একটি ট্রান্সফরমার কিভাবে কাজ করে: একটি ব্যাপক নির্দেশিকা

আপনি সম্ভবত আগে একটি ট্রান্সফরমার দেখেছেন-হয়ত রাস্তার কাছে সেই সবুজ বাক্স বা একটি ইউটিলিটি পোলের উপর ধূসর সিলিন্ডার। এটি যা করছে তা একটি বিশাল, অদৃশ্য সমস্যা সমাধান করছে। পাওয়ার প্ল্যান্টগুলি গুরুতর শক্তির সাথে বিদ্যুৎ উৎপন্ন করে, কিন্তু আপনার বাড়ির যন্ত্রপাতি-টোস্টারের মতো-ঠিক সেই ধরনের তীব্রতা চায় না। তাদের শান্ত কিছু দরকার। নিরাপদ। মূলত, একটি মৃদু ট্রিকল যা সবকিছু ভাজা হবে না।

এখানে ধরা হল: যখন বিদ্যুৎ মাইলের পর মাইল তারের মাধ্যমে দীর্ঘ দূরত্ব অতিক্রম করে, তখন শক্তি তাপ হিসাবে বেরিয়ে যায়। এটা একটা বড় ব্যাপার। তাই ট্রান্সমিশন লাইনগুলি বিদ্যুৎ সরবরাহকে দক্ষ রাখতে অত্যন্ত উচ্চ "চাপ" (উচ্চ ভোল্টেজ) এ বিদ্যুৎকে চাপ দেয়। কিন্তু আপনি যদি সেই কাঁচা, উচ্চ{3}}চাপের বিদ্যুৎ সরাসরি আপনার বাড়িতে আনার চেষ্টা করেন? এটা আপনার ইলেকট্রনিক্স জন্য খেলা শেষ হবে.

একজন দক্ষ অনুবাদকের মতো ট্রান্সফরমারের কথা ভাবুন। এটি পাওয়ার গ্রিড থেকে জোরে, উচ্চ-ভোল্টেজের "ভাষা" নেয় এবং এটিকে লো-ভোল্টেজের "উপভাষায়" পরিণত করে যা আপনার বাড়িতে নাটক ছাড়াই পরিচালনা করতে পারে। এই দুটি চরমের ভারসাম্য বজায় রেখে, ট্রান্সফরমারগুলি চুপচাপ এমনভাবে লাইট জ্বালিয়ে রাখে যেভাবে বেশিরভাগ লোকেরা কখনই লক্ষ্য করে না।

অদৃশ্য সেতু: চৌম্বক ক্ষেত্রগুলি চলন্ত অংশ ছাড়াই কীভাবে বিদ্যুৎ স্থানান্তর করে

শহরের গ্রিডে, বিদ্যুৎ আসে কাঁচা এবং উচ্চ ভোল্টেজে-। কিন্তু কোনো না কোনোভাবে, আপনার ফোন এখনও নিরাপদে চার্জ হয়ে যায়-কোনও যান্ত্রিক গিয়ার নেই, কোনো চলমান যন্ত্রাংশ নেই, উভয় পক্ষের মধ্যে কোনো শারীরিক সংযোগ নেই৷ এটা প্রায় জাদুর মত মনে হয়, কিন্তু এটা সত্যিই সহজ এবং অপরিচিত কিছু: শক্তি এক জায়গা থেকে অন্য জায়গায় স্থানান্তরিত হয় দুই পক্ষের স্পর্শ ছাড়াই।

বিদ্যুৎ এবং চুম্বকত্ব মূলত একই মুদ্রার দুটি পিঠ। যখন একটি তারের মধ্য দিয়ে বিদ্যুৎ প্রবাহিত হয়, তখন এটি স্বাভাবিকভাবেই তার চারপাশে একটি চৌম্বক ক্ষেত্র তৈরি করে। যদি সেই স্রোতটি সামনে এবং পিছনে ঘুরতে থাকে (স্থির না থাকে), চৌম্বক ক্ষেত্রটি বেলুনের মতো শ্বাস-প্রশ্বাসের মতো বৃদ্ধি পায় এবং ভেঙে পড়ে। সেই পরিবর্তিত ক্ষেত্রটি একটি "অদৃশ্য সেতু" তৈরি করে, যা দেখায় যে কীভাবে চৌম্বকীয় প্রভাব খালি বাতাসে শক্তি সরাতে পারে।

এখন কল্পনা করুন আপনি প্রথমটির ঠিক পাশে একটি দ্বিতীয় কয়েল রাখুন। কয়েলগুলি কাছাকাছি, তবে এখনও স্পর্শ করে না। চৌম্বকীয় "তরঙ্গ" প্রসারিত হওয়ার সাথে সাথে তারা দ্বিতীয় কুণ্ডলীর সাথে সংযুক্ত হয়। প্রকৌশলীরা একে ম্যাগনেটিক ফ্লাক্স লিঙ্কেজ বলে। সরল ভাষায়, এটি একটি অদেখা হাতের মতো যা দ্বিতীয় তারের ইলেকট্রনকে গতিশীল করে।

