विद्युत् तर्षण : पाणी असलेल्या चंचुपात्रात एक सच्छिद्र भांडे ठेवून एक विद्युत् अग्र त्या भांड्यात आणि दुसरे भांड्याबाहेर चंचुपात्रात ठेवल्यास विद्युत् अग्रांमधील वर्चोभेदामुळे (विद्युत् दाबामुळे) चंचुपात्रातील पाणी सच्छिद्र भांड्यात वाहून नेले जाते आणि त्यातील पाण्याची पातळी वाढून दाबांत फरक निर्माण होतो. या आविष्काराला विद्युत् तर्षण (अथवा विद्युत् अंतर्तर्षण) असे म्हणतात. तर्षण दाबाच्या प्रयोगांत सामान्यपणे अर्धपार्य पटल वापरतात [⟶ तर्षण] विद्युत् तर्षणात अशा पटलाऐवजी विशेषतः सच्छिद्र भांडे वापरतात. भांड्यातील छिद्रांच्या भित्तींवरील पृष्ठीय परिणामांमुळे हा प्रवाह सुरू होतो. ही मूळ प्रक्रिया आकृतीवरून अशी समजून घेता येते : आकृतीत केशनलिकेसारख्या अतिशय बारीक छिद्राच्या पृष्ठावर अधिशोषित विद्युत् भारांचा दुहेरी स्तर दाखविला आहे. यातील द्रव पाणी असल्यास पृष्ठाशी बद्ध झालेले ऋण आयन (विद्युत् भारित अणू, रेणू अथवा अणुगट यांना आयन म्हणतात.) हे हायड्रॉक्सिल आयन (OH–) असून बाहेरच्या धन भारित स्तरात हायड्रोजन आयन (H+) असतात. विद्युत् अग्रांमुळे निर्माण झालेल्या क्षेत्र प्रवणतेमुळे हायड्रोजन आयन हायड्रॉक्सिल आयनांवरून तरंगत ऋणाग्राकडे जातात. परिणामी द्रायू (द्रव अथवा वायू) त्याच दिशेने नळीच्या मध्याकडे वाहून नेला जातो. हलणारे आयन व आयनीभूत न झालेले पाण्यातील रेणू यांच्यात टकरी होतात व त्यांना संवेग (द्रव्यमान व वेग यांच्या गुणाकाराने मिळणारी राशी) दिला जातो.
सच्छिद्र भांडे सामान्यपणे उच्च तापमानाला न वितळता टिकून राहणाऱ्या ॲल्युमिनियम ऑक्साइडासारख्या (Al2O3) धातवीय ऑक्साइडांचे व सिलिकेटांचे बनविलेले असते. ॲल्युमिनियम ऑक्सिड पाण्याच्या संपर्कात आल्यास ॲल्युमिनियम हायड्रॉक्साइड [Al (OH)3] हे क्षारक (अम्लाशी विक्रिया झाल्यास लवण देणारा पदार्थ) तयार होते. यावरून वरील दुहेरी स्तर का तयार होतो ते कळू शकते. सच्छिद्र भांड्याऐवजी गंधकासरख्या ऋण विद्युतीय मूलद्रव्याची सच्छिद्र गुडदी (गट्टा) वापरल्यास तिला हायड्रोजन आयन बद्ध होतील आणि बाहेरचा हलणारा स्तर हायड्रोक्सिल आयनांचा असेल. वर्चस् प्रवणतेनुसार यातील प्रवाहाची दिशा उलट असेल.
