आज विद्युत शक्तीवर चालणारी अनेक उपकरणे घराघरात दिसून येतात. यांतील काही उपकरणे पाणी गरम करण्यासाठी व अन्न शिजवण्यासाठी वापरली जातात, तर काही उपकरणे करमणुकीसाठी वापरली जातात. पाणी गरम करण्यासाठी अथवा अन्न शिजवण्यासाठी वापरली जाणारी उपकरणे विद्युत शक्तीपासून उष्णता निर्माण करण्याच्या तंत्रज्ञानावर (Heating effect of electricity) आधारित असतात, तर करमणुकीसाठी वापरली जाणारी उपकरणे इलेक्ट्रॉनिक तंत्रज्ञानावर आधारित असतात.
विद्युत शक्तीपासून उष्णता निर्माण करण्यासाठी विद्युत विरोधकांचा वापर केला जातो. विद्युत मंडलात विद्युत वाहकाचा विरोधक गुणांक (Resistivity) सर्वांत कमी असल्यामुळे प्रवाह वहन करताना विद्युत शक्तीची कमी प्रमाणात हानी होते. विद्युत विरोधकांचा विरोधक गुणांक जास्त असल्यामुळे प्रवाह वहन होत असताना उष्णता निर्माण होते. विरोधकांत उत्पन्न होणारी उष्णता विद्युत विरोधकांचे मूल्य व त्यातून वाहणाऱ्या विद्युत प्रवाहाचा वर्ग यांच्या गुणाकाराच्या सम प्रमाणात असते (Heat generated is directly proportional to I2R). विद्युत वाहक व विद्युत विरोधक वहन क्षमता असणाऱ्या धातूपासून निर्माण केले जातात. विद्युत निरोधक (Insulator) वहन क्षमता नसलेल्या – प्लॅस्टिक अथवा तत्सम – पदार्थापासून निर्माण केले जातात.
विद्युत शक्तीपासून उष्णता निर्माण करणाऱ्या उपकरणात तापमान नियंत्रक यंत्रणेचा (Thermostat) वापर करून सुनिश्चित तापमानानुसार प्रवाह नियंत्रित केला जातो. तापमान नियंत्रक यंत्रणेत दोन धातूंपासून बनवलेल्या पट्टीचा उपयोग केला जातो. या दोन धातूंचे उष्णता प्रसारण गुणांक (Coefficient of expansion) वेगळे असतात. त्यामुळे जसे तापमान वाढत जाते, तसे ही पट्टी प्रसारण पावते आणि सरळ लांबी न वाढता वाकडी होते. अशा तऱ्हेने प्रवाह खंडित केला जातो. तापमान कमी झाल्यावर ही पट्टी परत सरळ होते आणि विद्युत प्रवाह प्रस्थापित केला जातो.
पाव भाजण्याची घरगुती विद्युत भट्टी
बाजारातून आणलेला पाव कुरकुरीत करण्यासाठी (Toast) घरगुती विद्युत भट्टीचा उपयोग केला जातो. या विद्युत भट्टीत नायक्रोम या विद्युत विरोधक धातूपासून बनवलेल्या तारांची गुंडाळी (आ. २) अभ्रकासारख्या विद्युत निरोधक पत्र्यावर भट्टीच्या भिंतीलगत वितरित केलेली असते. दोन भिंतींमध्ये पावाचा तुकडा उभा ठेवण्यासाठी व बाहेरच्या बाजूस असलेल्या तरफेमार्फत खाली-वर करण्यासाठी तबकडी असते (आ. ३). 
पावाचा तुकडा मधोमध उभा धरून प्रवाह सुरू करण्यासाठी तबकडीला खालील बाजूस एक प्लॅस्टिकचा भाग व एक धातूचा भाग बसवला असतो. बाहेरील तरफेमार्फत तबकडी खाली केल्यावर प्लॅस्टिक भागामार्फत स्विच दाबला जातो. त्यामुळे नायक्रोम धातूच्या गुंडाळीतून विद्युत प्रवाह वहन होऊन पाव कुरकुरीत करण्यासाठी उष्णता निर्माण होते. त्याचबरोबर एक विद्युत चुंबक (Electromagnet) प्रभावित होऊन तबकडी खेचून धरली जाते आणि वेळ नियंत्रक (Timer) क्रियाशील होतो. सुनिश्चित वेळेनंतर विद्युत चुंबक व नायक्रोम गुंडाळीतील प्रवाह खंडित केला जातो आणि कुरकुरीत पावाचा तुकडा तबकडीला लावलेल्या स्प्रिंगमुळे वर येतो, जो सहजपणे बाहेर काढता येतो.
पाव कुरकुरीत करण्यासाठी अशी भट्टी स्वच्छ, सुरक्षित व सोयीस्कर आहे.
मोठ्या उपाहारगृहात कुरकुरीत पाव सतत लागत असल्याने सरकपट्टीच्या भट्टीचा उपयोग केला जातो. सरकपट्टीच्या दोन्ही बाजूला नायक्रोम तारेची गुंडाळी असलेली अभ्रकासारख्या पत्र्याची भिंत असून मधून सरकपट्टी फिरत असते. कुरकुरीतपणा नियंत्रित करण्यासाठी सरकपट्टीची गती नियंत्रित करता येते.
