পাওয়ার ইলেক্ট্রনিক্সে ট্রান্সফরমারের বাস্তব ব্যবহারগুলো কি কি?

১. স্পার্ক গ্যাপের কাজের নীতি

স্পার্ক গ্যাপ গ্যাস ডিচার্জের উপর ভিত্তি করে কাজ করে। যখন দুইটি ইলেকট্রোডের মধ্যে যথেষ্ট বড় ভোল্টেজ প্রয়োগ করা হয়, তখন ইলেকট্রোডদের মধ্যে গ্যাস আয়নিত হয়, একটি পরিবহনমূলক চ্যানেল গঠন করে, ফলে স্পার্ক ডিচার্জ ঘটে। এই প্রক্রিয়াটি বজ্রপাত সময় মেঘ ও ভূমির মধ্যে ডিচার্জ ঘটনার সাথে সাদৃশ্যপূর্ণ। গ্যাসের আয়নিত হওয়ার কারণ হল তড়িৎক্ষেত্রের শক্তি যথেষ্ট শক্তিশালী হওয়ায় গ্যাস অণুর ইলেকট্রনগুলি পরমাণু বা অণুর আবদ্ধতা থেকে মুক্ত হয়, ফলে মুক্ত ইলেকট্রন ও আয়ন গঠিত হয়। এই মুক্ত ইলেকট্রন ও আয়নগুলি তড়িৎক্ষেত্রের কারণে ত্বরিত হয়, অন্যান্য গ্যাস অণুর সাথে ধাক্কা খায়, আরও আয়নিত প্রক্রিয়া সৃষ্টি করে, এবং শেষ পর্যন্ত গ্যাসের ভেঙে যাওয়া এবং স্পার্ক ডিচার্জ ঘটে।

পাসচেনের সূত্র অনুযায়ী, গ্যাসের ব্রেকডাউন ভোল্টেজ গ্যাসের চাপ, ইলেকট্রোডের দূরত্ব এবং গ্যাসের প্রকারের একটি ফাংশন। নির্দিষ্ট গ্যাসের প্রকার ও চাপের ক্ষেত্রে, ইলেকট্রোডের দূরত্ব এবং ব্রেকডাউন ভোল্টেজের মধ্যে একটি নির্দিষ্ট সম্পর্ক রয়েছে। সাধারণভাবে, ইলেকট্রোডের দূরত্ব যত বড়, ব্রেকডাউন ভোল্টেজও তত বেশি হয়।

২. স্পার্ক গ্যাপ ব্যবহার করে ভোল্টেজ নির্ধারণের মৌলিক পদ্ধতি

স্পার্ক গ্যাপ ডিভাইস ক্যালিব্রেট করা

প্রথমত, স্পার্ক গ্যাপকে একটি পরিচিত ভোল্টেজ দিয়ে ক্যালিব্রেট করা প্রয়োজন। একটি মানক ভোল্টেজ সোর্স, যেমন একটি উচ্চ-প্রেসিশন DC বা AC ভোল্টেজ জেনারেটর, ব্যবহার করা যেতে পারে এবং স্পার্ক গ্যাপের ইলেকট্রোডের সাথে সংযুক্ত করা যেতে পারে। ধীরে ধীরে ভোল্টেজ বাড়াতে থাকুন যতক্ষণ না স্পার্ক উৎপাদন দেখা যায়, এবং এই সময়ের ভোল্টেজ মান এবং ইলেকট্রোডের দূরত্ব রেকর্ড করুন। উদাহরণস্বরূপ, বায়ু মাধ্যমে একটি স্পার্ক গ্যাপের জন্য, যখন ইলেকট্রোডের দূরত্ব ১ মিমি, তখন মানক ভোল্টেজ সোর্স ব্যবহার করে পরিমাপ করা ব্রেকডাউন ভোল্টেজ ৩ কিলোভোল্ট, ফলে একটি ক্যালিব্রেশন ডাটা পয়েন্ট পাওয়া যায়।

ইলেকট্রোডের দূরত্ব পরিবর্তন করে এবং উপরের প্রক্রিয়াটি পুনরাবৃত্তি করে, ভিন্ন ভিন্ন ইলেকট্রোডের দূরত্বের জন্য এক সিরিজ ব্রেকডাউন ভোল্টেজ ডাটা পাওয়া যায়, এবং ইলেকট্রোডের দূরত্ব এবং ব্রেকডাউন ভোল্টেজের মধ্যে সম্পর্ক বক্ররেখা অঙ্কন করা যায়। এটি পরবর্তীতে অজানা ভোল্টেজের পরিমাপের জন্য একটি ক্যালিব্রেশন ভিত্তি প্রদান করে।