पाण्यात विद्युत् विच्छेद्य (विरघळलेल्या स्वरूपात ज्याच्यातून विद्युत् प्रवाह जाऊ शकतो असे संयुग) मिसळल्यास त्यामुळे विद्युत् तर्षणाचा वेग सामान्यपणे कमी होतो. पाण्यात पोटॅशियम लवण मिसळल्यास बाह्य स्तरातील काही हायड्रोजन आयनांची जागा पोटॅशियम आयन (K+) घेतात. हायड्रॉक्सिल आयनांच्या आतील स्तराला पोटॅशियम आयन अधिक घट्टपणे बद्ध झाल्यास तेवढ्याच विद्युत् क्षेत्राने कमी प्रवाह मिळतो. आकृतीत दाखविल्याप्रमाणे भित्तीवरील पृष्ठीय स्तर ऋण असल्यास प्रवाहात होणारी घट मुख्यतः विद्रुताच्या (विरघळलेल्या पदार्थांच्या) आयनांवर अवलंबून असते. प्रवाहातील ही घट धन आयनांची संयुजा अथवा धन विद्युत् भार यांच्या वाढत्या मूल्यानुसार जलदपणे वाढते. अशा रीतीने पोटॅशियम आनयांपेक्षा बेरियम आयन (Ba2+) अधिक प्रभावी ठरतात. थोरियम आयन (Th4+) असलेल्या लवणाचा परिणाम अधिक जास्त होतो. धन आयनांची प्रवृत्ती भित्तीवर अधिशोषित होण्याची असल्यास हा परिणाम अधिक तीव्र स्वरूपाचा असतो. (उदा., कार्बनी आयन).
नळीमध्ये द्रव रेटून भरला असता निर्माण होणारे प्रवाही वर्चस् (नळी व द्रव यांच्या दरम्यान असलेला विद्युत् वर्चसांतील फरक) हा विद्युत् तर्षणाच्या विरूद्ध आविष्कार आहे. समजा, आकृतीत पाणी डावीकडे वाहत असून हा प्रवाह नळीच्या टोकांशी असलेल्या दाबप्रवणतेमुळे (दाबांतील फरकामुळे) निर्माण झाला आहे. धन आयन जोराने डावीकडे जात असून धन विद्युत् अग्रावर धन विद्युत् भार आणि वर्चस् निर्माण होते. या अग्रावर धन आयनांच्या संचय होत जाऊन वर्चस् वाढत राहते. नलिकेतील उलट दिशेतील विद्युत् विच्छेद्यी संवहन प्रवाह व आयनी भाराची येण्याची त्वरा यांच्यामध्ये योग्य रीतीने समतोल प्रस्थापित होईपर्यंत ही वाढ होत राहते. मग विद्युत् अग्रांमधील वर्चोभेदाचे मूल्य ( Φ) स्थिर राहते. केशनलिकेच्या टोकांशी असणाऱ्या दाबांमधील फरकाशी (p) या मूल्याचा संबंध जोडता येतो व यावरून पुढील सूत्रातील निष्कर्ष मिळतो.
Φ =∊∊o ζ p/η K
[येथे η – द्रव्याची श्यानता (दाटपणा), K- विद्युत् संवाहकता, z-पृष्ठावर असलेल्या दुहेरी स्तरांमधील वर्चोभेद].एक वातावरणी दाबाला प्रवाही वर्चस् सु. १ व्होल्ट येत असल्याचे प्रयोगावरून आढळले आहे. मापने घेऊन त्यांवरून अनुमानांद्वारे z चे मूल्य काढले असून ते सु. ५० मिलिव्होल्ट आलेले आहे.
पुष्कळ जैव पटलांचा तर्षणाच्या नियमनाशी संबंध येतो. ही पटले आयन विवेचक असून त्यांच्या दरम्यान विद्युत् क्षेत्र असते, हे माहीत झालेले आहे. अशा प्रकारे जैव पटलांतून होणाऱ्या पाण्याच्या हालचालीचे विद्युत् तर्षण हे एक कारण असू शकते. विद्युत् तर्षण व प्रवाही वर्चस हे आविष्कार पित्ताशयाच्या भित्तीत आढळले आहेत.
इष्ट गुणधर्म असलेले स्वस्त सच्छिद्र पटल क्वचितच तयार करता येते. यामुळे विद्युत् तर्षणाच्या उपयोगावर मर्यादा पडतात. सूक्ष्मकणी गाळवट व चिकण माती असणाऱ्या शेतजमिनीतून पाण्याचा निचरा करण्यासाठी विद्युत् तर्षण पद्धती वापरतात. या पद्धतीत विशिष्ट धातूचे धनाग्र वापरल्यास जमिनीत क्षारक-विनिमय होऊन तिचे कायमचे स्थिरीकरण होते. ओली रेती, दमट कोळसा किंवा रंगाचा लगदा यांतील पाणी काढून टाकण्यासाठीही विद्युत् तर्षणाचा उपयोग करता येतो.
पहा : तर्षण विद्युत् संचारण.
सूर्यवंशी, वि. ल.
“