ٹرانس فارمر کا نظریہ بوجھ اور بغیر بوجھ کے آپریشن پر

ٹرانسفارمر کی تعریف

ٹرانسفارمر کو ایک الیکٹرکل ڈیوائس کے طور پر تعریف کیا جاتا ہے جو دو یا دو سے زائد مداروں کے درمیان الیکٹرکل انرجی کو الیکٹرو میگنیٹک انڈکشن کے ذریعے منتقل کرتا ہے۔

ٹرانسفارمر کا نظریہ بے لود کی حالت میں

بے ونڈنگ ریزسٹنس اور بے لیکیج ریئکٹنس کے ساتھ

ایک ٹرانسفارمر کو صرف کور کی نقصانات کے ساتھ فرض کریں، یعنی اس میں کوئی کپر لوک یا ٹرانسفارمر کی لیکیج ریئکٹنس نہیں ہے۔ جب متبادل کرنٹ کا سرس آغازی کو آپریٹ کیا جاتا ہے تو یہ کرنٹ ٹرانسفارمر کے کور کو میگنیٹائز کرنے کے لیے فراہم کرتا ہے۔

لیکن یہ کرنٹ حقیقی میگنیٹائز کرنے والے کرنٹ سے کچھ زیادہ ہوتا ہے۔ سرس سے فراہم کیے گئے کل کرنٹ کے دو حصے ہوتے ہیں، ایک میگنیٹائز کرنے والا کرنٹ ہوتا ہے جو صرف کور کو میگنیٹائز کرنے کے لیے استعمال ہوتا ہے، اور دوسرا حصہ سرس کرنٹ کا کور کی نقصانات کو معاوضہ کرنے کے لیے استعمال ہوتا ہے۔

کور کی نقصانات کے کام کرنے کے کرنٹ کے کیپونینٹ کی وجہ سے، بے لود کی حالت میں سرس کرنٹ کرنٹ سپلائی کرنٹ کے 90° کے علاوہ کسی زاویہ θ پر لاگ ہوتا ہے، جو 90° سے کم ہوتا ہے۔ کل کرنٹ Io کا ایک کیپونینٹ Iw سپلائی ولٹیج V1 کے ساتھ فیز میں ہوتا ہے، جو کور کی نقصانات کا کیپونینٹ ظاہر کرتا ہے۔

اس کیپونینٹ کو سرس ولٹیج کے ساتھ فیز میں لیا جاتا ہے کیونکہ یہ ٹرانسفارمر کے کام کرنے والے نقصانات سے منسلک ہوتا ہے۔ سرس کرنٹ کا دوسرا کیپونینٹ Iμ کے طور پر ظاہر کیا جاتا ہے۔

یہ کیپونینٹ کور میں متبادل میگنیٹک فلکس پیدا کرتا ہے، لہذا یہ واٹ لیس ہوتا ہے؛ یعنی یہ ٹرانسفارمر کے سرس کرنٹ کا ریئکٹو کا حصہ ہوتا ہے۔ لہذا Iμ V1 کے ساتھ قائم الزاویہ ہوگا اور متبادل فلکس Φ کے ساتھ فیز میں ہوگا۔ لہذا، بے لود کی حالت میں ٹرانسفارمر کا کل آغازی کرنٹ کو یوں ظاہر کیا جا سکتا ہے:

اب آپ نے دیکھا ہے کہ ٹرانسفارمر کا نظریہ بے لود کی حالت میں کتنی آسانی سے سمجھایا جا سکتا ہے۔

ٹرانسفارمر کا نظریہ لود کی حالت میں

بے ونڈنگ ریزسٹنس اور لیکیج ریئکٹنس کے ساتھ

اب ہم اوپر دی گئی ٹرانسفارمر کو لود کی حالت میں مطالعہ کریں گے، یعنی لود کو ثانوی ترمیمیں سے جڑا ہوا ہے۔ فرض کریں، ایک ٹرانسفارمر کور کی نقصانات کا ہے لیکن کوئی کپر لوک یا لیکیج ریئکٹنس نہیں ہے۔ جب کوئی لود ثانوی ونڈنگ سے جڑا ہوتا ہے تو لود کرنٹ لود کے ساتھ ہی ثانوی ونڈنگ سے بھی گذرتا ہے۔

