DC মোটরের প্রচলন নীতি কী?

ডিসি মোটরের কার্যনীতি কি?

ডিসি মোটরের সংজ্ঞা

ডিসি মোটর হল এমন একটি ডিভাইস যা চৌম্বকীয় ক্ষেত্র এবং তড়িৎ প্রবাহ ব্যবহার করে সরাসরি তড়িৎশক্তিকে যান্ত্রিক শক্তিতে রূপান্তর করে।

ডিসি মোটরগুলি আধুনিক শিল্পে গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে। এই নিবন্ধে আমরা যে ডিসি মোটরের কাজের নীতি অনুসন্ধান করব, তা এর মৌলিক একটি লুপ নির্মাণের সাথে শুরু হয়।

ডিসি মোটরের খুব মৌলিক নির্মাণে একটি তড়িৎপ্রবাহ বহনকারী আর্মেচার রয়েছে, যা কমিউটেটর সেগমেন্ট এবং ব্রাশ দিয়ে সরবরাহের প্রান্তের সাথে সংযুক্ত হয়। আর্মেচারটি একটি চিরস্থায়ী বা তড়িৎচুম্বকের উত্তর ও দক্ষিণ মেরুর মাঝে রাখা হয়, যা উপরের চিত্রে দেখানো হয়েছে।

যখন সরাসরি তড়িৎপ্রবাহ আর্মেচার দিয়ে প্রবাহিত হয়, তখন এটি চারপাশের চুম্বকগুলি থেকে একটি যান্ত্রিক বল অনুভব করে। ডিসি মোটর কীভাবে কাজ করে তা সম্পূর্ণভাবে বোঝার জন্য, ফ্লেমিং-এর বাম হাতের নিয়ম বোঝা প্রয়োজন, যা আর্মেচারের উপর বলের দিক নির্ধারণ করতে সাহায্য করে।

যদি একটি তড়িৎপ্রবাহ বহনকারী পরিবাহক একটি চৌম্বকীয় ক্ষেত্রে লম্বভাবে রাখা হয়, তাহলে পরিবাহকটি একটি বল অনুভব করে, যা চৌম্বকীয় ক্ষেত্র এবং তড়িৎপ্রবাহ বহনকারী পরিবাহকের দিকের উভয়ের উপর লম্বভাবে থাকে।

ফ্লেমিং-এর বাম হাতের নিয়ম মোটরের ঘূর্ণনের দিক নির্ধারণ করতে পারে। এই নিয়ম অনুসারে, যদি আমরা আমাদের বাম হাতের তর্জনী, মধ্যমাঙ্গুলি এবং বৃষ্টি পরস্পর লম্বভাবে বিস্তার করি, যেখানে মধ্যমাঙ্গুলি পরিবাহকের মধ্য দিয়ে প্রবাহিত হওয়া তড়িৎপ্রবাহের দিকে থাকে, এবং তর্জনী চৌম্বকীয় ক্ষেত্রের দিকে, অর্থাৎ উত্তর থেকে দক্ষিণ মেরুর দিকে থাকে, তাহলে বৃষ্টি তৈরি হওয়া যান্ত্রিক বলের দিক নির্দেশ করে।

ডিসি মোটরের নীতি স্পষ্টভাবে বোঝার জন্য আমাদের নিম্নলিখিত চিত্রটি বিবেচনা করে বলের পরিমাণ নির্ধারণ করতে হবে।

আমরা জানি যে, যখন একটি অসীমভাবে ছোট চার্জ dq একটি তড়িৎক্ষেত্র E এবং একটি চৌম্বকীয় ক্ষেত্র B-এর প্রভাবে 'v' বেগে প্রবাহিত হয়, তখন চার্জটি দ্বারা অনুভূত Lorentz বল dF নিম্নরূপ দেওয়া হয়:-

ডিসি মোটরের কাজের জন্য, E = 0 বিবেচনা করা হয়।

অর্থাৎ, এটি dq v এবং চৌম্বকীয় ক্ষেত্র B-এর ক্রস পণ্য।

যেখানে, dL হল চার্জ q বহনকারী পরিবাহকের দৈর্ঘ্য।

প্রথম চিত্র থেকে আমরা দেখতে পাই যে, ডিসি মোটরের নির্মাণ এমনভাবে করা হয় যে আর্মেচার পরিবাহকের মধ্য দিয়ে প্রবাহিত হওয়া তড়িৎপ্রবাহের দিক সব সময় চৌম্বকীয় ক্ষেত্রের লম্বভাবে থাকে। ফলে বলটি আর্মেচার পরিবাহকের উপর ক্রিয়া করে, যা সুষম ক্ষেত্র এবং তড়িৎপ্রবাহের দিকের উভয়ের উপর লম্বভাবে থাকে।

