ٹرانسفارمروں میں نقصانات
چونکہ الیکٹرکل ٹرانسفارمر ایک سٹیٹک ڈیوائس ہے، اس لیے عام طور پر ٹرانسفارمر میں مکینکل نقصانات نہیں ہوتے۔ ہم عموماً صرف ٹرانسفارمر میں الیکٹرکل نقصانات کو در نظر لیتے ہیں۔
کسی بھی مشین میں نقصان عام طور پر ان پٹ طاقت اور آؤٹ پٹ طاقت کے درمیان فرق کے طور پر تعریف کیا جاتا ہے۔ جب ان پٹ طاقت کو ٹرانسفارمر کے پرائمري کو فراہم کیا جاتا ہے، تو اس طاقت کا کچھ حصہ ٹرانسفارمر کے کور کے نقصانات کو دبانے کے لیے استعمال ہوتا ہے یعنی ٹرانسفارمر کا ہسٹیریسس نقصان اور ٹرانسفارمر کے کور میں ایڈی کرنٹ نقصان، اور ان پٹ طاقت کا کچھ حصہ I2R نقصان کے طور پر گم ہوجاتا ہے اور پرائمري اور سیکنڈری وائنڈنگز میں گرمی کے طور پر گم ہوجاتا ہے، کیونکہ یہ وائنڈنگز ان میں کچھ داخلی ریزسٹنس ہوتا ہے۔
پہلا ایک کور نقصان یا آئرن نقصان ٹرانسفارمر کہلاتا ہے اور بعد والا اوہمک نقصان یا کپر نقصان ٹرانسفارمر کہلاتا ہے۔ ایک اور نقصان ٹرانسفارمر میں ہوتا ہے، جسے سٹرے نقصان کہا جاتا ہے، کیونکہ سٹرے فلکس مکینکل ساخت اور وائنڈنگ کنڈکٹرز کے ساتھ لنک ہوتے ہیں۔
ٹرانسفارمر میں کپر نقصان
کپر نقصان I²I2R نقصان ہے، جس میں پرائمري طرف پر I12R1 اور سیکنڈری طرف پر I22R2 ہوتا ہے۔ یہاں I1 اور I2 پرائمري اور سیکنڈری کرنٹ ہیں، اور R1 اور R2 وائنڈنگز کی ریزسٹنس ہیں۔ چونکہ یہ کرنٹ لود پر منحصر ہوتے ہیں، اس لیے ٹرانسفارمر میں کپر نقصان لود کے ساتھ تبدیل ہوتا ہے۔
ٹرانسفارمر میں کور نقصانات
ہسٹیریسس نقصان اور ایڈی کرنٹ نقصان، دونوں ٹرانسفارمر کے کور کو بنانے والے مواد کی میگناٹک خصوصیات اور اس کے ڈیزائن پر منحصر ہوتے ہیں۔ اس لیے ٹرانسفارمر میں یہ نقصانات مقرر ہوتے ہیں اور لود کرنٹ پر منحصر نہیں ہوتے۔ اس لیے ٹرانسفارمر میں کور نقصانات، جو کہ متبادل طور پر ٹرانسفارمر کے آئرن نقصان کے طور پر جانے جاتے ہیں، تمام لود کے لیے مستقل سمجھے جا سکتے ہیں۔
ٹرانسفارمر میں ہسٹیریسس نقصان کو یوں ظاہر کیا جاتا ہے،
ٹرانسفارمر میں ایڈی کرنٹ نقصان کو یوں ظاہر کیا جاتا ہے،
Kh = ہسٹیریسس دائم۔
Ke = ایڈی کرنٹ دائم۔
Kf = شکل دائم۔
کپر نقصان بس یوں ظاہر کیا جا سکتا ہے،
IL2R2′ + سٹرے نقصان
جہاں IL = I2 = ٹرانسفارمر کا لود، اور R2′ سیکنڈری کی طرف سے ٹرانسفارمر کی ریزسٹنس ہے۔
اب ہم ہسٹیریسس نقصان اور ایڈی کرنٹ نقصان کو کچھ زیادہ تفصیل سے بحث کریں گے تاکہ ٹرانسفارمر کے نقصانات کے موضوع کو بہتر طور پر سمجھا جا سکے۔
ٹرانسفارمر میں ہسٹیریسس نقصان
ٹرانسفارمر میں ہسٹیریسس نقصان کو دو طریقوں سے سمجھا جا سکتا ہے: جسمانی اور ریاضیاتی۔
ہسٹیریسس نقصان کا جسمانی وضاحت
ٹرانسفارمر کا میگناٹک کور 'کولڈ روولڈ گرین اورینٹڈ سلیکون سٹیل' سے بنایا جاتا ہے۔ سٹیل بہت اچھا فیرو میگناٹک میٹریل ہے۔ ایسے قسم کے مواد کو میگناٹائز کرنے کے لیے بہت حساس ہوتے ہیں۔ یہ مطلب ہے کہ جب بھی میگناٹک فلکس گذرے گا، یہ میگنٹ کی طرح کام کرے گا۔ فیرو میگناٹک مادوں کی ساخت میں نمبروں کے ڈومین ہوتے ہیں۔
ڈومین مادے کی ساخت میں بہت چھوٹے علاقے ہوتے ہیں، جہاں تمام ڈائپولز ایک ہی سمت میں متوازی ہوتے ہیں۔ دوسرے الفاظ میں، ڈومین ڈومین کی ساخت میں رندم طور پر موجود چھوٹے میگنٹ کی طرح ہوتے ہیں۔
