विद्युत्‌ जनित्र

चुंबकीय क्षेत्ररेषांत बदल होण्याचे प्रमाण) अथवा एका संवाहकातील वि. चा. प्रे. = e =B × l × v व्होल्ट [e = संवाहकातील निर्मित वि. चा. प्रे. (व्होल्ट), l  = चुंबकीय क्षेत्रांनी व्याप्त संवाहकाची लांबी (मी.) B= चुंबकीय क्षेत्र घनता (वेबर मी.^२), v= संवाहकाची रेखीय गती (क्षेत्राच्या काटकोनात मी./ सें.) यावरून सर्व वेटोळ्यातील वि. चा. प्रे. काढता येते.

संवाहक वेटोळ्याची प्रत्येक बाजू यथाक्रमाने उलटसुलट (दक्षिण आणि उत्तर) ध्रुवांच्या चुंबकीय क्षेत्रांतून जात असल्याने संवाहक वेटोळ्यात निर्माण होणारी वि. चा. प्रे. ही उलटसुलट बदलणारी म्हणजेच प्रत्यावर्ती स्वरूपाची असते. घसरकड्या व त्यांच्यावरील स्पर्शक वापरून त्यांना संवाहकत वेटोळ्यांची टोके स्वतंत्रपणे जोडल्यास त्यापासून मिळणारा विद्युत् प्रवाह उलटसुलट दिशेत वाहणारा म्हणजे प्रत्यावर्ती स्वरूपाचा असतो. म्हणून असा प्रवाह पुरविणाऱ्या जनित्रास प्रत्यावर्ती जनित्र म्हणतात. याऐवजी बाहेरील मंडलात वि. चा. प्रे. एकाच दिशेने मिळण्यासाठी वेटोळ्याच्या आसावरील विस्तारित दांड्यांवर घसरकड्यांऐवजी तांब्याच्या कड्यांचे दोन अर्धवर्तुळाकार भाग एकमेकांपासून अलग करून बसविलेले असतात. व त्यांना वेटोळ्याच्या दोन्ही बाजूंची टोके अलगपणे जोडून त्यांवरील ठोकळ्यासारख्या कार्बनाच्या स्पर्शकांच्या सहाय्याने बाहेरील मंडलात सतत काच दिशेने वाहणारा विद्युत् प्रवाह मिळविता येतो. अशा जनित्रास एकदिश जनित्र म्हणतात. मूळ प्रत्यावर्ती वि. चा. प्रे. चे एकदिश विद्युत् दाबात रूपांतर करणाऱ्या या अर्धवर्तुळाकार भागाच्या यंत्रणेला दिक्‌परिवर्तक म्हणतात. एकदिश जनित्राचा दिकपरिवर्तक व त्यावरील स्पर्शक हा महत्त्वाचा भाग ठरतो. [⟶ दिक्‌परिवर्तन].

वरील विवेचनावरून बाहेरील मंडलात मिळणाऱ्या प्रवाहाच्या प्रकारावरून जनित्रांचे (१) एकदिश जनित्र व (२) प्रत्यावर्ती जनित्र असे दोन मुख्य प्रकार पडतात. मोठ्या शक्तीच्या व उच्च दाबाच्या प्रत्यावर्ती जनित्रामध्ये प्रमुख चुंबकीय क्षेत्र निर्माण करणारी कमी दाबाची एकदिश प्रवाह घेणारी गुंडाळी मध्यभागी मूलचालकाने फिरविल्या जाणाऱ्या घूर्णकावर बसविलेली असून संवाहक गुंडाळ्या ह्या पोकळ दंडगोलाकार स्थाणुकाच्या आतील भागातील परिघावरील खाचांत बसवितात. कारण जास्त दाबासाठी संवाहक गुंडाळीस ती स्थिर असल्याने चांगल्या रीतीने निरोधकाने वेष्टित करणे सुलभ जाते.

