ইন্ডাক্টর যেখানে উচ্চ ভোল্টেজ উৎপাদন করে এবং উচ্চ বিদ্যুৎ প্রবাহ না করার কারণটি কী?
যখন একটি ইনডাক্টর পতন হয় (উদাহরণস্বরূপ, যখন ইনডাক্টর সার্কিটের একটি সুইচ হঠাৎ খোলা হয়), তখন এটি উচ্চ ভোল্টেজ উৎপাদন করে, উচ্চ বিদ্যুৎপ্রবাহ নয়। এটি ইনডাক্টরের মৌলিক বৈশিষ্ট্য এবং তার শক্তি সঞ্চয় মেকানিজম দ্বারা ব্যাখ্যা করা যায়। নিম্নে একটি বিস্তারিত ব্যাখ্যা দেওয়া হল:
ইনডাক্টরের মৌলিক বৈশিষ্ট্য
ইনডাক্টরের মৌলিক বৈশিষ্ট্য নিম্নলিখিত সূত্র দ্বারা প্রকাশ করা যায়:
যেখানে:
V হল ইনডাক্টরের উপর ভোল্টেজ।
L হল ইনডাক্টরের ইনডাক্ট্যান্স। dI/dt হল সময়ের সাপেক্ষে বিদ্যুৎপ্রবাহের পরিবর্তনের হার।
এই সূত্র বোঝায় যে, ইনডাক্টরের উপর ভোল্টেজ বিদ্যুৎপ্রবাহের পরিবর্তনের হারের সমানুপাতিক। অন্য কথায়, ইনডাক্টর বিদ্যুৎপ্রবাহের দ্রুত পরিবর্তনকে প্রতিরোধ করে।
শক্তি সঞ্চয়
বিদ্যুৎপ্রবাহ ইনডাক্টর দিয়ে প্রবাহিত হলে ইনডাক্টর শক্তি সঞ্চয় করে, এবং এই শক্তি চৌম্বকীয় ক্ষেত্রে সঞ্চিত হয়। ইনডাক্টরে সঞ্চিত শক্তি E নিম্নলিখিত সূত্র দ্বারা প্রকাশ করা যায়:
যেখানে:
E হল সঞ্চিত শক্তি।
L হল ইনডাক্ট্যান্স।
I হল ইনডাক্টর দিয়ে প্রবাহিত বিদ্যুৎপ্রবাহ।
যখন সুইচ খোলা হয়
যখন ইনডাক্টর সার্কিটের একটি সুইচ হঠাৎ খোলা হয়, তখন বিদ্যুৎপ্রবাহ তাৎক্ষণিকভাবে শূন্য হয়ে যায় না, কারণ ইনডাক্টরের চৌম্বকীয় ক্ষেত্র তার সঞ্চিত শক্তি ছাড়াতে সময় প্রয়োজন। যেহেতু বিদ্যুৎপ্রবাহ তাৎক্ষণিকভাবে পরিবর্তিত হতে পারে না, ইনডাক্টর বিদ্যমান বিদ্যুৎপ্রবাহ বজায় রাখার চেষ্টা করে।
তবে, কারণ সুইচ খোলা হয়েছে, বিদ্যুৎপ্রবাহের পথ কেটে গেছে। ইনডাক্টর বিদ্যুৎপ্রবাহ বজায় রাখতে পারে না, তাই এটি তার টার্মিনালের মধ্যে খুব উচ্চ ভোল্টেজ উৎপাদন করে। এই উচ্চ ভোল্টেজ বিদ্যুৎপ্রবাহ চালিয়ে যাওয়ার চেষ্টা করে, কিন্তু কারণ সার্কিট ভেঙে গেছে, বিদ্যুৎপ্রবাহ পার হতে পারে না, এবং ইনডাক্টর তার সঞ্চিত শক্তি উচ্চ ভোল্টেজ দ্বারা মুক্ত করে।
গাণিতিক ব্যাখ্যা
ইনডাক্টরের ভোল্টেজ-বিদ্যুৎপ্রবাহ সম্পর্ক V=L（dI/dt）অনুযায়ী, যখন সুইচ হঠাৎ খোলা হয়, বিদ্যুৎপ্রবাহ I তাৎক্ষণিকভাবে শূন্য হতে হয়। এর অর্থ হল, বিদ্যুৎপ্রবাহের পরিবর্তনের হার dI/dt খুব বড় হয়, ফলে খুব উচ্চ ভোল্টেজ V উৎপন্ন হয়।
প্রায়োগিক ঘটনা
প্রায়োগিক সার্কিটে, এই উচ্চ ভোল্টেজ চাম্পাক উৎপাদন করতে পারে বা সার্কিটের অন্যান্য উপাদানগুলিকে ক্ষতি করতে পারে। এটি প্রতিরোধ করার জন্য, ইনডাক্টরের সাথে সমান্তরালে একটি ডায়োড (ফ্লাইব্যাক ডায়োড বা ফ্রিহুইলিং ডায়োড হিসাবে পরিচিত) সংযুক্ত করা হয়। এটি সুইচ খোলা হলে বিদ্যুৎপ্রবাহ ডায়োড দিয়ে প্রবাহিত হতে পারে, ফলে অতিরিক্ত উচ্চ ভোল্টেজ উৎপন্ন হওয়া এড়ানো যায়।
সারাংশ
যখন ইনডাক্টর সার্কিটের একটি সুইচ হঠাৎ খোলা হয়, তখন উচ্চ ভোল্টেজ উৎপাদিত হয়, উচ্চ বিদ্যুৎপ্রবাহ নয়, কারণ ইনডাক্টর বিদ্যমান বিদ্যুৎপ্রবাহ বজায় রাখার চেষ্টা করে। তবে, কারণ সার্কিট ভেঙে গেছে, বিদ্যুৎপ্রবাহ চালিয়ে যাওয়া যায় না, এবং ইনডাক্টর তার সঞ্চিত শক্তি উচ্চ ভোল্টেজ দ্বারা মুক্ত করে। এই উচ্চ ভোল্টেজ বিদ্যুৎপ্রবাহের পরিবর্তনের হার dI/dt খুব বড় হওয়ার কারণে উৎপন্ন হয়।
