এই টিউটরিয়ালে আমরা তড়িৎ বর্তনী কি? তড়িৎ বর্তনীর ব্যবহার ,ফিউজ তার , শর্ট সার্কিট , সার্কিট ব্রেকার , সান্ট , থ্রি প্লিন প্লাগ ,বৈদ্যুতিক বাল্ব , Ups , Ips , টিউব লাইট , বর্তনীর প্রতীকসমূহ , লোড শেডিং ইত্যাদি নিয়ে আলোচনা করব ।
তড়িৎ বর্তনী
তড়িৎ বর্তনী: তড়িৎ প্রবাহ চলার সম্পূর্ণ পথকে তড়িৎ বর্তনী বা তড়িৎ নেটওয়ার্ক বলে। তড়িৎ সরবরাহ করার জন্যই তড়িৎ বর্তনীর প্রয়োজন । তড়িৎ উৎসের দুই প্রান্তকে এক বা একাধিক রোধ,তড়িৎ যন্ত্র বা উপকরণের সাথে যুক্ত করা হলে একটি তড়িৎ বর্তনী তৈরি হয়।
বিদ্যুৎবাহী তারে পাখী বসলে সাধারণতঃ বিদ্যুৎস্পৃষ্ট হয় না: পাখী সাধারণত একটি তারে বসে। তাই বর্তনী সম্পূর্ণ না হওয়ায় পাখির ভিতর দিয়ে তড়িৎ প্রবাহিত হয় না। কিন্তু যদি পাখিটি অন্য তার স্পর্শ করে কিংবা ভূ-সংযুক্ত কোন পরিবাহীর সংস্পর্শে আসে, তাহলে বর্তনী সম্পূর্ণ হবে এবং পাখির ভিতর দিয়ে তড়িৎ প্রবাহিত হবার ফলে পাখিটি মরে যাবে।
বাদুড় বা অন্যান্য পাখিকে বৈদ্যুতিক তারে মাঝে মাঝে মৃত অবস্থায় ঝুলতে দেখা যায়: বাদুড় বা অন্যান্য যে সকল পাখি যখন একটি তারে বসে অন্য তার স্পর্শ করে কিংবা ভূ-সংযুক্ত কোন পরিবাহীর সংস্পর্শে আসে, তখন বর্তনী সম্পূর্ণ হয় এবং বাদুড় বা অন্যান্য পাখির শরীরের ভিতর দিয়ে তড়িৎ প্রবাহিত হবার ফলে বাদুড় বা পাখিটি মারা যায়।
শট সার্কিট: কোন কারণে বিপরীতধর্মী তড়িতের দুটি লাইনের মধ্যে সরাসরি সংযোগ ঘটলে সমগ্র লাইনের রোধ খুব কমে যায়। ফলে লাইনে তড়িৎ প্রবাহ হঠাৎ খুব বেড়ে যায়। এতে প্রচুর তাপ উৎপন্ন হয় এবং লাইনে আগুন ধরে যায়। একে শট সার্কিট বলে ।
ফিউজ: নিম্ন গলনাঙ্কবিশিষ্ট ছোট সরু তার যা বর্তনীতে শ্রেণী সমবায়ে যুক্ত করা হয়। শর্টসার্কিটজনিত কারনে বর্তনীতে অতিরিক্ত তড়িৎ প্রবাহ হলে ফিউজটি গলে যায় । ফলে যন্ত্রপাতি রক্ষা পায় ।
ফিউজ তার যা দিয়ে তৈরি: টিন (২৫%) ও সীসা (৭৫%) এর মিশ্রণে তৈরি একটি সংকর ধাতু ।
আবাসিক বাড়ির বর্তনীতে সার্কিট ব্রেকার ব্যবহার করা হয়: অতিমাত্রায় বিদ্যুৎ প্রবাহজনিত দুর্ঘটনা রোধের উদ্দেশ্যে। সার্কিট ব্রেকারে টিন ও সিসার তৈরি একটি কম গলনাঙ্কের সঙ্কর ধাতুর তৈরি ‘ফিউজ' বা তার ব্যবহার করা হয়। এর মধ্য দিয়ে একটি নির্দিষ্ট মাত্রায় অতিরিক্ত বিদ্যুৎ প্রবাহিত হলে এটি গলে গিয়ে বিদ্যুৎ বর্তনী বিচ্ছিন্ন করে দেয় এবং বৈদ্যুতিক দুর্ঘটনার হাত থেকে বৈদ্যুতিক যন্ত্রপাতিকে রক্ষা করে ।
সান্ট: সূক্ষ্ম ও সুবেদী বৈদ্যুতিক যন্ত্রপাতির মধ্য দিয়ে যাতে উচ্চমানের বিদ্যুৎ প্রবাহিত হতে না পারে সেজন্য যন্ত্রের সাথে সমান্তরালে যে নিম্নমানের রোধ যোগ করা হয়,তাকে সান্ট বলে ।
থ্রি-পিন প্লাগে অপেক্ষাকৃত লম্বা ও মোটা পিনটির নাম: আর্থপিন ।
বৈদ্যুতিক বাল্ব আবিষ্কার করেছিলেন: টমাস এডিসন।
বিদ্যুৎকে সাধারণ মানুষের কাজে লাগানোর জন্য যে বৈজ্ঞানিকের অবদান সবচেয়ে বেশি: টমাস এডিসন।