এই সম্পূর্ণ প্রভাব ফ্যারাডে এর আনয়ন আইন দ্বারা নিয়ন্ত্রিত হয়: যখন একটি চৌম্বক ক্ষেত্র পরিবর্তিত হয়, এটি একটি কাছাকাছি পরিবাহীতে একটি নতুন কারেন্ট প্রবর্তন করে। এবং তারের সেটআপ, বিশেষ করে প্রাথমিক এবং মাধ্যমিক দিকের মধ্যে সম্পর্ককে টুইক করে, প্রকৌশলীরা ফলাফল ভোল্টেজ নিয়ন্ত্রণ করে।

দুই-কুণ্ডলী নৃত্য: প্রাথমিক বনাম সেকেন্ডারি কনফিগারেশন বোঝা

একটি সাধারণ কোর দিয়ে শুরু করুন-প্রায়ই একটি ধাতব রিং৷ ইনপুট তারের সাথে বাম দিকে মোড়ানো (প্রাথমিককুণ্ডলী), এবং আউটপুট তারের সাথে ডান দিকে মোড়ানো (মাধ্যমিককুণ্ডলী)। কয়েলগুলি শারীরিকভাবে সংযুক্ত না হলেও, এই বিন্যাসটি একটি ট্রান্সফরমারের তিনটি মূল অংশ তৈরি করে:

ইনপুট:তার যে আগত বৈদ্যুতিক প্রবাহ গ্রহণ করে

মূল:ধাতব অংশ যা চৌম্বকীয় শক্তিকে নির্দেশ করে

আউটপুট:তারের যা স্থানান্তরিত শক্তি সরবরাহ করে

কি এটা কাজ করে তোলেপারস্পরিক আবেশ-প্রাথমিক এবং সেকেন্ডারি উইন্ডিংয়ের মধ্যে এক ধরনের টিমওয়ার্ক। যেহেতু কয়েলগুলি কখনই স্পর্শ করে না, প্রাথমিক দিকটি একটি ব্রডকাস্টারের মতো আচরণ করে, একটি চৌম্বক সংকেত পাঠায়। গৌণ দিকটি সেই সংকেতের সাথে সুরযুক্ত একটি রিসিভারের মতো। যখন ইনপুট কয়েলটি শক্তির সাথে স্পন্দিত হয়, তখন আউটপুট কয়েলটি সেই ছন্দের সাথে মেলে- ব্যতীত ভোল্টেজ স্তরটি নকশার উপর নির্ভর করে।

এবং আসল "গোপন সস" হল তারের লুপ গণনা। প্রাথমিক কুণ্ডলী বনাম সেকেন্ডারি কয়েলের কত বাঁক আছে তা পরিবর্তন করুন এবং আপনি ভোল্টেজ পরিবর্তন করবেন। সেকেন্ডারি কয়েলে কম লুপ থাকলে ভোল্টেজ কমে যায়। বেশি থাকলে ভোল্টেজ বেড়ে যায়। সেই অনুপাতটি বৈদ্যুতিক "চাপ" সামঞ্জস্য করার প্রধান প্রক্রিয়া।

চাপ পরিবর্তন: কিভাবে স্টেপ-উপর এবং ধাপ-ট্রান্সফরমার শক্তি বাঁচায়

একটি বড় প্লাম্বিং সিস্টেমে জলের চাপের মতো আচরণ করে বিদ্যুৎ না হারিয়ে আপনার বাড়িতে পৌঁছানোর জন্য বিদ্যুৎ দীর্ঘ দূরত্ব ভ্রমণ করে। একটি বিস্তৃত এলাকা জুড়ে জল সরাতে, আপনি শক্তিশালী চাপ প্রয়োজন. বৈদ্যুতিক নেটওয়ার্কগুলি অনুরূপ কিছু করে:ধাপ-উপরএবংধাপ-নিচেট্রান্সফরমার সামঞ্জস্যযোগ্য অগ্রভাগের মতো কাজ করে।