एकदिश जनित्र : अगदी लहान प्रकारच्या जनित्रात चुंबकीय क्षेत्र निर्माण करण्यासाठी चिरचुंबक जनित्र वापरतात (उदा, सायकलच्या दिव्यासाठी वापरले जाणारे चिरचुंबकी जनित्र), परंतु मोठ्या शक्तीचे चिरचुंबक मोठे व अवजड असतात. तसेच त्यांची क्षेत्र उत्पादनक्षमता बरीच वर्षे कायम राहणे शक्य नसते. यामुळे मोठ्या दाबाच्या व मोठ्या शक्तीच्या जनित्रांसाठी ध्रुवावर गुंडाळी बसवून तिला विद्युत् घटमाला, अन्य जनित्र अथवा त्याच जनित्रापासून एकदिश विद्युत् प्रवाह पुरवितात. या गुंडाळीस क्षेत्र उत्तेजक गुंडाळी म्हणतात. आणि अशा चुंबकांना विद्युत् चुंबक म्हणतात. एकदिश जनित्रामध्ये चुंबकीय क्षेत्र निर्माण करणारा भाग यंत्रांच्या स्थिर भागावर आधार देणाऱ्या दंडगोलाकार भागाच्या आतून बसविलेला असून विद्युत् दाब ज्यात निर्माण होतो, ती संवाहकाची गुंडाळी जनित्राच्या मध्यभागात फिरत्या घूर्णकाच्या बाहेरील परिघावरील खाचांतून बसवितात. (आ. ३) चुंबकीय गुंडाळीला उत्तेजित करणारा प्रवाह त्या जनित्राबाहेरून घेतला असेल, तर त्याला पर उत्तेजित जनित्र म्हणतात. चुंबकीय क्षेत्र उत्तेजक गुंडाळीस लागणारा प्रवाह त्याच जनित्रापासून पुरवला जात असेल, तर अशा जनित्रास स्वयं-उत्तेजित जनित्र म्हणतात. चुंबकीय क्षेत्र गुंडाळी, संवाहक गुंडाळी व भार यांच्या आपापसात जोडण्याच्या पद्धतीवरून स्वयं-उत्तेजित जनित्रांचे (१) एकसरी जनित्र (२) समांतरी जनित्र आणि (३) संयुक्त जनित्र असे उपप्रकार पडतात (आ.४, ५ व ६).

एकसरी जनित्र: (आ. ४). यामध्ये भार, क्षेत्र-उत्तेजक गुंडाळी व संवाहक गुंडाळी ही सर्वच एकसरीत जोडलेली असून या तिन्हींमधून सारखाच प्रवाह वाहतो. त्यामुळे क्षेत्र उत्तेजक गुंडाळी जाड तारांची आणि कमी वेढ्याची ठेवतात. त्यामुळे हिचा रोधही कमी असतो. अशा जनित्रात भारप्रवाह वाढताच चुंबकीय क्षेत्रही वाढल्याने विद्युत् दाब वाढत जातो. या जनित्रांचा उपयोग एकदिश वितरण पद्धतीत भाराच्या बाजूस विद्युत् दाब कायम ठेवण्यासाठी संवाहक तारांच्या एकसरीत जोडून दाबवर्धक म्हणून केला जातो. हे जनित्र खास कामांसाठीच सोयीस्कर असते, त्यामुळे ते क्वचित वापरले जाते.

समांतरी जनित्र : (आ. ५) यात संवाहक गुंडाळी, भार आणि क्षेत्र उत्तेजक गुंडाळी एकमेकांशी समांतर जोडलेल्या असून क्षेत्र गुंडाळीतील प्रवाह कमी ठेवण्यासाठी तिचे वेढे जास्त व संवाहकाचे आकारमान लहान ठेवून रोध वाढवतात. या प्रकारच्या जनित्रास विद्युत् भार जोडल्यास घटमाला भारित करण्यासाठी तसेच विद्युत् निर्मिती केंद्रात आणीबाणीच्या वेळी वापरल्या जाणाऱ्या दिव्यांसाठी हे जनित्र वापरले जाते.

संयुक्त जनित्र :(आ. ६) यामध्ये ध्रुवावर जाड तारांची कमी वेढे असणारी एक गुंडाळी व बारीक तारांची जास्त वेढे असणारी दुसरी गुंडाळी अशा दोन क्षेत्र उत्तेजक गुंडाळ्या असून मुख्य संवाहक गुंडाळी पहिली एकसरीत व दुसरी समांतर पद्धतीने जोडतात. या दोन्ही गुंडाळी पहिली एकसरीत व दुसरी समांतर पद्धतीने जोडतात. या दोन्ही गुंडाळ्यांतून जाणाऱ्या प्रवाहामुळे एक संयुक्त चुंबकीय क्षेत्र निर्माण होते. ही दोन्ही चुंबकीय क्षेत्रे एकमेकांस साहाय्यक असतील, तर त्यास संचयी संयुक्त जनित्र व एकमेकांस विरोधी असतील, तर त्यास विभेदी संयुक्त जनित्र म्हणतात. संचयी संयुक्त जनित्र सर्वसाधारणपणे विद्युत् निर्मिती केंद्रात विद्युत् पुरवठ्यासाठी वापरतात, तर विभेदी संयुक्त जनित्र वितळजोडकामासाठी वापरतात. पहिल्या प्रकारमध्ये भार प्रवाह कितीही वाढला, तर मंडलाचा विद्युत् दाब कायम राहील असे अभिकल्पन (आराखडा) करता येते. तर दुसऱ्या प्रकारात भारप्रवाह शून्य असता प्रज्योत (वायूतून होणारे विजेचे विसर्जन) सुरू करण्यासाठी जास्त म्हणजे साधारणपणे ९० व्होल्ट इतका विद्युत् दाब मिळावा लागतो. मात्र वितळकाम सुरू असताना दाब अगदी कमी पण विद्युत् प्रवाह खूप जास्त असावा लागतो. त्यासाठी विभेदी संयुक्त जनित्र वापरतात. संयुक्त जनित्राची समांतरी गुंडाळी थेट घूर्णकावरील गुंडाळीशी जोडलेली असेल, तर ते लघुसमांतरी संयुक्त जनित्र होते व समांतर गुंडाळी ही घूर्णक गुंडाळी व एकसरी गुंडाळी यांच्या बाहेरील टोकात जोडल्यास ते दीर्घ समांतरी संयुक्त जनित्र होते. व्यवहारात मोठ्या प्रमाणावर विद्युत् शक्ती मिळविण्यासाठी आजकाल सर्वत्र प्रत्यावर्ती प्रवाहच वापरला जातो. तरीपण काही विशिष्ट कार्यासाठी एकदिश प्रवाहच वापरणे आवश्यक ठरते. उदा., (१) विद्युत् विलेपन, (२) विद्युत् विच्छेदन, (३) विद्युत् घटमालांचे भारण, (४) विद्युत् धातुशुद्धीकरण इत्यादी.