یہ لود کرنٹ صرف لود کی خصوصیات پر منحصر ہوتا ہے اور ٹرانسفارمر کے ثانوی ولٹیج پر بھی۔ یہ کرنٹ ثانوی کرنٹ یا لود کرنٹ کہلاتا ہے، یہاں اسے I2 کے طور پر ظاہر کیا گیا ہے۔ جب I2 ثانوی سے گزر رہا ہوتا ہے تو ثانوی ونڈنگ میں خود کار MMF پیدا ہوتا ہے۔ یہاں یہ N2I2 ہے، جہاں N2 ٹرانسفارمر کے ثانوی ونڈنگ کے تعداد کا عدد ہے۔

ثانوی ونڈنگ میں یہ MMF یا میگنیٹوموٹو فورس فلکس φ2 پیدا کرتا ہے۔ یہ φ2 اصل میگنیٹائز فلکس کو مخالف کرتا ہے اور اسے ضعیف کرتا ہے اور آغازی خود کار م诱发的翻译结果如下：

ترانسفرمر کی تعریف

ترانسفرمر کو ایک الیکٹرکل ڈیوائس کے طور پر تعریف کیا جاتا ہے جو دو یا دو سے زائد مداروں کے درمیان الیکٹرکل توانائی کو الیکٹرو میگناٹک انڈکشن کے ذریعے منتقل کرتا ہے۔

بے بوجھ کی حالت میں ترانسفرمر کا نظریہ

بے ونڈنگ ریزسٹنس اور بے لیکیج ریئکٹنس کے ساتھ

ایک ترانسفرمر کو صرف کور کی نقصانات کے ساتھ فرض کریں، یعنی اس میں کوئی کپر لوک یا ترانسفرمر کی لیکیج ریئکٹنس نہیں ہے۔ جب متبادل کرنٹ کا سرس آغازی کو آپریٹ کیا جاتا ہے تو یہ کرنٹ ترانسفرمر کے کور کو میگنیٹائز کرنے کے لیے فراہم کرتا ہے۔

لیکن یہ کرنٹ حقیقی میگنیٹائز کرنے والے کرنٹ سے کچھ زیادہ ہوتا ہے۔ سرس سے فراہم کیے گئے کل کرنٹ کے دو حصے ہوتے ہیں، ایک میگنیٹائز کرنے والا کرنٹ ہوتا ہے جو صرف کور کو میگنیٹائز کرنے کے لیے استعمال ہوتا ہے، اور دوسرا حصہ سرس کرنٹ کا کور کی نقصانات کو معاوضہ کرنے کے لیے استعمال ہوتا ہے۔

کور کی نقصانات کے کام کرنے کے کرنٹ کے کیپونینٹ کی وجہ سے، بے بوجھ کی حالت میں سرس کرنٹ کرنٹ سپلائی کرنٹ کے 90° کے علاوہ کسی زاویہ θ پر لاگ ہوتا ہے، جو 90° سے کم ہوتا ہے۔ کل کرنٹ Io کا ایک کیپونینٹ Iw سپلائی ولٹیج V1 کے ساتھ فیز میں ہوتا ہے، جو کور کی نقصانات کا کیپونینٹ ظاہر کرتا ہے۔

اس کیپونینٹ کو سرس ولٹیج کے ساتھ فیز میں لیا جاتا ہے کیونکہ یہ ترانسفرمر کے کام کرنے والے نقصانات سے منسلک ہوتا ہے۔ سرس کرنٹ کا دوسرا کیپونینٹ Iμ کے طور پر ظاہر کیا جاتا ہے۔

یہ کیپونینٹ کور میں متبادل میگنیٹک فلکس پیدا کرتا ہے، لہذا یہ واٹ لیس ہوتا ہے؛ یعنی یہ ترانسفرمر کے سرس کرنٹ کا ریئکٹو کا حصہ ہوتا ہے۔ لہذا Iμ V1 کے ساتھ قائم الزاویہ ہوگا اور متبادل فلکس Φ کے ساتھ فیز میں ہوگا۔ لہذا، بے بوجھ کی حالت میں ترانسفرمر کا کل آغازی کرنٹ کو یوں ظاہر کیا جا سکتا ہے:

اب آپ نے دیکھا ہے کہ ترانسفرمر کا نظریہ بے بوجھ کی حالت میں کتنی آسانی سے سمجھایا جا سکتا ہے۔

لود کی حالت میں ترانسفرمر کا نظریہ

بے ونڈنگ ریزسٹنس اور لیکیج ریئکٹنس کے ساتھ

اب ہم اوپر دی گئی ترانسفرمر کو لود کی حالت میں مطالعہ کریں گے، یعنی لود کو ثانوی ترمیمیں سے جڑا ہوا ہے۔ فرض کریں، ایک ترانسفرمر کور کی نقصانات کا ہے لیکن کوئی کپر لوک یا لیکیج ریئکٹنس نہیں ہے۔ جب کوئی لود ثانوی ونڈنگ سے جڑا ہوتا ہے تو لود کرنٹ لود کے ساتھ ہی ثانوی ونڈنگ سے بھی گذرتا ہے۔

