বিভিন্ন চাকরির ভাইবাতে একটি প্রশ্ন করা হয় যে, 50Hz এর ট্রান্সফরমার 500Hz এ চালনা করলে কি ঘটবে? আজ এই প্রশ্নের উত্তর নিয়ে আলোচনা করা যাক।
আসলে যে সমস্ত ডিভাইস ঘূর্ণনশীল, সে সমস্ত ডিভাইসের ক্ষেত্রে ফ্রিকুয়েন্সির ব্যাপারটি বেশ চিন্তার কারণ হয়ে দাঁড়ায়। ফ্রিকুয়েন্সির উপর বিভিন্ন প্যারামিটার নির্ভর করে। ট্রান্সফরমার যদি 50Hz এর বদলে 500Hz এ চালনা করা হয় তাহলে বিভিন্ন ধরনের লস বেড়ে যাবে।
ট্রান্সফর্মার এক ধরনের পিউর ইন্ডাক্টিভ ডিভাইস। অর্থাৎ ট্রান্সফরমারের উভয় সাইডে কয়েল প্যাচানো থাকে। এখন এই কয়েলের ইন্ডাক্টিভ রিয়েক্ট্যান্স ফ্রিকুয়েন্সি পরিবর্তনের সাথে সাথে পরিবর্তিত হয়। ইন্ডাক্টিভ রিয়েক্ট্যান্সের সূত্রানুসারে,
XL = 2πfL
- উপরোক্ত সূত্রানুসারে, ফ্রিকুয়েন্সি যত বাড়বে, ইন্ডাক্টিভ রিয়েক্ট্যান্স তত বৃদ্ধি পাবে।
- আর ইন্ডাক্টিভ রিয়েক্ট্যান্স যত বৃদ্ধি পাওয়া মানেই প্রবাহিত কারেন্টকে বেশি বাধা দিতে চাইবে।
- আর কারেন্ট ত নাছোড়বান্দা। প্রবাহিত হবার জন্য শক্তি বা এনার্জি খরচ করবেই। ফলশ্রুতিতে ভোল্টেজ ড্রপ বেশি হবে। লোড সাইডে কাঙ্ক্ষিত ভোল্টেজ পাওয়া যাবেনা, ব্যাপারটি খুব স্বাভাবিক।
বক্সিং রিং এবং পটেনশিয়াল লস
মনে করুন, আপনি একজন রিং বক্সার। আজ আপনার বক্সিং কম্পিটিশন আছে। এখন আপনি আপনার বক্সিং রিং এ যাবার সময় কিছু ডাকাত আপনার কাছ থেকে লুটপাট করতে চাইল। এখন আপনি তাদের সাথে লড়াই করে নিজেকে রক্ষা করলেন। নিজেকে ত রক্ষা করলেন ঠিকাছে কিন্তু নিশ্চয়ই পূর্ণ উদ্যমে বক্সিং কম্পিটিশনে অংশ নিতে পারবেন না। কারণ ইতোমধ্যেই অনেক এনার্জি খরচ হয়ে গেছে। আর এখানে এনার্জি হল ভোল্টেজ এবং ডাকাত দল হল ইন্ডাক্টিভ রিয়েক্ট্যান্স। এটা আপনার বিরোধী পক্ষের চক্রান্তও হতে পারে। তাছাড়া ফ্রিকুয়েন্সি বাড়ার সাথে সাথে হিস্টেরেসিস লস অনেক বেড়ে যায়।
হিস্টেরেসিস লস কি?