অজানা ভোল্টেজ পরিমাপ করা

অজানা ভোল্টেজ নির্ধারণ করার সময়, অজানা ভোল্টেজ সোর্সটিকে ক্যালিব্রেট করা স্পার্ক গ্যাপ ডিভাইসের সাথে সংযুক্ত করুন। ধীরে ধীরে ভোল্টেজ বাড়াতে থাকুন যতক্ষণ না স্পার্ক ডিচার্জ দেখা যায়। এই সময়ের ইলেকট্রোডের দূরত্ব পরিমাপ করুন, এবং পূর্বে অঙ্কিত ক্যালিব্রেশন বক্ররেখার মাধ্যমে সংশ্লিষ্ট ভোল্টেজ মান খুঁজুন। এই ভোল্টেজ মানটি অজানা ভোল্টেজের আনুমানিক মান। উদাহরণস্বরূপ, একটি উচ্চ-ভোল্টেজ পালসের ভোল্টেজ পরিমাপ করার সময়, যদি ইলেকট্রোডের দূরত্ব ২ মিমি হলে স্পার্ক উৎপাদন দেখা যায়, এবং ক্যালিব্রেশন বক্ররেখা থেকে প্রাপ্ত সংশ্লিষ্ট ভোল্টেজ ৬ কিলোভোল্ট, তাহলে উচ্চ-ভোল্টেজ পালসের ভোল্টেজ আনুমানিক ৬ কিলোভোল্ট নির্ধারণ করা হয়।

৩. সতর্কতা এবং ত্রুটির উৎস

গ্যাসের অবস্থার প্রভাব: গ্যাসের প্রকার, চাপ এবং আর্দ্রতা ব্রেকডাউন ভোল্টেজের উপর বেশ বড় প্রভাব ফেলতে পারে। উদাহরণস্বরূপ, উচ্চ-আর্দ্রতা পরিবেশে, বায়ুতে জলবাষ্পের পরিমাণ বেড়ে যাওয়ায় গ্যাসের ব্রেকডাউন ভোল্টেজ কমে যায়। তাই, পরিমাপের সময় গ্যাসের অবস্থাকে যথাসম্ভব স্থিতিশীল রাখা প্রয়োজন। যদি সম্ভব হয়, তাহলে মানক বায়ুমণ্ডলীয় চাপ এবং শুকনো পরিবেশে পরিমাপ করা বা গ্যাসের অবস্থার পরিবর্তনের জন্য সংশোধন করা উচিত।

ইলেকট্রোডের আকৃতি এবং পৃষ্ঠের অবস্থার প্রভাব: ইলেকট্রোডের আকৃতি (যেমন গোলাকার, সূচাকার, ফ্ল্যাট-প্লেট আকৃতি, ইত্যাদি) এবং পৃষ্ঠের অবস্থা (যেমন রুক্ষতা, অক্সাইড লেয়ারের উপস্থিতি, ইত্যাদি) স্পার্ক গ্যাপের ব্রেকডাউন ভোল্টেজের উপর প্রভাব ফেলবে। ইলেকট্রোডের বিভিন্ন আকৃতি অসম তড়িৎক্ষেত্র বিতরণ ঘটায়, ফলে ব্রেকডাউন ভোল্টেজ পরিবর্তিত হয়। উদাহরণস্বরূপ, সূচ-প্লেট ইলেকট্রোড স্ট্রাকচারে সূচাকার ইলেকট্রোডের প্রান্তে তড়িৎক্ষেত্র সংকুচিত হয়, ফলে এটি ব্রেকডাউনের জন্য বেশি প্রবণ হয়, এবং এর ব্রেকডাউন ভোল্টেজ সাপেক্ষে কম। ইলেকট্রোডের পৃষ্ঠের রুক্ষতা এবং অক্সাইড লেয়ার গ্যাস অণু বা তড়িৎক্ষেত্র বিতরণ পরিবর্তন করতে পারে। তাই, পরিমাপের সময় ইলেকট্রোডের আকৃতি এবং পৃষ্ঠের অবস্থার সামঞ্জস্য রাখা প্রয়োজন, বা এই কারণগুলি বিবেচনা করে সংশোধন করা উচিত।

 পরিমাপের প্রেসিশনের সীমাবদ্ধতা: স্পার্ক গ্যাপ ব্যবহার করে ভোল্টেজ পরিমাপ একটি অপেক্ষাকৃত রুক্ষ পদ্ধতি, এবং এর প্রেসিশন বিভিন্ন কারণে সীমাবদ্ধ। উপরে উল্লিখিত গ্যাসের অবস্থা এবং ইলেকট্রোড কারণগুলির পাশাপাশি, স্পার্ক ডিচার্জ নিজেই একটি তাৎক্ষণিক এবং কিছুটা অনিয়মিত প্রক্রিয়া, যা নিয়ন্ত্রণ এবং পরিমাপ করা কঠিন। আরও, উচ্চ-ভোল্টেজের ক্ষেত্রে, বহুবার ডিচার্জ বা অবিচ্ছিন্ন আর্ক ঘটতে পারে, যা পরিমাপের ফলাফলের সুনিশ্চিততাকে প্রভাবিত করবে। তাই, এই পদ্ধতি সাধারণত ভোল্টেজের একটি রুক্ষ অনুমান করার জন্য ব্যবহৃত হয়, উচ্চ-প্রেসিশন ভোল্টেজ পরিমাপের জন্য নয়।