पर-उत्तेजित जनित्र :या प्रकारात क्षेत्रगुंडाळी ही एकदिश प्रवाहाच्या स्वतंत्र उद्‌गमाला जोडलेली असते. यातील क्षेत्रगुंडाळी समांतरी जनित्रातील क्षेत्रगुंडाळीसारखी असते. हा प्रकार एकदिश जनित्रातील सर्वांत सामान्य प्रकार आहे. कारण प्रदान विद्युत् दाबाच्या फार मोठ्या पल्ल्यात याचे कार्य स्थिरपणे चालू शकते. यातील भारप्रवाहाचे रोधकाने नियमन करून यातील विद्युत् दाब किंचित खाली येण्याची क्रिया सुधारून घेता येते. खास प्रकारचे नियामक संच व प्रयोगशाळा व व्यापारी चाचणी संच यामध्ये ही जनित्रे वापरली जातात.

रूळमार्गी गाड्यांच्या डब्यातील दिवे लावण्यासाठी घटमाला बसवलेली असते. ही घटमाला भारित करण्यासाठी एकदिश जनित्र गाडीच्या चाकांच्या आसाला पट्ट्या लावून फिरविले जाते. गाडी लट किंवा सुलट दिशेने कशीही चालली, तरी जनित्रातून बाहेर येणारा एकदिश प्रवाह नेहमी स्पर्शकामधून एकाच दिशेने बाहेर येतो. त्यामुळे घटमालेच्या भारण क्रियेत खंड पडत नाही, तसेच वेग पुष्कळ वाढला, तर विद्युत् प्रवाह मात्र साधारण कायम राहतो. यासाठी एकदिश समांतरी जनित्र वापरतात.

लाक्षणिक वक्र : जनित्राचा बाह्य अग्रांवरील विद्युत् दाब व भारप्रवाह यांच्या संबंधास त्याचे अभिलक्षण वक्र म्हणतात. वरील प्रकारच्या जनित्रांचे अभिलक्षण वक्र त्यांच्या प्रत्येकाच्या जोडणीच्या आकृतीपुढेच दर्शविलेले आहेत (आ.४, ५, ६).

प्रत्यावर्ती जनित्र : प्रत्यावर्ती जनित्रांचे समकालिक जनित्र व प्रवर्तन जनित्र हे दोन मुख्य प्रकार आहेत.

समकालिक जनित्र :जनित्राचा हा सर्वांत सामान्य प्रकार असून यालाच कधीकधी प्रत्यावर्तित्र म्हणतात. याची कार्यगती नेहमीच त्या प्रणालीच्या कंप्रतेच्या प्रमाणात असते, म्हणून याला समकालिक म्हणतात. उलट प्रवर्तन जनित्राची कार्यगती स्थिर प्रदान कंप्रतेसाठी जनित्रावरील भारानुसार काही प्रमाणात बदलते.

मोठ्या कार्यशक्तीच्या सर्वत्र समकालिक जनित्रांत घूर्णकावर क्षेत्र गुंडाळी आणि स्थाणुकावर स्थिर धात्र गुंडाळी बसविलेली असते. अशा बाबतीत स्थिर चिरचुंबकाद्वारे चुंबकीय क्षेत्र निर्माण करता येते. स्थिर क्षेत्रगुंडाळी व फिरणारे धात्र असणारी अशी छोटी जनित्रही तयार करतात. बहुतेक समकालिक जनित्रे त्रिकला जनित्रे असतात. एककला व द्विकला जनित्रेही असतात (अपवादात्मक ठिकाणी एककला जनित्रे क्वचित तयार करतात, कारण तेवढ्याच किलोवॉट-अँपिअर निर्धारणाच्या बहुकला जनित्राहून आकारमानाने ती जास्त मोठी होतात).

उच्च गतीचे समाकलिक जनित्र: याचा घूर्णक दंडगोलाकार असून त्यावर त्याच्या लांबीला अनुसरून क्षेत्रगुंडाळीकरिता अरीय (त्रिज्यीय) खाचा पाडलेल्या असतात. क्षेत्रगुंडाळ्या तांब्याच्या पट्टीच्या असून त्या प्रत्येक खाचेतील निरोधक पन्हळीत बसविलेल्या असतात. निरोधनासाठी प्रत्येक वेढ्यांदरम्यान अभ्रकाचे पटल किंवा इतर निरोधक वापरतात आणि शीतनक म्हणून हायड्रोजन किंवा पाणी वापरतात.