- ট্রান্সফরমার কোর তৈরি হচ্ছে তড়িৎ চৌম্বকীয় বস্তু যেমন লোহা, ফেরাইট কোর প্রভৃতি দ্বারা।
- এখন এই ট্রান্সফরমার যখন কোন অল্টারনেটিং কারেন্টের মাধ্যমে পরিচালিত হয়।
- আর এসি কারেন্টের যখন পজিটিভ হাফ সাইকেল আসে তখন কোরটি ম্যাগনেটাইজড হবে এবং যখন নেগেটিভ হাফ সাইকেল আসবে তখন কোরটি ডি-ম্যাগনেটাইজড হবে।
- যার ফলে সৃষ্ট ম্যাগনেটিক ফ্লাক্স বারংবার দিক পরিবর্তন করতে থাকে এবং এই দিক পরিবর্তনের ফলে কিছু শক্তি তাপ হিসাবে নির্গত হয় যা কোন কাজে লাগে না। একেই হিস্টেরেসিস লস বলে।
- হিস্টেরেসিস লস কমানোর জন্য উচ্চ ভেদনক্ষমতাসম্পন্ন ম্যাগনেটিক কোর ব্যবহার করতে হবে।
- এখানে উল্লেখ্য যে এই হিসটেরেসিস লস শুধু যে ট্রান্সফরমারেই হয় তা কিন্তু নয়। মোটর, জেনারেটর, ফ্যান থেকে শুরু করে যেখানেই কোন কয়েলকে চৌম্বকীয় বস্তুর উপর প্যাঁচিয়ে ইলেকট্রোম্যাগনেট তৈরি করা হবে সেখানেই হিস্টেরেসিস লস দেখা যায়।
- তবে জেনারেটর আর ট্রান্সফরমারে এই হিস্টেরেসিস লসটি বেশি নিয়ন্ত্রণের চেষ্টা করা হয়।
আর হিস্টেরেসিস লসের ফর্মূলা থেকে আমরা জানি,
P(hysteresis) = 1.6*Bmax*f* V
এই সূত্র থেকেই স্পষ্টভাবে প্রতীয়মান হচ্ছে যে, হিস্টেরেসিস লস 50Hz এর জন্য যা হবে, 500Hz এর জন্য তার তুলনায় দশগুণ বেশি হবে।
আর লোড সাইডে ভোল্টেজ কমে গেলে মূল পাওয়ার ঠিক রাখতে লোড সাইডের কারেন্ট অনেক বেড়ে যাবে। ফলশ্রুতিতে কপার লস এবং এডি কারেন্ট লসও বেড়ে যাবে।
এডি কারেন্ট কি?
চৌম্বক পদার্থের মধ্যে দিয়ে নির্দিষ্ট সময় পরপর চৌম্বকক্ষেত্রের দিক পরিবর্তনের কারণে চৌম্বক পদার্থের মধ্যে বৃত্তাকারে বিদ্যুৎ প্রবাহের উৎপত্তি হয় । বৃত্তাকারে উৎপন্ন এই বিদ্যুৎ প্রবাহই এডি কারেন্ট/Eddy Current ।
এডি কারেন্ট লস কি?
এডি কারেন্টের কারণে চৌম্বক পদার্থে ইলেকট্রনগুলো যে গতিশক্তি প্রাপ্ত হয় তা তাপের উদ্ভব ঘটায় যা ট্রান্সফর্মারের সেকেন্ডারী অংশে শক্তি সরবরাহে কোন ভূমিকা পালন করেনা। তাই এই অপ্রয়োজনীয় তাপ উপাদনকারী Eddy Current তৈরীতে শক্তির যে অপচয় হয় তাকে Eddy Current Loss হিসেবে সংজ্ঞায়িত করা হয়।
তার মানে দাড়াল, যদি বৈদ্যুতিক ট্রান্সফরমারে 50Hz এর পরিবর্তে 500Hz চালনা করলে কোন লাভ ত নেই বরং প্রচুর লস পোহাতে হবে। সেগুলো হলঃ
- কপার লস
- এডি কারেন্ট লস
- হিস্টেরেসিস লস
- রিয়েক্ট্যান্স বৃদ্ধিজনিত লস
তাই ট্রান্সফরমার ৫০/৬০ হার্জে পরিচালনা করাটাই উত্তম।
ট্রান্সফরমার নিয়ে আরো কিছু মজাদার পোস্ট
ট্রান্সফরমারে আয়রন কোরের পরিবর্তে অন্য ধাতুর কোর ব্যবহার করলে কি হবে?
ট্রান্সফরমারের নিউট্রালকে আর্থিং করা হয় কেন?
