन साल का बहुत कठिन श्रम खो दिया। लेकिन मुझे उससे कभी कोई शिकायत नहीं थी क्योंकि वह था उनकी लाइन में इतना सक्षम था, और जब तक मेरा हिस्सा सफल रहा, मेरे पास पैसा एक माध्यमिक विचार था। जब गॉल्ड को वेस्टर्न यूनियन मिला तो मुझे पता था कि टेलीग्राफी में आगे कोई प्रगति संभव नहीं है, और मैं अन्य लाइनों में चला गया। “

1879 में, थॉमस एडिसन ने एक व्यावहारिक प्रकाश बल्ब का आविष्कार करने पर ध्यान केंद्रित किया, जो जलने से पहले लंबे समय तक चलेगा। समस्या फिलामेंट के लिए एक मजबूत सामग्री खोजने में थी, बिजली का संचालन करने वाले बल्ब के अंदर का छोटा तार। अंत में, एडिसन ने साधारण सूती धागे का इस्तेमाल किया जो कार्बन में भिगोया गया था। यह फिलामेंट बिल्कुल नहीं जलता था – यह गरमागरम हो गया था; यानी चमक गया।

अगली चुनौती एक विद्युत प्रणाली विकसित कर रही थी जो लोगों को इन नई रोशनी को बिजली देने के लिए ऊर्जा का व्यावहारिक स्रोत प्रदान कर सके। एडिसन बिजली को व्यावहारिक और सस्ती दोनों तरह से बनाना चाहते थे। उन्होंने पहले बिजली संयंत्र का डिजाइन और निर्माण किया जो बिजली का उत्पादन करने और इसे लोगों के घरों तक ले जाने में सक्षम था।

एडिसन के पर्ल स्ट्रीट पावर स्टेशन ने 4 सितंबर, 1882 को न्यूयॉर्क शहर में अपना जनरेटर शुरू किया। निचले मैनहट्टन में लगभग 85 ग्राहकों को 5,000 लैंप जलाने के लिए पर्याप्त शक्ति प्राप्त हुई। हालांकि, उनके ग्राहकों ने उनकी बिजली के लिए बहुत अधिक भुगतान किया। आज के डॉलर में, बिजली की कीमत $5.00 प्रति किलोवाट-घंटे है! आज, आवासीय ग्राहकों के लिए बिजली की लागत लगभग 12.7 सेंट प्रति किलोवाट-घंटा, वाणिज्यिक के लिए लगभग 11 सेंट और उद्योग के लिए लगभग 7 सेंट प्रति किलोवाट-घंटा है।

  1. प्रश्न: एसी या डीसी?

कुछ साल बाद एसी (अल्टरनेटिंग करंट) पावर सिस्टम के विकास के साथ विद्युत युग का महत्वपूर्ण मोड़ आया। क्रोएशियाई वैज्ञानिक, निकोला टेस्ला थॉमस एडिसन के साथ काम करने के लिए संयुक्त राज्य अमेरिका आए थे। गिरने के बाद, टेस्ला ने घूर्णन चुंबकीय क्षेत्र की खोज की और वैकल्पिक विद्युत प्रणाली का निर्माण किया जो आज बहुत व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।

टेस्ला ने इंजीनियर और बिजनेस मैन जॉर्ज वेस्टिंगहाउस के साथ मिलकर एसी सिस्टम का पेटेंट कराया और देश को ऐसी शक्ति प्रदान की जो लंबी दूरी की यात्रा कर सके – थॉमस एडिसन के डीसी सिस्टम के साथ सीधी प्रतिस्पर्धा। टेस्ला ने बाद में टेस्ला इलेक्ट्रिक कंपनी का गठन किया, टेस्ला कॉइल का आविष्कार किया, जो आज भी विज्ञान प्रयोगशालाओं और रेडियो प्रौद्योगिकी में उपयोग किया जाता है, और नियाग्रा फॉल्स में बिजली उत्पन्न करने के लिए उपयोग की जाने वाली प्रणाली को डिजाइन करता है।

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निकोला टेस्ला

अब एसी के इस्तेमाल से बिजली संयंत्र बिजली को पहले से कहीं ज्यादा दूर तक पहुंचा सकते थे। जबकि एडिसन का डीसी (डायरेक्ट करंट) प्लांट उसके पर्ल स्ट्रीट पावर स्टेशन के केवल एक वर्ग मील के भीतर बिजली का परिवहन कर सकता था, नियाग्रा फॉल्स प्लांट 200 मील से अधिक बिजली का परिवहन करने में सक्षम था!

बिजली की शुरुआत आसान नहीं थी। जहां कई लोग सभी नए आविष्कारों से रोमांचित थे, वहीं कुछ लोग बिजली से डरते थे और इसे अपने घरों में लाने से कतराते थे। वे अपने बच्चों को इस अजीब नए शक्ति स्रोत के पास जाने से डरते थे। उस समय के कई सामाजिक आलोचकों ने बिजली को एक सरल, कम व्यस्त जीवन शैली के अंत के रूप में देखा। कवियों ने टिप्पणी की कि बिजली की रोशनी गैस की रोशनी से कम रोमांटिक थी। शायद वे सही थे, लेकिन बिजली के नए युग को धुंधला नहीं किया जा सकता था।

1920 में, बिजली बनाने के लिए लगभग दो प्रतिशत अमेरिकी ऊर्जा का उपयोग किया गया था। 2017 में, बिजली द्वारा संचालित प्रौद्योगिकियों के बढ़ते उपयोग के साथ, यह लगभग 40 प्रतिशत था।