कमी गतीचे समकालिक जनित्र: या जनित्रांचे क्षेत्रीय ध्रुव हे प्रक्षेपित (बाहेर आलेल्या) प्रकारचे म्हणजे जनित्राची गुंडाळी जिच्या वर बसविलेली असते त्या चुंबकीय द्रव्याच्या रचनेच्या प्रकारचे असतात. जेव्हा हे जनित्र पश्चाग्र एंजिनाने चालवितात तेव्हा कधीकधी प्रचक्रांची गरज लागते. जलविद्युतीय जनित्रामध्ये वाहिनीची पाणी आत घेणारी दारे बंद होण्यास विलंब होत असल्याने घूर्णकाची गती कधी कधी फार वाढते, त्या वेळी घूर्णक त्या उच्च गतीसही टिकून राहणारा असावा लागतो.

विविध उद्योगांत वापरली जाणारी प्रत्यावर्ती चलित्रे ही बहुशः कमी निर्धारण शक्तीची अथवा अश्वशक्तीची बनविली जातात. या उलट बहुतेक प्रत्यावर्ती जनित्र मात्र मोठ्या आश्वशक्तीची बनवितात. जगातील बहुतेक सर्व विद्युत् उत्पादन केंद्रांत विद्युत् निर्मितीसाठी त्रिकला प्रत्यावर्ती जनित्रेच वापरली जातात फारच क्वचित ठिकाणी एककला प्रत्यावर्ती जनित्र वापरतात, कारण जरूर असेल तेथे त्रिकला प्रत्यावर्ती जनित्रापासूनच एककला प्रवाह घेणे जास्त सोयीचे व कमी खर्चाचे ठरते.

रचना व कार्य : प्रत्यावर्ती जनित्राचे स्थाणुक व घूर्णक असे दोन मुख्य भाग असून चुंबकीय क्षेत्र-उत्तेजित करण्यासाठी लागणारा एकदिश प्रवाह मिळविण्यासाठी त्याच दंडावर पुढे एक एकदिश जनित्र जोडलेले असते. त्यास क्षेत्र-उत्तेजक म्हणतात. जनित्राचा स्थाणुक हा दोन्ही बाजूंस विद्युत् निरोधक आवरण दिलेल्या सिलिकॉनयुक्त उच्च चुंबकीय पार्यता असणाऱ्या पोलादी पातळ पत्र्याच्या चकत्या एकत्रित करून बनविलेला असतो. लहान यंत्रामध्ये ह्या चकत्या वर्तूळाकार व अखंड असतात पण मोठ्या यंत्रांमध्ये मात्र ह्या चकत्या पत्र्याचे तुकडे एकत्र करून बनविलेल्या असून त्या बाहेरील आधार देणाऱ्या भागास बोल्ट वा कुलपी सांध्याने बसविलेल्या असतात. अशा रीतीने एकत्र बसविल्यावर त्यांचा आकार पोकळ दंडगोलाकार बनतो. त्याच्या आतील परिघावर संवाहक सामावून घेण्यास सलग खाचा असतात या खाचांतून संवाहक म्हणून तांब्याच्या संवाहकाची गुंडाळी बसवितात. त्रिकला प्रत्यावर्ती जनित्रात अशा तीन गुंडाळ्या एकमेकींशी १२०° च्या कोनात बसविलेल्या असल्याने त्यांमध्ये निर्माण होणाऱ्या वि. चा. प्रे. ह्या एकमेकींशी १२०° कोनाच्या फरकाने निर्माण होऊन आपणास त्रिकला प्रत्यावर्ती विद्युत् प्रवाह मिळतो. या तीन गुंडाळ्यांच्या सहा टोकांपैकी तीन टोके बाहेर काढून उरलेली तीन टोके तारका (तीन वा अधिक शाखांपैकी प्रत्येकीचे एक अग्र सामाईक स्थानी जोडण्याची पद्धती या जोडणीमुळे तारकार येतो.) किंवा जाल यांपैकी पाहिजे त्या विशिष्ट तऱ्हेने एकमेकींना जोडतात (प्रत्यावर्ती त्रिकला जनित्रे ही सर्वसामान्यपणे तारका पद्धतीनीच जोडलेली असतात). घूर्णकामध्ये प्रक्षेपित ध्रुवाचे घूर्णक व सफाईदार दंडगोलाकार घूर्णक (अप्रक्षेपित ध्रूवाचे घूर्णक) असे दोन प्रकार असून (आ.७) कमी आणि मध्यम गतीच्या मूलचालकाने चालविले जाणारे घूर्णक प्रक्षेपित ध्रुवपद्धतीचे असतात व उच्च गती मूलचालकाने चालविले जाणारे घूर्णक सफाईदार दंडगोलाकार पद्धतीचे असतात. जनित्रापासून एकच एक मानक कंप्रता (५० हर्ट्‌झ) मिळविण्यासाठी घूर्णकावरील ध्रूवांची संख्या मूलचालकाच्या गतीशी खालील सूत्राने निगडीत असते.