ধারণাটি সোজা: আবার, এটি বাঁক পর্যন্ত নেমে আসে (তারের লুপ)।

মাধ্যমিক থাকলেআরও লুপপ্রাথমিকের চেয়ে, ভোল্টেজবৃদ্ধি পায়(ধাপ-উপর)।

মাধ্যমিক থাকলেকম লুপ, ভোল্টেজহ্রাস পায়(পদক্ষেপ-নিচে)।

এটি গ্রিড জুড়ে ভোল্টেজ নিয়ন্ত্রণকে প্রভাবিত করে। পাওয়ার প্ল্যান্টে, বড়স্টেপ-ট্রান্সফরমারভোল্টেজ বাড়ান যাতে বিদ্যুৎ দীর্ঘ ট্রান্সমিশন লাইন জুড়ে দক্ষতার সাথে ভ্রমণ করতে পারে। যখন এটি আপনার এলাকায় পৌঁছাবে,স্টেপ-ট্রান্সফরমারআপনার টিভি, ফোন চার্জার, বা ল্যাপটপের মতো দৈনন্দিন ডিভাইসের জন্য সেই উচ্চ ভোল্টেজটিকে আরও নিরাপদ স্তরে নিয়ে যান{0}}।

আপনি যতবার আপনার ফোন চার্জ করবেন, আপনি এই চৌম্বকীয় রিলে রেস থেকে উপকৃত হচ্ছেন। তবে আরও একটি গুরুত্বপূর্ণ বিশদ রয়েছে: ট্রান্সফরমারদের তাদের কাজ চালিয়ে যাওয়ার জন্য একটি নির্দিষ্ট ধরণের বৈদ্যুতিক ছন্দের প্রয়োজন। যদি বিদ্যুত একটি ধ্রুবক স্রোতের মতো অবিচ্ছিন্নভাবে প্রবাহিত হয়, তবে চৌম্বক ক্ষেত্র পরিবর্তন হতে থাকে না-এবং স্থানান্তর মূলত বন্ধ হয়ে যায়।

কেন Wiggle ব্যাপার: কারণ ট্রান্সফরমার বিকল্প বর্তমান প্রয়োজন

আপনি যদি শক্তি বাড়ানোর জন্য একটি ট্রান্সফরমারকে একটি নিয়মিত ব্যাটারির সাথে সংযুক্ত করার চেষ্টা করেন, তাহলে কিছু কার্যকর হবে না। কারণ ব্যাটারি সরবরাহ করেডাইরেক্ট কারেন্ট (DC)-কারেন্ট যা শুধুমাত্র এক দিকে প্রবাহিত হয়। এটি একটি চৌম্বক ক্ষেত্র তৈরি করে যা মূলত স্থিতিশীল, যেমন একটি পুরোপুরি স্থির হ্রদের জল। এটি "সেখানে বসতে পারে" তবে এটি একটি ট্রান্সফরমারের প্রয়োজন অনুসারে সিস্টেমটি চালাবে না।

ট্রান্সফরমার প্রয়োজনঅল্টারনেটিং কারেন্ট (এসি)কারণ এসি বিপরীত দিক পরিবর্তন করে। এই উলটোটা চৌম্বক ক্ষেত্রকে ক্রমাগত প্রসারিত করে এবং{1}}চুম্বকত্বের স্থির "তরঙ্গ"কে ধসে দেয় যা কয়েলের মধ্যে শক্তিকে এগিয়ে নিয়ে যায়।

এখানে সহজ তুলনা:

ডিসি পাওয়ার:একটি "হিমায়িত" চৌম্বক ক্ষেত্র তৈরি করে। এটি একটি কুণ্ডলীতে শক্তি সঞ্চয় করতে পারে, কিন্তু এটি পৃথক কয়েলে স্থানান্তর করতে পারে না।

এসি পাওয়ার:একটি শ্বাস-প্রশ্বাসের চৌম্বক ক্ষেত্র তৈরি করে। সেই ক্রমাগত গতি প্রতিবেশী কুণ্ডলীতে ইলেকট্রনকে চালিত করে।

এই কারণেই ট্রান্সফরমার বনাম ইন্ডাক্টর ব্যাপার। আপ্রবর্তককারেন্ট পরিচালনা করতে এবং একটি অস্থায়ী শক্তি বাফারের মতো কাজ করতে সাধারণত একটি কয়েল ব্যবহার করে। কট্রান্সফরমারদুটি পৃথক কয়েল ব্যবহার করে এবং স্পর্শ না করেই একটি ফাঁক- জুড়ে শক্তি ভাগ করার জন্য বিকল্প তরঙ্গের উপর নির্ভর করে। কিন্তু সেই ধ্রুবক চৌম্বকীয় কার্যকলাপ ট্রান্সফরমারের ভিতরে তাপ উৎপন্ন করে, যা পরবর্তী সমস্যার দিকে নিয়ে যায়।

বিষয়ের মূল: স্তরিত লোহা দিয়ে শক্তির ক্ষতি হ্রাস করা

আপনি যদি একটি কার্পেট জুড়ে একটি ভারী বাক্স বারবার ধাক্কা দেন, ঘর্ষণ জিনিসগুলিকে উষ্ণ করে। ট্রান্সফরমারেরও একই রকম সমস্যা আছে-একটি অদৃশ্য ধরনের ঘর্ষণ ভিতরে ঘটছে।

যেহেতু পর্যায়ক্রমিক কারেন্ট ধাতব কোরের মাধ্যমে চৌম্বকীয় ক্ষেত্র পরিবর্তন করতে থাকে, কোরটি কিছু শক্তি শোষণ করে এবং উত্তপ্ত হয়। চেক না করা থাকলে, যে গরম করা যন্ত্রপাতির ক্ষতি করতে পারে। এর প্রধান কারণএডি স্রোত.