یہ لود کرنٹ صرف لود کی خصوصیات پر منحصر ہوتا ہے اور ترانسفرمر کے ثانوی ولٹیج پر بھی۔ یہ کرنٹ ثانوی کرنٹ یا لود کرنٹ کہلاتا ہے، یہاں اسے I2 کے طور پر ظاہر کیا گیا ہے۔ جب I2 ثانوی سے گزر رہا ہوتا ہے تو ثانوی ونڈنگ میں خود کار MMF پیدا ہوتا ہے۔ یہاں یہ N2I2 ہے، جہاں N2 ترانسفرمر کے ثانوی ونڈنگ کے تعداد کا عدد ہے۔

ثانوی ونڈنگ میں یہ MMF یا میگنیٹوموٹو فورس فلکس φ2 پیدا کرتا ہے۔ یہ φ2 اصل میگنیٹائز فلکس کو مخالف کرتا ہے اور اسے ضعیف کرتا ہے اور آغازی خود کار میگنیٹائز شدہ EMF E1 کو کم کرنے کی کوشش کرتا ہے۔ اگر E1 آغازی سرس ولٹیج V1 سے کم ہو جائے تو سرس سے آغازی ونڈنگ کو مزید کرنٹ فراہم کرے گا۔

یہ مزید آغازی کرنٹ I2′ کور میں مزید فلکس φ′ پیدا کرتا ہے جو ثانوی کنٹر فلکس φ2 کو متعادل کرتا ہے۔ لہذا کور کا اصل میگنیٹائز شدہ فلکس Φ لود کے باوجود نا متغیر رہتا ہے۔ لہذا، کل کرنٹ جس کو ترانسفرمر سرس سے استCarthy کرتا ہے دو حصوں میں تقسیم کیا جا سکتا ہے۔

پہلا حصہ کور کو میگنیٹائز کرنے اور کور کی نقصانات کو معاوضہ کرنے کے لیے استعمال ہوتا ہے، یعنی Io۔ یہ آغازی کرنٹ کا بے بوجھ کا حصہ ہوتا ہے۔ دوسرا حصہ ثانوی ونڈنگ کے کنٹر فلکس کو معاوضہ کرنے کے لیے استعمال ہوتا ہے۔

اسے آغازی کرنٹ کا لود کا حصہ کہا جاتا ہے۔ لہذا کل بے بوجھ آغازی کرنٹ I1 کو کوئی ونڈنگ ریزسٹنس یا لیکیج ریئکٹنس کے بغیر ایسے طور پر ظاہر کیا جا سکتا ہے:

جہاں θ2 ترانسفرمر کے ثانوی ولٹیج اور ثانوی کرنٹ کے درمیان زاویہ ہوتا ہے۔ اب ہم ترانسفرمر کی مزید عملی جانب کی طرف بڑھیں گے۔

لود کی حالت میں ترانسفرمر کا نظریہ، ریزسٹو ونڈنگ کے ساتھ لیکن بے لیکیج ریئکٹنس کے بغیر

اب، ترانسفرمر کی ونڈنگ ریزسٹنس کو فرض کریں لیکن کوئی لیکیج ریئکٹنس نہیں۔ اب تک ہم نے ایک ترانسفرمر کا بحث کیا ہے جس کی ایڈیال ونڈنگ ہے، یعنی ونڈنگ میں کوئی ریزسٹنس یا لیکیج ریئکٹنس نہیں ہے، لیکن اب ہم ایک ترانسفرمر کو فرض کریں گے جس کی اندر ریزسٹنس ہے لیکن کوئی لیکیج ریئکٹنس نہیں ہے۔ چونکہ ونڈنگ ریزسٹو ہوتی ہے، اس لیے ونڈنگ میں ولٹیج ڈراپ ہوگا۔

ہم نے پہلے ہی ثابت کیا ہے کہ، لود کی حالت میں سرس سے کل آغازی کرنٹ I1 ہے۔ R1 کی ریزسٹنس کے ساتھ آغازی ونڈنگ میں ولٹیج ڈراپ R1I1 ہے۔ واضح رہے کہ، آغازی ونڈنگ کے ساتھ القاء شدہ EMF E1، بالکل سرس ولٹیج V1 کے برابر نہیں ہوتا ہے۔ E1 V1 سے I1R1 ولٹیج ڈراپ سے کم ہوتا ہے۔