কেন আমরা পাওয়ার সিস্টেমে ৫০ হার্টজ বা ৬০ হার্টজ ফ্রিকোয়েন্সি ব্যবহার করি?

একটি পাওয়ার সিস্টেম হল একটি তারতম্য নেটওয়ার্ক যা বিদ্যুৎ উৎপাদন, প্রেরণ এবং বিতরণ করে শেষ ব্যবহারকারীদের কাছে। পাওয়ার সিস্টেম একটি নির্দিষ্ট ফ্রিকোয়েন্সিতে চলে, যা এক্সচেঞ্জিং কারেন্ট (AC) ভোল্টেজ এবং কারেন্টের প্রতি সেকেন্ডের সাইকেল সংখ্যা। পাওয়ার সিস্টেমের জন্য বিশ্বের অঞ্চলভেদে সবচেয়ে সাধারণ ফ্রিকোয়েন্সি ৫০ হার্টজ এবং ৬০ হার্টজ। কিন্তু আমরা এই ফ্রিকোয়েন্সি ব্যবহার করি কেন এবং অন্য ফ্রিকোয়েন্সি না? ভিন্ন ফ্রিকোয়েন্সির সুবিধা এবং অসুবিধা কী? এবং এই ফ্রিকোয়েন্সি কিভাবে মানক হয়েছে? এই নিবন্ধে এই প্রশ্নগুলির উত্তর দেওয়া হবে এবং পাওয়ার সিস্টেম ফ্রিকোয়েন্সির ইতিহাস এবং প্রযুক্তিগত দিকগুলি ব্যাখ্যা করা হবে।

পাওয়ার সিস্টেম ফ্রিকোয়েন্সি কী?

পাওয়ার সিস্টেম ফ্রিকোয়েন্সি হল AC ভোল্টেজ বা কারেন্টের পরিবর্তনের হার। এটি হার্টজ (Hz) এ মাপা হয়, যা প্রতি সেকেন্ডে একটি সাইকেল সমান। পাওয়ার সিস্টেমের ফ্রিকোয়েন্সি তৈরি করা জেনারেটরগুলির ঘূর্ণন গতির উপর নির্ভর করে। জেনারেটরগুলি যত দ্রুত ঘুরবে, ফ্রিকোয়েন্সি তত বেশি হবে। ফ্রিকোয়েন্সি বিদ্যুৎ ব্যবহার বা উত্পাদন করা বিভিন্ন তড়িৎ উপকরণ এবং যন্ত্রপাতির কার্যকারিতা এবং ডিজাইনের উপর প্রভাব ফেলে।

৫০ হার্টজ এবং ৬০ হার্টজ ফ্রিকোয়েন্সি কিভাবে উদ্ভূত হয়েছিল?

পাওয়ার সিস্টেমের জন্য ৫০ হার্টজ বা ৬০ হার্টজ ফ্রিকোয়েন্সি নির্বাচন কোনো শক্তিশালী প্রযুক্তিগত কারণের উপর ভিত্তি করে নয়, বরং ঐতিহাসিক এবং অর্থনৈতিক কারণের উপর ভিত্তি করে। ১৯ শতকের শেষ এবং ২০ শতকের শুরুতে, যখন বাণিজ্যিক বিদ্যুৎ সিস্টেম বিকাশ হচ্ছিল, তখন ফ্রিকোয়েন্সি বা ভোল্টেজের কোনো মানকরণ ছিল না। বিভিন্ন অঞ্চল এবং দেশ ১৬.৭৫ হার্টজ থেকে ১৩৩.৩৩ হার্টজ পর্যন্ত ভিন্ন ফ্রিকোয়েন্সি ব্যবহার করত, তাদের স্থানীয় পছন্দ এবং প্রয়োজন অনুযায়ী। ফ্রিকোয়েন্সি নির্বাচনের কিছু কারণ ছিল:

• আলোকপ্রদান: নিম্ন ফ্রিকোয়েন্সি প্রদান করা প্রদীপ এবং আর্ক ল্যাম্পে স্পষ্ট ঝিমুনি ঘটাত, যা তখন আলোকপ্রদানে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হত। উচ্চ ফ্রিকোয়েন্সি ঝিমুনি কমাত এবং আলোকপ্রদানের গুণমান উন্নত করত।

• ঘূর্ণন যন্ত্র: উচ্চ ফ্রিকোয়েন্সি ছোট এবং হালকা মোটর এবং জেনারেটর সম্ভব করত, যা উপকরণ এবং পরিবহন খরচ কমাত। তবে, উচ্চ ফ্রিকোয়েন্সি ঘূর্ণন যন্ত্রে লাভ এবং গরম বাড়িয়ে দিত, যা দক্ষতা এবং নির্ভরযোগ্যতা কমিয়ে দিত।

• প্রেরণ এবং ট্রান্সফরমার: উচ্চ ফ্রিকোয়েন্সি প্রেরণ লাইন এবং ট্রান্সফরমারের প্রতিরোধ বাড়িয়ে দিত, যা পাওয়ার ট্রান্সফার ক্ষমতা কমিয়ে দিত এবং ভোল্টেজ পতন বাড়িয়ে দিত। নিম্ন ফ্রিকোয়েন্সি দীর্ঘ প্রেরণ দূরত্ব এবং কম লাভ সম্ভব করত।

• সিস্টেম সংযোগ: ভিন্ন ফ্রিকোয়েন্সির সিস্টেম সংযোগ করতে জটিল এবং ব্যয়বহুল কনভার্টার বা সিঙ্ক্রোনাইজার প্রয়োজন হত। একটি সাধারণ ফ্রিকোয়েন্সি সিস্টেমের সংযোজন এবং সমন্বয় সহজ করত।

পাওয়ার সিস্টেম বিস্তৃত এবং সংযুক্ত হওয়ার সাথে সাথে, জটিলতা কমানো এবং সামঞ্জস্য বাড়ানোর জন্য ফ্রিকোয়েন্সির মানকরণের প্রয়োজন হয়েছিল। তবে, ভিন্ন উৎপাদক এবং অঞ্চল তাদের নিজস্ব মানক এবং বিশেষাধিকার রক্ষা করতে চেয়েছিল, যা দুটি প্রধান গ্রুপের মধ্যে বিভাজন ঘটায়: একটি যা ৫০ হার্টজ হিসাবে মানক ফ্রিকোয়েন্সি গ্রহণ করে, মূলত ইউরোপ এবং এশিয়ায়, এবং অন্যটি যা ৬০ হার্টজ হিসাবে মানক ফ্রিকোয়েন্সি গ্রহণ করে, মূলত উত্তর আমেরিকা এবং লাতিন আমেরিকার কিছু অংশে। জাপান একটি ব্যতিক্রম ছিল যা উভয় ফ্রিকোয়েন্সি ব্যবহার করত: পূর্ব জাপানে (টোকিও সহ) ৫০ হার্টজ এবং পশ্চিম জাপানে (অসাকা সহ) ৬০ হার্টজ।

ভিন্ন ফ্রিকোয়েন্সির সুবিধা এবং অসুবিধা কী?

পাওয়ার সিস্টেমের জন্য ৫০ হার্টজ বা ৬০ হার্টজ ফ্রিকোয়েন্সি ব্যবহারের কোনো স্পষ্ট সুবিধা বা অসুবিধা নেই, কারণ উভয় ফ্রিকোয়েন্সি বিভিন্ন কারণে তাদের সুবিধা এবং অসুবিধা রয়েছে। কিছু সুবিধা এবং অসুবিধা হল:

• পাওয়ার: ৬০ হার্টজ সিস্টেম ৫০ হার্টজ সিস্টেমের তুলনায় একই ভোল্টেজ এবং কারেন্টে ২০% বেশি পাওয়ার দেয়। এটি মানে ৬০ হার্টজে চলা মেশিন এবং মোটর ৫০ হার্টজে চলা মেশিন এবং মোটরের তুলনায় দ্রুত বা বেশি উত্পাদন করতে পারে। তবে, এটি মানে ৬০ হার্টজে চলা মেশিন এবং মোটর ৫০ হার্টজে চলা মেশিন এবং মোটরের তুলনায় বেশি ঠান্ডা বা সুরক্ষা প্রয়োজন হতে পারে।

• আকার: উচ্চ ফ্রিকোয়েন্সি ছোট এবং হালকা তড়িৎ উপকরণ এবং যন্ত্রপাতি সম্ভব করে, কারণ এটি ট্রান্সফরমার এবং মোটরের চৌম্বকীয় কোরের আকার কমায়। এটি স্থান, উপকরণ এবং পরিবহন খরচ বাঁচাতে পারে। তবে, এটি মানে উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি উপকরণ নিম্ন-ফ্রিকোয়েন্সি উপকরণের তুলনায় কম বিচ্ছিন্নতা শক্তি বা বেশি লাভ থাকতে পারে।

   

• লাভ: উচ্চ ফ্রিকোয়েন্সি তড়িৎ উপকরণ এবং যন্ত্রপাতির মধ্যে চামড়া প্রভাব, এডি কারেন্ট, হিস্টেরিসিস, ডাইইলেকট্রিক গরম ইত্যাদির কারণে লাভ বাড়ায়। এই লাভ তড়িৎ উপকরণ এবং যন্ত্রপাতির দক্ষতা কমিয়ে দেয় এবং গরম বাড়ায়। তবে, এই লাভ ল্যামিনেশন, সুরক্ষা, ঠান্ডা ইত্যাদি সঠিক ডিজাইন প্রযুক্তি ব্যবহার করে কমানো যায়।

• হারমোনিক: উচ্চ ফ্রিকোয়েন্সি নিম্ন ফ্রিকোয়েন্সির তুলনায় বেশি হারমোনিক তৈরি করে। হারমোনিক হল মৌলিক ফ্রিকোয়েন্সির গুণিত যা তড়িৎ উপকরণ এবং যন্ত্রপাতিতে বিকৃতি, বাধা, রেজোন্যান্স ইত্যাদি ঘটাতে পারে। হারমোনিক পাওয়ার সিস্টেমের গুণমান এবং নির্ভরযোগ্যতা কমিয়ে দেয়। তবে, হারমোনিক ফিল্টার, কমপেনসেটর, কনভার্টার ইত্যাদি ব্যবহার করে কমানো যায়।

পাওয়ার সিস্টেম ফ্রিকোয়েন্সি কিভাবে নিয়ন্ত্রিত হয়?

পাওয়ার সিস্টেম ফ্রিকোয়েন্সি বিদ্যুৎ উৎপাদন (সরবরাহ) এবং ব্যবহার (লোড) বাস্তব সময়ে সমান করে নিয়ন্ত্রিত হয়। যদি সরবরাহ লোড থেকে বেশি হয়, তাহলে ফ্রিকোয়েন্সি বাড়ে; যদি লোড সরবরাহ থেকে বেশি হয়, তাহলে ফ্রিকোয়েন্সি কমে। ফ্রিকোয়েন্সি পরিবর্তন পাওয়ার সিস্টেমের স্থিতিশীলতা এবং নিরাপত্তার উপর প্রভাব ফেলতে পারে, যাতে তড়িৎ উপকরণ এবং যন্ত্রপাতির কার্যকারিতা এবং পরিচালনা প্রভাবিত হয়।

ফ্রিকোয়েন্সি গ্রহণযোগ্য সীমার মধ্যে (সাধারণত নামমাত্র মানের ±০.৫%) রাখার জন্য পাওয়ার