ਦੇ ਤੈਲ-ਡੁਬੇ ਟਰਨਸਫਾਰਮਰ ਕੋਅਰ ਵਿਚ 1.75T ਮੈਗਨੈਟਿਕ ਫਲਾਈਕ ਘਣਤਾ ਦੀਆਂ ਪਿਕ/ਐਰੈਂਕ ਵਿਸ਼ੇਸ਼ਤਾਵਾਂ ਦਾ ਉਤਪਾਦਨ ਅਤੇ ਵਿਸ਼ਲੇਸ਼ਣ

عام طور پر، تیلے میں ڈبل کرنے والے ایک الیکٹرانک دبائی ٹرانسفارمروں کا ڈیزائن شدہ کام کرنے والا میگناٹک فلکس ڈینسٹی تقریباً 1.75T (مخصوص قدر خالی لو اور شور کی ضرورت کے عوامل پر منحصر ہوتی ہے) ہو سکتا ہے۔ لیکن، یہ ایک بنیادی لیکن آسانی سے گمراہ کن سوال ہے: کیا یہ 1.75T میگناٹک فلکس ڈینسٹی کی قدر پیک ویلیو ہے یا افیکٹیو ویلیو؟

اگر بھی کسی بھی ٹرانسفارمر ڈیزائن کے کئی سالوں کے تجربے کے ساتھ انجینئر سے پوچھا جائے تو ان کو فوراً صحیح جواب دینے میں مشکل ہو سکتی ہے۔ کئی لوگ فوراً کہیں گے کہ یہ "افیکٹیو ویلیو" ہے۔

بالکل، اس مسئلے کو حل کرنے کے لیے ٹرانسفارمر ڈیزائن کے بنیادی نظریاتی علم کی ضرورت ہوتی ہے۔ ہم فاراڈے کے میگناٹک انڈکشن کے قانون سے شروع کر سکتے ہیں اور حسابان کے علم کے ساتھ تجزیتی تجزیہ کر سکتے ہیں۔

01 فارمولے کی اشتقاق

جب بیرونی پاور سپلائی ولٹیج ایک سائن ویو ہوتی ہے، تو آئرن کور میں مرکزی میگناٹک فلکس کو بنیادی طور پر ایک سائن ویو سمجھا جا سکتا ہے۔ ہم آئرن کور میں مرکزی میگناٹک فلکس کو φ = Φₘsinωt مانتے ہیں۔ فاراڈے کے میگناٹک انڈکشن کے قانون کے مطابق، انڈیسڈ ولٹیج ہوتا ہے:

چونکہ بیرونی پاور سپلائی ولٹیج تقریباً پرائمری کوئل کے انڈیسڈ ولٹیج کے برابر ہوتا ہے، U کو بیرونی پاور سپلائی ولٹیج کی افیکٹیو ویلیو مانتے ہوئے:

مزید سادہ کر کے:

فارمولے (1) میں:

• U پرائمری سائیڈ پاور فیز ولٹیج کی افیکٹیو ویلیو ہے، ولٹ (V) میں؛

• f پرائمری سائیڈ پاور ولٹیج کی فریکوئنسی ہے، ہرٹز (Hz) میں؛

• N پرائمری واائنڈنگ کے الیکٹریکل ٹرن ہیں؛

• Bₘ آئرن کور کے کام کرنے والے میگناٹک فلکس ڈینسٹی کی پیک ویلیو ہے، ٹیسلا (T) میں؛

• S آئرن کور کا موثر کراس سیکشنل علاقہ ہے، مربع میٹر (m²) میں۔

فارمولے (1) سے ظاہر ہوتا ہے کہ کیونکہ U ولٹیج کی افیکٹیو ویلیو ہے (یعنی اظہار کا دائیں جانب دو کے مربع کے ذریعے تقسیم کردیا گیا ہے)، Bₘ یہاں آئرن کور کے کام کرنے والے میگناٹک فلکس ڈینسٹی کی پیک ویلیو کی طرف اشارہ کرتا ہے، افیکٹیو ویلیو نہیں۔