یہ ڈومین مادے کی ساخت میں ایسے رندم طور پر ترتیب دیے گئے ہوتے ہیں کہ مذکورہ مادے کا کل نتیجہ میگناٹک فیلڈ صفر ہوتا ہے۔ جب بیرونی میگناٹک فیلڈ (mmf) لاگو کیا جاتا ہے، تو رندم ڈائریکشن والے ڈومین فیلڈ کے متوازی ہو جاتے ہیں۔
جب فیلڈ ہٹا دیا جاتا ہے، تو زیادہ تر ڈومین رندم پوزیشن واپس لوٹ جاتے ہیں، لیکن کچھ ہی آنے والے ہوتے ہیں۔ ان غیر تبدیل ڈومین کی وجہ سے مادہ کو کچھ حد تک معمولی طور پر میگنٹائز ہوتا ہے۔ اس میگنٹائز کو "خودبخود میگنٹائز" کہا جاتا ہے۔
اس میگنٹائز کو ختم کرنے کے لیے کچھ مخالف mmf کی ضرورت ہوتی ہے۔ ٹرانسفارمر کور میں لاگو کیا گیا میگنٹوموٹیو فورس یا mmf متبادل ہوتا ہے۔ ہر سائیکل کے دوران یہ ڈومین کی وضاحت کے باعث، اضافی کام کیا جاتا ہے۔ اس کی وجہ سے الیکٹرکل طاقة کا استعمال ہوتا ہے جسے ٹرانسفارمر کا ہسٹیریسس نقصان کہا جاتا ہے۔
ٹرانسفارمر میں ہسٹیریسس نقصان کا ریاضیاتی وضاحت
ہسٹیریسس نقصان کا تعین
ایک فیرو میگناٹک نمونے کا حلقوی گرد L میٹر کے محیط، a مربع میٹر کے کراس سیکشنل علاقے اور N کے عدد کے ملتوی تار کو دیکھیں جس کا تصویر کے ساتھ دکھایا گیا ہے،
چلو کوئل میں سے گزر رہا کرنٹ I امپیر ہے،
میگناٹائز کی فورس،
چلو، اس وقت کا فلکس گنجائش B ہے،
اس لیے، حلقوی گرد کے ذریعے کل فلکس، Φ = BXa Wb
چونکہ سولینوئیڈ کے ذریعے گزر رہا کرنٹ متبادل ہے، اس لیے آئرن حلقوی گرد میں پیدا ہونے والا فلکس بھی متبادل طبع ہوتا ہے، اس لیے پیدا ہونے والا emf (e′) کو یوں ظاہر کیا جائے گا،
لنز کے قانون کے مطابق یہ پیدا ہونے والا emf کرنٹ کے گزر کو مخالف ہوگا، اس لیے، کوئل میں کرنٹ I کو برقرار رکھنے کے لیے، سرچشما کو ایک برابر اور مخالف emf فراہم کرنا ہوگا۔ اس لیے لاگو کیا گیا emf،
کم وقت dt کے دوران استعمال شدہ طاقة، جس کے دوران فلکس گنجائش میں تبدیلی ہو گئی ہے،
اس لیے، مکمل میگناٹزم کے ایک سائیکل کے دوران کیا گیا کل کام یا استعمال شدہ طاقة ہے،
اب aL حلقوی گرد کا حجم ہے اور H.dB فیگر کے اوپر دکھائی گئی B – H منحنی کے ایک عنصر کا علاقہ ہے،
اس لیے، مکمل سائیکل کے لیے استعمال شدہ طاقة = حلقوی گرد کا حجم × ہسٹیریسس لوپ کا علاقہ۔ٹرانسفارمر کے مسئلے میں، یہ حلقوی گرد کو ٹرانسفارمر کا میگناٹک کور سمجھا جا سکتا ہے۔ اس لیے، کیا گیا کام کچھ نہیں بلکہ ٹرانسفارمر کور میں الیکٹرکل طاقة کا نقصان ہے اور اسے ٹرانسفارمر کا ہسٹیریسس نقصان کہا جاتا ہے۔
ایڈی کرنٹ نقصان کیا ہے؟
ٹرانسفارمر میں، ہم پرائمري میں متبادل کرنٹ فراہم کرتے ہیں، یہ متبادل کرنٹ کور میں متبادل میگناٹائزنگ فلکس پیدا کرتا ہے اور یہ فلکس جب سیکنڈری وائنڈنگ کے ساتھ لنک ہوتا ہے، تو سیکنڈری میں موجب کرنٹ ہوتا ہے جس کے ذریعے لود کے ساتھ کرنٹ گزر سکتا ہے۔
ٹرانسفارمر کے کچھ متبادل فلکس؛ ممکن ہے کہ ٹرانسفارمر کے دیگر کنڈکٹنگ حصوں کے ساتھ لنک ہوں جیسے سٹیل کور یا آئرن بدن ٹرانسفارمر وغیرہ۔ جب متبادل فلکس ان ٹرانسفارمر کے حصوں کے ساتھ لنک ہوتا ہے، تو یہاں مقامی طور پر موجب emf ہوتا ہے۔
ان emfs کی وجہ سے، یہاں کرنٹ ہوں گے جو ٹرانسفارمر کے ان حصوں پر مقامی طور پر گردش کریں گے۔ یہ گردش کرنے والے کرنٹ ٹرانسفارمر کے آؤٹ پٹ میں کوئی کردار نہیں ادا کریں گے اور گرمی کے طور پر گم ہو جائیں گے۔ ایسے قسم کے طاقة کے نقصان کو ٹرانسفارمر کا ایڈی کرنٹ نقصان کہا جاتا ہے۔
یہ ایڈی کرنٹ نقصان کی وسیع اور سادہ وضاحت تھی۔ اس نقصان کی تفصیلی وضاحت کا بحث کرنے کا موضوع نہیں ہے۔
