কিভাবে খুব কম ফ্রিকোয়েন্সিতে একটি ইনডাক্টেন্স দিয়ে প্রবাহিত হওয়া বিদ্যুৎ প্রবাহের মান নির্ধারণ করা যায়?

কিভাবে অতি কম ফ্রিকোয়েন্সিতে ইনডাক্টর দিয়ে প্রবাহিত হওয়া বিদ্যুৎ নির্ধারণ করা যায়

অতি কম ফ্রিকোয়েন্সিতে (যেমন ডিসি বা ডিসি-সদৃশ ফ্রিকোয়েন্সি) ইনডাক্টর দিয়ে প্রবাহিত হওয়া বিদ্যুৎ নির্ধারণ করা যায় বর্তনীর আচরণ বিশ্লেষণ করে। কারণ ডিসি বা অতি কম ফ্রিকোয়েন্সিতে ইনডাক্টরের ইমপিডেন্স খুবই কম, এটিকে প্রায় একটি শর্ট সার্কিট হিসাবে বিবেচনা করা যায়। তবে, এই ফ্রিকোয়েন্সিতে বিদ্যুৎ নির্ধারণের জন্য আরও সূক্ষ্মভাবে বিবেচনা করতে হবে কিছু বিষয়:

1. ইনডাক্টরের ডিসি রেজিস্ট্যান্স (DCR)

একটি ইনডাক্টর আদর্শ উপাদান নয়; এতে একটি নির্দিষ্ট পরিমাণের তারের রেজিস্ট্যান্স থাকে, যা ডিসি রেজিস্ট্যান্স (DCR) নামে পরিচিত। অতি কম ফ্রিকোয়েন্সি বা ডিসি শর্তে, ইনডাক্টিভ রিঅ্যাকট্যান্স (XL=2πfL) উপেক্ষণীয়, তাই বিদ্যুৎ প্রধানত ইনডাক্টরের ডিসি রেজিস্ট্যান্স দ্বারা সীমাবদ্ধ হয়।

যদি বর্তনীতে শুধুমাত্র একটি ইনডাক্টর এবং একটি পাওয়ার সোর্স থাকে, এবং ইনডাক্টরের ডিসি রেজিস্ট্যান্স RDC হয়, তাহলে বিদ্যুৎ I ওহমের সূত্র ব্যবহার করে গণনা করা যায়:

যেখানে V হল পাওয়ার সোর্সের ভোল্টেজ।

2. টাইম কনস্ট্যান্টের প্রভাব

অতি কম ফ্রিকোয়েন্সিতে, ইনডাক্টর দিয়ে প্রবাহিত হওয়া বিদ্যুৎ তার স্থায়ী মানে প্রত্যক্ষ পৌঁছায় না, বরং ধীরে ধীরে তার মানে পৌঁছায়। এই প্রক্রিয়া বর্তনীর টাইম কনস্ট্যান্ট τ দ্বারা নিয়ন্ত্রিত, যা নিম্নরূপ সংজ্ঞায়িত:

যেখানে L হল ইনডাক্টেন্স এবং R DC হল ইনডাক্টরের ডিসি রেজিস্ট্যান্স। সময়ের ফাংশন হিসাবে বিদ্যুৎ নিম্নলিখিত সমীকরণ দ্বারা বর্ণনা করা যায়:

যেখানে Ifinal =V/RDC হল স্থায়ী বিদ্যুৎ, এবং t হল সময়।

এর মানে হল বিদ্যুৎ শূন্য থেকে শুরু হয় এবং ধীরে ধীরে বৃদ্ধি পায়, প্রায় 5τ পরে তার স্থায়ী মানের 99% পৌঁছায়।

3. পাওয়ার সোর্সের প্রকার

ডিসি পাওয়ার সোর্স: যদি পাওয়ার সোর্স একটি ধ্রুব ডিসি ভোল্টেজ হয়, তাহলে পর্যাপ্ত সময়ের পর বিদ্যুৎ I=V/R DC এ স্থিতিশীল হবে।

অতি কম ফ্রিকোয়েন্সি এসিপি পাওয়ার সোর্স: যদি পাওয়ার সোর্স একটি অতি কম ফ্রিকোয়েন্সির সাইনাসয়েডাল বা পালস তরঙ্গ হয়, তাহলে বিদ্যুৎ পাওয়ার সোর্সের তাত্ক্ষণিক ভোল্টেজের সাথে পরিবর্তিত হবে। অতি কম ফ্রিকোয়েন্সির সাইনাসয়েডাল তরঙ্গের জন্য, শীর্ষ বিদ্যুৎ প্রায় নিম্নরূপ হবে:

যেখানে V peak হল পাওয়ার সোর্সের শীর্ষ ভোল্টেজ।

4. বর্তনীতে অন্যান্য উপাদান

যদি বর্তনীতে ইনডাক্টরের পাশাপাশি অন্যান্য উপাদান (যেমন রেজিস্টর বা ক্যাপাসিটর) থাকে, তাহলে তাদের প্রভাব বিদ্যুতের উপর বিবেচনা করতে হবে। উদাহরণস্বরূপ, একটি RL বর্তনীতে, বিদ্যুতের বৃদ্ধির হার R এবং L উভয় দ্বারা প্রভাবিত হয়, যেখানে টাইম কনস্ট্যান্ট τ=L/R।