[f=कंप्रता (हर्ट्‌झ), P= ध्रुवांची संख्या, N= मूलचालकाची गती (प्रतिमिनिट फेरे)].

खालील कोष्टकावरून मूलचालकाच्या प्रकारानुसार मूलचालकाची गती व त्या प्रमाणात ध्रुवांची संख्या कशी बदलते ते स्पष्ट होईल. कमी व मध्यम गतीच्या (१,००० फेरे प्रतिमिनिटांपर्यंत) मूलचालकापासून चालविल्या जाणाऱ्या प्रत्यावर्ती जनित्राच्या घूर्णकावरील ध्रुवांची संख्या मोठी असल्याने ते बसविण्यासाठी घूर्णकाचा व्यासही मोठा असतो व त्यामुळे त्याच्या अक्षाची लांबी कमी असते. याउलट उच्च गतीच्या वाफ टरबाइन, वायू टरबाइन यांसारख्या मूलचालकाने चालविल्या जाणाऱ्या घूर्णकाचा व्यास, त्याच्या उच्च केंद्रोत्सारी (माध्यापासून दूर लोटणाऱ्या) प्रेरणेमुळे कमी ठेवतात व त्यामुळेच त्याच्या अक्षाची लांबी जास्त असते. अशा जनित्रास टरबाइनचलित प्रत्यावर्ती जनित्र म्हणतात. याचा घूर्णक दोषरहित उच्च श्रेणीच्या पोलादी दंडगोलाच्या बाहेरील पृष्ठाच्या ¹/₃ भागावर खाचा पाडून केलेला असतो. खाचा पाडलेल्या भागात क्षेत्र-उत्तेजक गुंडाळी बसवितात आणि खाचा न पाडलेला भाग ध्रुव गाभा म्हणून कार्य करतो [आर.७ (आ)]. कमी व मध्यम गती जनित्राचा घूर्णक हा दंडावर बसविलेल्या अरीय चाकावर ध्रुवाच्या आकाराच्या पोलादी चकत्या एकत्र करून बोल्टच्या साहाय्याने किंवा कुलपी सांध्याने बसवून बनविलेला असतो. ध्रुवांच्या

 (मूलचालकाची गती प्रतिमिनिट ३, ००० पेक्षाही जास्त फेरे असल्यास दंतचक्रे वापरून ती ३,००० किंवा त्याहून कमी करावी लागते, कारण ध्रुवांची संख्या दोनापेक्षा कमी करता येत नाही).

बैठकीकडील पसरट भागाचा उपयोग क्षेत्र-उत्तेजक गुंडाळीस आधार देण्यासाठी होतो. फिरू लागल्यावर चक्रांच्या अरीची व ध्रुवाच्या पृष्ठभागाची पंख्यासारखी क्रिया होऊन गुंडाळीचा संवाहक गरम झाल्याने निर्माण झालेली उष्णता वाहून नेली जाते. लहान व्यासाच्या दंडगोलाकार धूर्णकात मात्र वायुवीजनासाठी स्वतंत्रपणे खाच ठेवून गुंडाळीतील संवाहकाचे तापमान मर्यादित राखता येते [आ.७ (आ)]जनित्राचा विद्युत् दाब व निर्धारण मूल्यांवरून त्याचे उच्च दाब जनित्र, मध्यम दाब जनित्र व कमी दाब जनित्र असे तील प्रकार पडतात. त्रिकला कमी दाब जनित्राचा विद्युत् दाब ४४० ते ३,३०० व्होल्ट असतो. मध्यम दाब जनित्राचा विद्युत् दाब ३,३०० ते ११,००० व्होल्ट असतो व उच्च दाब जनित्राचा विद्युत् दाब ११,००० ते ३३,००० व्होल्ट इतका असतो.

जनित्रातील गुंडाळी बहुतेक ठिकाणी तांब्याची असते आणि तिचा छेद वर्तुळाकार किंवा आयताकार असतो आणि क्षेत्रगुंडाळी ही बहुशः तांब्याच्याच पट्टीपासून केलेली असते व तिच्यावर उत्तम दर्जाच्या निरोधकाचे आवरण चढविलेले असते. जनित्राच्या फिरणाऱ्या गाभ्याला आधार देणारा व फिरविणारा दंड हा उत्तम प्रतीच्या घडीव पोलादाचा असून तो गाभ्याच्या दोन्ही बाजूंस बसविलेल्या प्रशस्त धारव्यांमध्ये ठेवलेला असतो. या दंडाच्या एका बाजूस यंत्रिक ऊर्जा पुरविणारा मूलचालक जोडण्यासाठी सोय केलेली असते.