जलतापक घरगुती उपकरणे
वैयक्तिक स्वच्छतेसाठी गरम पाण्याचा मोठ्या प्रमाणावर वापर केला जातो. विद्युत शक्तीवर चालणाऱ्या उपकरणांचा उपयोग स्वच्छता व प्रदूषण दोन्हींसाठी विशेष फायदेशीर ठरतो. पाणी गरम करण्याची उपकरणे तीन प्रकारांत उपलब्ध आहेत.
(१) जलनिमज्जित दंड / पाण्यात बुडविण्याची काठी (Immersion rod)
(२) अल्पक्षम जलतापक / त्वरित पाणी गरम करण्यासाठी लहान क्षमतेचे गिझर (Instant geyser)
(३) दीर्घक्षम व उष्णजलसंचयी जलतापक / मोठ्या प्रमाणावर पाणी गरम करण्याचे व गरम पाणी साठवून ठेवण्याचे गिझर (Storage geyser)
या तिन्ही प्रकारांत नायक्रोम या विद्युत विरोधक धातूपासून बनविलेल्या तापन घटकाचा उपयोग केला जातो.
(१) जलनिमज्जित विद्युत दंड : (आ. ४). यामध्ये तापमान घटक (Heating Element) धातूच्या आवरणात परंतु धातूला स्पर्श होणार नाही अशा तऱ्हेने गुंडाळी करून ठेवलेला असतो. या काठीची क्षमता १.० ते १.५ किलो वॅट (kW) इतकी असते.
तापमान नियंत्रणासाठी कुठलाही नियंत्रक नसल्यामुळे सतत लक्ष ठेवून आवश्यकतेनुसार प्रवाह मानवी पद्धतीने नियंत्रित करावा लागतो. ही काठी वापरताना काठी पूर्ण पाण्यात असल्याशिवाय प्रवाह सुरू करू नये. काठीच्या तारा जोडलेला भाग निरोधकात बंदिस्त असला तरीही त्यांना पाण्याचा स्पर्श होणार नाही, याची काळजी घ्यावी लागते. तसेच सुरक्षिततेच्या दृष्टीने प्रवाह चालू असताना पाण्यात हात घालून तापमानाचा अंदाज घेऊ नये.
(२) अल्पक्षम विद्युत जलतापक : (आ. ५). लवकर पाणी गरम करण्यासाठी हा लहान क्षमतेचा गिझर वापरला जातो. या प्रकारच्या गिझरची पाणी साठवण्याची क्षमता २-३ लि. इतकीच असते. तापमान घटकावरून पाणी वाहत जाऊन ते त्वरित गरम होण्यासाठी उच्च शक्तीचा – १.० ते २.५ kW – तापमान घटक वापरला जातो. पाणी वहनाची गती नियंत्रित करून हवे त्या तापमानाचे पाणी घेता येते. जर गरम पाण्याचा नळ बंद असून पाणी वाहत नसेल तर अंतर्गत तापमान नियंत्रकाद्वारे सुनिश्चित तापमान पोहोचल्यावर प्रवाह खंडित केला जातो.
(३) दीर्घक्षम व उष्णजलसंचयी विद्युत जलतापक : मोठ्या प्रमाणावर पाणी तापवण्यासाठी तसेच गरम केलेले पाणी साठवण्यासाठी हा गिझर वापरतात. या प्रकारच्या गिझरची पाणी साठवण्याची क्षमता २५ — ३५ लि. इतकी असते. या गिझरची तत्त्वतः रचना आ. ६ मध्ये दाखवली आहे. पाणी साठवण्याची टाकी संपूर्णपणे निरोधक साहित्यापासून (Insulated material) पासून बनवलेली असते. यामध्ये साठवलेल्या पाण्याचे तापमान सर्वत्र सारखे राहावे यासाठी दोन तापमान घटक (Heating element) – प्रत्येकी २ ते ३ kW क्षमतेचे – वापरले जातात. तापमान नियंत्रकाबरोबर (Thermostat) सुरक्षिततेसाठी दाब नियंत्रक झडप (Pressure relief valve), देखभाल करण्यासाठी टाकी रिकामी करण्यासाठी व्यवस्था (Discharge pipe), गंज न चढण्यासाठी धनाग्र काठी (Anode rod) वगैरे सुविधा केलेल्या असतात. थंड पाणी टाकीत भरण्यासाठी व गरम पाणी बाहेर काढण्यासाठी वेगळी व्यवस्था केलेली असते. हे गिझर आडवे अथवा उभे अशा दोन्ही प्रकारांत उपलब्ध आहेत. अशा तऱ्हेच्या गिझरमध्ये प्रवाह खंडित केल्यावर काही तास पाणी गरम राहते.
विद्युत शक्तीवर चालणारी उपकरणे पर्यावरणस्नेही, सुरक्षित असतात आणि इंधन बचत करतात.
पहा : गृहोपयोगी उपकरणे.
संदर्भ :
समीक्षक : अंजली धर्मे