যদি বর্তনীতে একটি ক্যাপাসিটর থাকে, তাহলে ক্যাপাসিটরের চার্জিং এবং ডিচার্জিং বিদ্যুতের উপর প্রভাব ফেলবে, বিশেষ করে ট্রানজিয়েন্ট সময়ে।

5. ইনডাক্টরের অ-আদর্শ প্রভাব

বাস্তব ইনডাক্টরগুলিতে প্যারাসিটিক ক্যাপাসিট্যান্স এবং কোর লস থাকতে পারে। অতি কম ফ্রিকোয়েন্সিতে, প্যারাসিটিক ক্যাপাসিট্যান্সের প্রভাব সাধারণত উপেক্ষণীয়, কিন্তু কোর লস ইনডাক্টরকে গরম করতে পারে, যা এর পারফরম্যান্সকে প্রভাবিত করে। যদি ইনডাক্টর চৌম্বকীয় উপাদান (যেমন লোহার কোর) ব্যবহার করে, তাহলে চৌম্বকীয় সম্পূর্ণতা একটি সমস্যা হতে পারে, বিশেষ করে উচ্চ বিদ্যুৎ শর্তে। যখন ইনডাক্টর সম্পূর্ণ হয়, তখন তার ইনডাক্টেন্স L খুব কমে যায়, যা বিদ্যুতের দ্রুত বৃদ্ধি ঘটায়।

6. পরিমাপ পদ্ধতি

স্থায়ী বিদ্যুৎ পরিমাপ: স্থায়ী বিদ্যুৎ পরিমাপ করতে, একটি বিদ্যুৎ মিটার ব্যবহার করে ইনডাক্টর দিয়ে প্রবাহিত হওয়া বিদ্যুৎ পরিমাপ করা যায়, যখন বর্তনী একটি স্থিতিশীল অবস্থায় পৌঁছায়।

ট্রানজিয়েন্ট বিদ্যুৎ পরিমাপ: সময়ের সাথে বিদ্যুতের পরিবর্তন পরিমাপ করতে, একটি অসিলোস্কোপ বা অন্য কোনও ট্রানজিয়েন্ট প্রতিক্রিয়া ধরার ক্ষমতা সম্পন্ন যন্ত্র ব্যবহার করা যায়। বিদ্যুৎ তরঙ্গের পর্যবেক্ষণ করে, আপনি বিদ্যুতের কিভাবে বৃদ্ধি পায় এবং তার চূড়ান্ত মানে পৌঁছায় তা বিশ্লেষণ করতে পারেন।

7. বিশেষ ক্ষেত্র: চৌম্বকীয় সম্পূর্ণতা

যদি ইনডাক্টর চৌম্বকীয় উপাদান (যেমন লোহার কোর) ব্যবহার করে, তাহলে উচ্চ বিদ্যুৎ বা শক্তিশালী চৌম্বকীয় ক্ষেত্রে এটি চৌম্বকীয় সম্পূর্ণতার অবস্থায় প্রবেশ করতে পারে। যখন ইনডাক্টর সম্পূর্ণ হয়, তখন তার ইনডাক্টেন্স L খুব কমে যায়, যা বিদ্যুতের দ্রুত বৃদ্ধি ঘটায়। চৌম্বকীয় সম্পূর্ণতা এড়াতে, নিশ্চিত করুন যে প্রचালন বিদ্যুৎ ইনডাক্টরের সর্বোচ্চ রেটেড বিদ্যুতের চেয়ে বেশি হয় না।

সারাংশ

অতি কম ফ্রিকোয়েন্সিতে, ইনডাক্টর দিয়ে প্রবাহিত হওয়া বিদ্যুৎ প্রধানত ইনডাক্টরের ডিসি রেজিস্ট্যান্স RDC দ্বারা নির্ধারিত হয়, এবং বিদ্যুতের বৃদ্ধি টাইম কনস্ট্যান্ট τ=L/RDC দ্বারা নিয়ন্ত্রিত হয়। ডিসি পাওয়ার সোর্সের জন্য, বিদ্যুৎ শেষ পর্যন্ত I=V/RDC এ স্থিতিশীল হবে। অতি কম ফ্রিকোয়েন্সি এসিপি পাওয়ার সোর্সের জন্য, তাত্ক্ষণিক বিদ্যুৎ পাওয়ার সোর্সের তাত্ক্ষণিক ভোল্টেজের উপর নির্ভর করে। অতঃপর, বর্তনীতে অন্যান্য উপাদান এবং ইনডাক্টরের অ-আদর্শ বৈশিষ্ট্য (যেমন চৌম্বকীয় সম্পূর্ণতা) বিবেচনা করা উচিত।