शीतलीकरण:मोठ्या शक्तीच्या जनित्रामधील संवाहक जास्त गरम होऊ नयेत म्हणून शीतलीकरणासाठी हवा, शुध्द पाणी किंवा हायड्रोजन वापरतात. अशा प्रकारच्या जनित्रातील संवाहक नळीसाररखे आतून पोकळ करतात व त्यांमधून त्याला थंड करणारे द्रव उच्च दाबाखाली अभिसारित होते. यामुळे जनित्राचे तापमान मर्यादित ठेवून त्यांचे शक्तिउत्पादनाचे सामर्थ्य वाढविता येते. शीतलीकरणासाठी हवा किंवा पाण्याऐवजी हायड्रोजन वापरला, तर विद्युत् निर्मितीत ३० टक्क्यांपर्यंत वाढ करता येते. म्हणून मोठ्या जनित्रांसाठी हल्ली हायड्रोजनच शीतनक म्हणून वापरतात.

जनित्राचे निर्धारण दाखविण्यासाठी प्रत्येक जनित्रावर त्याचा विद्युत् दाब व्होल्ट, अँपिअरक्षमता, बलांक, उत्तेजक दाब प्रवाह, निरोधक दर्जा, जनित्राचा प्रकार, गती इ. महत्त्वाची माहिती देणारी धातूची तबकडी बसविलेली असते. तसेच जनित्र बनविणाऱ्या कंपनीचे नाव व उत्पादित यंत्रांचा क्रमांकही दिलेला असतो.

जनित्र फिरू लागले म्हणजे त्याचा विद्युत् दाब मोजण्यासाठी विद्युत् दाबमापकाचा उपयोग करतात. हे विद्युत् दाबमापक जनित्राच्या जवळच असलेल्या एका स्वतंत्र स्विचफलकावर बसवितात. या फलकावरच जनित्राच्या विद्युत् दाबाचे नियंत्रण करणारे साधनही बसविलेले असते. त्याशिवाय मुख्य स्विच, वितळतारधारक, प्रवाहमापक, कुंप्रतामापक इ. उपकरणेही बसविलेली असतात. दोन किंवा अधिक प्रत्यावर्ती जनित्रे अधिक भार विभागून घेण्यासाठी अनेकसरीत जोडावयाची असल्यास त्यांची कंप्रता, विद्युत् दाब व कलाक्रम हा अगदी एकसारखा असावा लागतो. जनित्रांची कंप्रता व समकालिकता दर्शविणारी उपकरणे त्याच स्विचफलकावर बसवितात. दोन किंवा अधिक जनित्रांची शक्ती एकत्रित करून त्यांचे पाहिजे त्या प्रमाणात वाटप करण्यासाठी सोयीचे जावे म्हणून स्विचफलकाच्या मागील बाजूस सर्व जनित्राच्या बाहेरील संवाहक तारांना जोडणाऱ्या उघड्या, संवाहक पट्ट्या (तांब्याच्या) बसविलेल्या असतात त्यांना संदमक दांड्या म्हणतात.

प्रवर्तक प्रत्यावर्तिय : हे समकालिक जनित्र असून यात धात्र संवाहकांच्या संदर्भात क्षेत्रगुंडाळी चुंबकीय स्थानाच्या बाबतीत स्थिर (पक्की केलेली) असते. याचे समध्रुवी व असमध्रुवी वा विषमध्रुवी प्रकार आहेत. समध्रुवी प्रकारात एकदिश गुंडाळी ही दंडाच्या संदर्भात एककेंद्रिय असते, तर असमध्रुवी प्रकारात या गुंडाळ्या विखुरलेल्या असतात. उच्च कंप्रतेच्या विजेसाठी आणि प्रत्यावर्ती उत्तेजन प्रणालीसाठी देखभालीची गरज नसलेला विजेचा उद्‌गम म्हणून स्थिर एकदिशकारकाच्या जोडीने ही जनित्रे वापरतात.

प्रवर्तन जनित्र: हे समकालिक प्रत्यावर्ती जनित्र असून यांत्रिक शक्तीच्या बाह्य उद्‌गमाद्वारे ते समकालिक गतीपेक्षा जास्त गतीला चालविले जाते. याची रचना प्रवर्तन चलित्रासारखी असून याची गती समकालिक गतीपेक्षा कमी अथवा जास्त असेल त्यानुसार ते अनुक्रमे चलित्र किंवा जनित्र म्हणून कार्य करू शकते. काही कंप्रताबदल संचांत हे जनित्र काही काळ चलित्र म्हणून कार्य करू शकते. याचा शक्तिगुणक फारच कमी व विलंबित असल्याने अशी मोठ्या आकारमानाची जनित्रे सहसा बनवीत नाहीत. खास कामांसाठी अशी छोटी जनित्रे बनवितात. या जनित्राला उत्तेजनासाठी एकदिश विद्युत् प्रवाहाची गरज नसते व याच्या नियंत्रणाचे काम अगदी सोपे असते. या गुणांमुळे ही जनित्रे देखभालीची गरज नसलेल्या छोट्या जलविद्युत् संयंत्राच्या बाबतीत सोयीस्कर आहेत. अशा ठिकाणी दूरवर्ती नियंत्रणाद्वारे त्यांचा वापर सहजपणे करता येतो. प्रवर्तन वेटोळ्यात घसर-संपर्क नसणे हा या जनित्राचा एक फायदा होय.