بالکل، ٹرانسفارمر کے میدان میں، ولٹیج، کرنٹ، اور کرنٹ ڈینسٹی عام طور پر افیکٹیو ویلوں کے ذریعے بیان کیے جاتے ہیں، جبکہ میگناٹک فلکس ڈینسٹی (آئرن کورز اور میگناٹک شیلڈز میں) عام طور پر پیک ویلیوز کے ذریعے بیان کیے جاتے ہیں۔ لیکن یہ دیکھا جانا چاہئے کہ کچھ محاکاة سافٹ ویئرز میں میگناٹک فلکس ڈینسٹی کے حساب کتاب کے نتائج پر مفت صلاحیت کی طرف سے پیش کیے جاتے ہیں (RMS)، جیسے Magnet؛ دیگر سافٹ ویئرز میں وہ پیک ویلیو (Peak) کی طرف سے پیش کیے جاتے ہیں، جیسے COMSOL۔ ان سافٹ ویئر نتائج کے درمیان فرق کو خاص توجہ دی جانی چاہئے تاکہ بڑے غلط فہمیوں سے بچا جا سکے۔

02 فارمولے کا اہمیت

فارمولہ (1) ٹرانسفارمر کے میدان میں اور پورے الیکٹریکل انجینئرنگ کے دائرے میں مشہور "4.44 فارمولہ" ہے۔ (2π کو دو کے مربع کے ذریعے تقسیم کرنے کا نتیجہ بالکل 4.44 ہوتا ہے - کیا یہ اکادمیا میں ایک تصادف ہوسکتا ہے؟)

اگرچہ یہ فارمولہ بیرونی طور پر سادہ ہے، لیکن اس کی اہمیت بہت زیادہ ہے۔ یہ ریاضی کے ایک اظہار کے ذریعے الیکٹریکٹی اور میگناٹزم کو ایک محفوظ طریقے سے جوڑتی ہے جس کو ایک مڈل اسکول کا طالب علم بھی سمجھ سکتا ہے۔ فارمولے کے بائیں جانب الیکٹریکل کمیٹی U ہے، اور دائیں جانب میگناٹک کمیٹی Bₘ ہے۔

بالکل، چاہے ٹرانسفارمر ڈیزائن کتنا ہی پیچیدہ ہو، ہم یہاں سے شروع کر سکتے ہیں۔ مثال کے طور پر، مستقل فلکس ولٹیج ریگولیشن، متغیر فلکس ولٹیج ریگولیشن، اور ہائبرڈ ولٹیج ریگولیشن کے ساتھ ٹرانسفارمر۔ یہ کہا جا سکتا ہے کہ جب ہم اس فارمولے کی گہری مضمون کو گرفت میں لے لیں (اس کی گہری مضمون کو سمجھنا بہت ضروری ہے)، تو کسی بھی ٹرانسفارمر کا الیکٹرومیگنٹک ڈیزائن قابل ادارہ ہوگا۔

یہ شامل ہے کہ سائیڈ کالم ولٹیج ریگولیشن اور ملٹی بادی ولٹیج ریگولیشن کے ساتھ پاور ٹرانسفارمر، اور ٹریکشن ٹرانسفارمر، فیز شفٹنگ ٹرانسفارمر، ریکٹیفائیر ٹرانسفارمر، کنورٹر ٹرانسفارمر، فرنیس ٹرانسفارمر، ٹیسٹ ٹرانسفارمر، اور ٹیون ابھیکٹر جیسے خصوصی ٹرانسفارمر۔ یہ کہنا کہ اس بہت سادہ فارمولے نے ٹرانسفارمر کے راز کو پوری طرح کھول دیا ہے، کوئی بڑا کہنا نہیں ہے۔ بلاشبہ، یہ فارمولہ ہمارے لیے ٹرانسفارمر کے سائنسی محل کا دروازہ ہے۔

کبھی کبھی، آخری طور پر استخراج کیے گئے ریاضی کے اظہار کو فیزیکل مضمون کو چھپا سکتا ہے۔ مثال کے طور پر، جب اس فارمولے (1) کو سمجھا جا رہا ہے، تو خاص طور پر نوٹ کرنا ضروری ہے کہ چونکہ یہ ریاضی کا اظہار ہے، جب پاور فریکوئنسی، ٹرانسفارمر کے پرائمری واائنڈنگ کے ٹرن، اور آئرن کور کا کراس سیکشنل علاقہ ثابت ہوتو آئرن کور کا کام کرنے والا میگناٹک فلکس ڈینسٹی Bₘ بیرونی محرک ولٹیج U کے ذریعے واحد طور پر تعین کیا جاتا ہے، آئرن کور کا کام کرنے والا میگناٹک فلکس ڈینسٹی Bₘ ہمیشہ کرنٹ کے ذریعے پیدا ہوتا ہے اور سپرپوزیشن دیوریم کے مطابق عمل کرتا ہے۔ کرنٹ کا میگناٹک فیلڈ کو محرک کرنا ہمیشہ تک صحیح رہا ہے۔