তাই যদি আমরা আর্মেচার পরিবাহকের বাম পাশে তড়িৎপ্রবাহ I এবং ডান পাশে -I ধরি, কারণ তারা একে অপরের বিপরীত দিকে প্রবাহিত হয়।

তাহলে বাম পাশের আর্মেচার পরিবাহকের উপর বল,

অনুরূপভাবে, ডান পাশের পরিবাহকের উপর বল,

সুতরাং, আমরা দেখতে পাই যে ঐ অবস্থায় উভয় পাশের বলের পরিমাণ সমান কিন্তু দিক বিপরীত। যেহেতু দুটি পরিবাহক w = আর্মেচার টার্নের প্রস্থ দ্বারা আলাদা হয়, দুটি বিপরীত বল একটি ঘূর্ণন বল বা টর্ক তৈরি করে, যা আর্মেচার পরিবাহকের ঘূর্ণনের ফলে হয়।

এখন আমরা পরীক্ষা করি যখন আর্মেচার টার্ন তার প্রাথমিক অবস্থার সাথে α (আলফা) কোণ তৈরি করে।তৈরি টর্ক নিম্নরূপ দেওয়া হয়,

এখানে α (আলফা) হল আর্মেচার টার্নের সমতল এবং রেফারেন্স সমতল বা আর্মেচারের প্রাথমিক অবস্থা, যা এখানে চৌম্বকীয় ক্ষেত্রের দিকে থাকে, এর মধ্যে কোণ।

টর্ক সমীকরণে cosα পদের উপস্থিতি খুব ভালভাবে বোঝায় যে, বলের মতো টর্ক সব অবস্থাতেই একই নয়। বরং, এটি কোণ α (আলফা) এর পরিবর্তনের সাথে পরিবর্তিত হয়। টর্কের পরিবর্তন এবং মোটরের ঘূর্ণনের নীতি ব্যাখ্যা করার জন্য আমরা একটি ধাপে ধাপে বিশ্লেষণ করি।

ধাপ ১:

প্রথমে ধরা যাক আর্মেচার তার প্রাথমিক বা রেফারেন্স অবস্থায়, যেখানে কোণ α = 0।

কারণ, α = 0, তাই cos α = 1, বা সর্বোচ্চ মান, ফলে এই অবস্থায় টর্ক সর্বোচ্চ হয় τ = BILw। এই উচ্চ শুরুর টর্ক আর্মেচারের প্রাথমিক স্থিরতার বাধা অতিক্রম করতে সাহায্য করে এবং এটিকে ঘূর্ণনে সেট করে।

ধাপ ২:

একবার আর্মেচার ঘূর্ণনে সেট হয়, আর্মেচারের প্রকৃত অবস্থা এবং তার প্রাথমিক রেফারেন্স অবস্থার মধ্যে কোণ α তার পথে বৃদ্ধি পায় যতক্ষণ না এটি 90 ^o হয়। ফলে, পদ cosα হ্রাস পায় এবং টর্কের মানও হ্রাস পায়।

এই ক্ষেত্রে টর্ক দেওয়া হয় τ = BILwcosα যা α এর মান 0 ^o এর চেয়ে বড় হলে BIL w এর চেয়ে কম।

ধাপ ৩:

আর্মেচারের ঘূর্ণনের পথে এমন একটি বিন্দু পৌঁছানো হয় যেখানে রোটরের প্রকৃত অবস্থা ঠিক তার প্রাথমিক অবস্থার সাথে লম্বভাবে থাকে, অর্থাৎ α = 90 ^o, এবং ফলে cosα = 0।

এই অবস্থায় পরিবাহকের উপর ক্রিয়া করা টর্ক নিম্নরূপ দেওয়া হয়,

অর্থাৎ, এই মুহূর্তে আর্মেচারের উপর প্রায় কোন ঘূর্ণন টর্ক ক্রিয়া করে না। তবে আর্মেচার এখনও স্থির হয় না, কারণ ডিসি মোটরের কাজ এমনভাবে প্রকৌশল করা হয়েছে যে, এই শূন্য টর্কের বিন্দুতে গতির অনুভূতি এই বিন্দু অতিক্রম করতে যথেষ্ট হয়।

একবার রোটর এই অবস্থাকে অতিক্রম করলে, আর্মেচারের প্রকৃত অবস্থা এবং প্রাথমিক সমতলের মধ্যে কোণ আবার হ্রাস পায় এবং টর্ক আবার ক্রিয়া করতে শুরু করে।