जनित्रांचे खास प्रकार : समध्रुवी जनित्र : या एकाच साधनाद्वारे एकदिश प्रकार थेट निर्माण होतो. नेहमीच्या एकदिश जनित्रांतील आर्मेचर गुंडाळ्यांत प्रत्यावर्ती प्रवाहच निर्माण होतो आणि दिक्‌परिवर्तकाच्या मदतीने त्याचे एकदिश प्रवाहात परिवर्तन होते पण समध्रुवी जनित्रात आर्मेचर गुंडाळ्या किंवा दिक्‌परिवर्तक नसतात. यामुळे ते अतिशय बळकट होते. कमी विद्युत् दाब, कमी अंतर्गत रोध पण मोठा विद्युत् प्रवाह अशा गोष्टींची गरज असणाऱ्या विशिष्ट परिस्थितींतच या जनित्रांचा उपयोग करतात.

तत्वतः या जनित्रांत आसावर बसविलेली संवाहक तबकडी आसाला समांतर असलेल्या चुंबकीय क्षेत्रात फिरते. यामुळे निर्माण होणाऱ्या विद्युत् दाबाचे परिमाण हे चुंबकीय क्षेत्राची तीव्रता, तबकडी फिरण्याची गती व तिचा व्यास यांच्यावर अवलंबून असते. जनित्र चालू होताना एका छोट्या चालक चलित्राने तबकडीला गती दिली जाते. यामुळे फिरण्याच्या गतीमुळे निर्माण झालेली गतिज ऊर्जा साठविली जाते. त्या गतिज ऊर्जेचे विद्युत् ऊर्जेत परिवर्तन होते. ही वीज चकतीच्या आसावरच्या व कडेवरच्या स्पर्शकांमार्फत वापरासाठी घेता येते.

ऑस्ट्रेलियन नॅशनल युनिव्हर्सिटीचे कॅनबरा येथील असे जनित्र सर्वांत मोठे आहे. या जनित्रात प्रत्येकी ४० टन वजनाच्या दोन फिरत्या चकत्या परस्परविरुध्द दिशांत फिरतात. त्या दर मिनिटाला ९०० फेरे या गतीने फिरतात. यामुळे ५६० मेगॅजूल ऊर्जा साठते. घन अवस्था भौतिकी व औष्णिक अणुकेंद्रिय संघटन या क्षेत्रांतील संशोधनासाठी लागणारी अतितीव्र चुंबकीय क्षेत्रे निर्माण करण्यासाठी या जनित्राचा उपयोग होऊ शकेल.

चुंबकीय द्रवगतिकीय जनित्र: विद्युत् संवाहक अशा (उदा., विद्युत् भारित अणू वा रेणू असलेल्या म्हणजे आयनीभूत) वायूचा उच्च वेगाचा झोत, दोन विद्युत् अग्रे आणि चुंबकीय क्षेत्र निर्माण करणारी क्षेत्र गुंडाळी हे या जनित्राचे मूलभूत घटक होत (आ. ८) यातील वायू अंशतः त्याचे तापमान वाढवून आणि अंशतः त्यात पोटॅशियम लवणाचे अथवा उच्च तापमानाच्या वायुझोतात सहजगत्या आयनीभूत होणाऱ्या अन्य द्रव्याचे बीजन करून त्या वायूचे आयनीभवन करतात. हा उच्च वेगाचा, तापलेल्या वायुचा झोत विद्युत् अग्रांमधून जाऊ देतात, त्यामुळे विद्युत् चुंबकीय प्रेरणांच्या प्रभावाद्वारे वायुतील धन आयन एका व ऋण आयन दुसऱ्या विद्युत् अग्राकडे जातात. परिणामी लेंट्‌स नियमानुसार वायुझोताची दिशा व चुंबकीय क्षेत्राची दिशा यांना लंब दिशेत विद्युत् अग्रांदरम्यान विद्युत् दाब निर्माण होतो. जेव्हा ही विद्युत् अग्रे बाह्य भाराला जोडली जातात, तेव्हा विद्युत् मंडलातून एकदीश प्रवाह वाहू लागतो.

सध्याची अशी जनित्रे जास्त कार्यक्षम नाहीत, कारण वायू पुरेसा विद्युत् संवाहक होण्यासाठी उच्च तापमानाची किंवा मोठ्या प्रमाणात पोटॅशियमाची गरज लागते. जर अतिउच्च तापमान वापरले, तर विद्युत् अग्रे उच्च तापमानाला टिकणाऱ्या म्हणजे उच्चतापसह पदार्थाची बनवावी लागतात व ती थंड करावी लागतात. यामुळे ऊर्जेची हानी होते. बाहेर पडणाऱ्या वायूझोताचे उच्च तापमान व अती वेग यामुळे बरीच ऊर्जा वाया जाते. या अडचणीवर मात करण्याचे प्रयत्न अनेक संशोधन तुकड्या करीत आहेत, पम अजून असे आर्थिक दृष्टीने फायदेशीर जनित्र बनविता आलेले नाही.