এডি স্রোতগুলি ছোট ঘূর্ণিগুলির মতো যা একটি কঠিন পরিবাহকের ভিতরে তৈরি হয় যখন চৌম্বক ক্ষেত্রের পরিবর্তন হয়। কঠিন লোহার কোরে, স্থানান্তরিত চৌম্বক ক্ষেত্র দুর্ঘটনাক্রমে সঞ্চালনকারী মাইক্রো-কারেন্ট-শক্তিকে অন্তহীন লুপে আটকে দেয়, যেখানে এটি পাঠানো উচিত সেখানে পাঠানোর পরিবর্তে তাপ হিসাবে শক্তি নষ্ট করে।

প্রকৌশলীরা কঠিন ধাতব কোর পরিত্যাগ করে এবং এতে স্যুইচ করে এটিকে হ্রাস করেছেনস্তরিত লোহার কোর. এগুলি শত শত অত্যন্ত পাতলা ধাতব শীট থেকে নির্মিত এবং একে অপরের থেকে উত্তাপযুক্ত। স্তরগুলি মাইক্রোস্কোপিক বেড়ার মতো কাজ করে, সেই লুপিং এডি-বর্তমান পথগুলিকে ভেঙে দেয়, যখন এখনও মূল চৌম্বক ক্ষেত্রটিকে কার্যকরভাবে অতিক্রম করার অনুমতি দেয়।

তাই ট্রান্সফরমারের ভিতরে শক্তি পোড়ানোর পরিবর্তে, চৌম্বক প্রক্রিয়া কার্যকর থাকে-এবং আপনার বিদ্যুত কম বর্জ্য সহ বাড়িতে পৌঁছায়।

গ্রিডের গার্ডিয়ান: কুলিং সিস্টেম এবং গ্যালভানিক আইসোলেশন

এই গুনগুন করা ধাতব বাক্সগুলি শুধুমাত্র ভোল্টেজকে উপরে এবং নিচে নামানোর জন্য নয়-এগুলি গ্রিডের জন্য নিরাপত্তা এবং নির্ভরযোগ্যতার সরঞ্জামও।

যেহেতু পাওয়ার ট্রান্সফরমারগুলি বিশাল শক্তির মাত্রা পরিচালনা করে, তারা প্রচুর তাপ উৎপন্ন করে। কুলিং সিস্টেমে প্রায়শই বাহ্যিক ধাতব পাখনা থাকে যা বাইরের দিকে উষ্ণতা বিকিরণ করে, ট্রান্সফরমার ভারী লোডের মধ্যে চলাকালীন সবকিছুকে স্থিতিশীল এবং নিরাপদ রাখতে সাহায্য করে।

ট্রান্সফরমারগুলি একটি অপরিহার্য নিরাপত্তা বৈশিষ্ট্যও প্রদান করে:গ্যালভানিক বিচ্ছিন্নতা. যেহেতু অভ্যন্তরীণ কয়েলগুলি কখনই শারীরিকভাবে স্পর্শ করে না, তাই উচ্চ-ভোল্টেজ সাইড এবং কম-ভোল্টেজ সাইডের মধ্যে একটি কঠোর বৈদ্যুতিক বিচ্ছেদ রয়েছে। এই ফাঁকটি স্ট্যান্ডার্ড আউটলেটগুলিতে পৌঁছানো থেকে বিপজ্জনক উচ্চ ভোল্টেজ প্রতিরোধ করতে সহায়তা করে। সুতরাং আপনি যখন একটি ডিভাইস প্লাগ ইন করেন, তখন সেই অদৃশ্য বাধাটি প্রকৃত কাজ করে-নিয়ত আপনার সরঞ্জামকে সুরক্ষিত রাখে।

এবং সত্যি বলতে, এই 19ম-শতাব্দীর আবিষ্কারটি এখনও আমাদের 21ম-শতাব্দীর বিশ্বকে শক্তি দেয়৷ এটি আধুনিক বৈদ্যুতিক সিস্টেমের জন্য একটি ব্যবহারিক ব্লুপ্রিন্ট হিসাবে রয়ে গেছে, যা গ্রিডকে ওভারে চলতে সহায়তা করে99% দক্ষতাদৈত্যাকার শিল্প সুবিধাগুলি থেকে নিরাপদে আপনার পকেটে ছোট পর্দায় বিদ্যুত স্কেল করার সময়।

এখনই যোগাযোগ করুন