उच्च कंप्रता प्रत्यावर्ती जनित्र : जेव्हा विद्युत् समग्रीचे आकारमान अथवा वजन किमान असणे, हे महत्त्वाचे असते, अशा सामग्रीच्या बाबतीत ५० किंवा ६० हर्ट्झ या प्रचलित कंप्रतापेक्षा अधिक (उच्च) कंप्रतांचा वीजपुरवठा खास करून उपयुक्त ठरतो. उदा., ४०० हर्ट्झ वीजपुरवठा करणारी प्रवर्तन जनित्रे सामान्यपणे विमानांत वापरतात कारण उच्चतर कंप्रतांवर चालणारी जनित्रे, चलित्रे, रोहित्रे व इतर सामग्रीचे आकारमान आणि वजन कमी असते.

उपयोग : व्यवहारात मुख्यत्वे प्रत्यावर्ती जनित्रे वापरली जातात आणि काही खास उपयोगासाठी एकदिश जनित्रे वापरतात. जनित्रापासून मिळणारी वीज अनेक प्रकारे वापरली जाते. या विजेवर विद्युत् चलित्रे चालवून मोठमोठ्या कारखान्यांतील यंत्रे फिरविण्यात येतात. या विजेचे दिव्यामध्ये प्रकाशात रूपांतर करून प्रकाशनासाठी उपयोग करतात. रोधकांमधून अशी वीज जाऊ देऊन उष्णता निर्माण होते व तिचा वापर तापनासाठी करतात. काही रासायनिक विक्रिया करण्यासाठी विजेचा वापर करतात. पुष्कळ एकदिश जनित्रे प्रत्यावर्ती चलित्रांनी चालविली जातात, या दोन्हींच्या संचाला चलित्रे जनित्र संच म्हणतात, प्रत्यावर्ती प्रवाह बदलून एकदिश प्रवाह मिळविण्याचा हा एक मार्ग आहे. विद्युत् विलेपनाचे मोठे कारखाने तसेच ॲल्युमिनियम, क्लोरीन व इतर काही औद्योगिक द्रव्ये निर्माण करणारे उद्योग यांमध्ये मोठ्या प्रमाणात एकदिश प्रवाह वापरावा लागतो व तेथे एकदिश जनित्रे वापरतात. डिझेल विद्युत् चलित्रांवर चालणारी जहाजे व लोकोमोटिव्ह यांमध्येही चलित्र-जनित्र संच वापरतात, कारण दिक्परिवर्तक महाग व गुंतागुंतीचे असतात. पुष्कळ ठिकाणी एकदिश जनित्राऐवजी इलेक्ट्रॉनीय एकदिशकारकयुक्त प्रत्यावर्ती जनित्र संच वापरतात. थोडक्यात आधुनिक व्यवहारांत विजेचे वापर न होणारे एखादे क्षत्रे शोधूनही सापडणार नाही.

बहुकला प्रत्यावर्ती जनित्र, प्रत्यावर्ती प्रवाह वापरणारे चलित्र आणि रोहित्र प्रणाली या नीकोला टेस्ला याच्या शोधांमुळे एका ठिकाणी कमी खर्चात वीज निर्माण करून ती तेथून दूर अंतरावर असलेल्या ठिकाणी झालेली वीज उच्च दाबाखाली प्रेषण तारांमधून वितरण केंद्राकडे नेतात. त्या ठिकाणी रोहित्र या नावाच्या विद्युत् चुंबकीय साधनांद्वारे विजेचा दाब सुरक्षित मर्यादेपर्यंत खाली आणतात आणि तेथे विशिष्ट प्रकारच्या कामांसाठी विजेचे योग्य प्रकारे वितरण केले जाते. या विषयी सविस्तर माहिती विद्युत् वितरण पध्दती या नोंदीत दिली आहे.

पहा: गुंडाळ्या चिरचुंबकी जनित्र तंत्रविद्या परिवर्तक समकालिक फॅराडे मायकेल, विद्युत् चलित्र विद्युत् चुंबक.

संदर्भ : 1. Anderson, E. Electric Machines and Transformers, New York, 1985

           2. Emanuel, P.J.Motors, generators, Transformers and Energy, New York, 1985.

           3. Fink, D. G. Beaty H. W. Eds Standord Handbook for Electrical Engineers, New York 1978.

           4. Fizgerald, A. E. Kingsley c. Electric Machines New York 1983.

           5. Levi. E. Panzer M. Electromechanical Power Conversion New York 1974.

          6. Mahon, L. L. Electric Generator Handbook New York 1990.

          7. Nasar, S. A. Unnewehr L. E. Electromechanics and Electric Machinges New York 1979.

टेंबे, वि. शं. ठाकूर, अ. ना.

“