UPS (Uninterruptible Power Supply) : UPS একটি ডিভাইস যেটা বিদ্যুৎ সঞ্চয় করে রাখতে পারে এবং হঠাৎ বিদ্যুৎ চলে গেলে ১ থেকে ২ মিলি সেকেন্ড এর মধ্যে সঞ্চিত বিদ্যুৎ সরবরাহ করতে পারে। ফলে কম্পিউটার ও অন্যান্য ইলেকট্রন যন্ত্রপাতি চালাতে সমস্যা হয় না।
IPS (Instant Power Supply): এটি Power storage Device হিসেবে কাজ করে ।
সাধারণ বৈদ্যুতিক বালবে যেভাবে আলো উৎপন্ন হয় : সাধারণ বৈদ্যুতিক বালবে ফিলামেন্ট হিসেবে সরু টাংস্টেন তার ব্যবহার করা হয় । টাংস্টেনের উচ্চ রোধের কারণে ফিলামেন্টে বিদ্যুৎপ্রবাহ চালনা করলে ফিলামেন্ট খুব উত্তপ্ত হয় এবং তাই ফিলামেন্টটি শ্বেততপ্ত হয়ে উজ্জ্বল আলো বিকিরণ করে।
বৈদ্যুতিক বালব বায়ুশূন্য না রেখে নিষ্ক্রিয় গ্যাসে ভর্তি করা থাকে: বায়ুশূন্য বৈদ্যুতিক বালবে ফিলামেন্টটি দ্রুত বাষ্পীভূত হয়ে ভিতরে কাচের দেওয়ালে পাতলা আবরণ সৃষ্টি করে। ফলে বালবের আলোর ঔজ্জ্বল্য কমে যায় এবং স্থায়িত্ব হ্রাস পায়। কিন্তু বালব নিষ্ক্রিয় গ্যাসে ভর্তি করা থাকলে ফিলামেন্টটির বাষ্পীভবন কম হয়। এতে বালবের স্থায়িত্ব বাড়ে।
টিউব লাইটে সাধারণত যে গ্যাস ব্যবহার করা হয়: টিউব লাইটের ভিতরের তাপমাত্রা নিয়ন্ত্রিত রাখতে লাইটের ভিতরে নিষ্ক্রিয় গ্যাস ব্যবহার করা হয়। নাইট্রোজেন গ্যাসের তাপমাত্রা 3000°c-এর উপরে উঠতে পারে না। তাই ফিলামেন্ট গলে যায় না। আবার নাইট্রোজেন প্রায় নিষ্ক্রিয় এবং সহজপ্রাপ্য মৌল। তাই লাইটের ভিতর নাইট্রোজেন ব্যবহার করা হয়। এর পাশাপাশি আর্গন গ্যাসও ব্যবহার করা হয়।
টিউব লাইটে যেভাবে আলো উৎপন্ন হয়: টিউব লাইটে কাঁচের নলের মধ্যে নিম্নচাপে গ্যাস প্রবিষ্ট থাকে। এ গ্যাসের চাপ 5mm পারদস্তম্ভের সমান রেখে তড়িৎ প্রবাহ চালনা করা হয়। বিদ্যুৎক্ষরণের মাধ্যমে টিউব লাইট আলো বিকিরণ করে। এই আলোকের বর্ণ নলের অভ্যন্তরের গ্যাসের উপর নির্ভর করে। যেমনঃ বায়ুর ক্ষেত্রে গোলাপী, নিয়নের ক্ষেত্রে গাঢ় লাল, কার্বন ডাই অক্সাইডের ক্ষেত্রে নীলাভ সাদা ইত্যাদি ।
বৈদ্যুতিক বাল্বের ফিলামেন্ট কি দিয়ে তৈরী: বৈদ্যুতিক বাল্বের (Electric bulb) ভিতরে ফিলামেন্ট নামক বিশেষ এক ধরনের তাপের কুন্ডলী থাকে, যার মধ্য দিয়ে বিদ্যুৎ প্রবাহিত হলে তাপ ও আলো উৎপন্ন হয়। এ ফিলামেন্টটি টাংস্টেন নামক এক প্রকার ধাতুর তৈরি। তবে কখনো কখনো শুধু টাংস্টেনের পরিবর্তে টাংস্টেন ও ট্যানটালাম ধাতুদ্বয়ের মিশ্রণ ব্যবহৃত হয়। তামা দিয়ে বিদ্যুৎবাহী তার, বৈদ্যুতিক কয়েল, বিভিন্ন সংকর ধাতু ইত্যাদি তৈরি হয়।
তড়িৎ বর্তনীর প্রতীকসমূহ
লোডশেডিং
কোন এলাকায় বিদ্যুতের চাহিদা যদি উৎপাদন থেকে বেশি হয়, তাহলে স্বাভাবিকভাবেই সেখানে প্রয়োজনীয় বিদ্যুৎ সরবরাহ করতে পারে না। তখন সাবস্টেশনগুলো এক এলাকায় বিদ্যুৎ সরবরাহ করার জন্য অন্য একটি এলাকায় বিদ্যুৎ সরবরাহ বন্ধ রাখতে বাধ্য হয় । এই প্রক্রিয়ার নাম লোডশেডিং ।
নিরাপদ বিদ্যুৎ ব্যবহারের জন্য যেসব বিষয় জানা অতীব প্রয়োজন:-
১. বিদ্যুৎ অপরিবাহক আস্তরণ।
২. ভালো সংযোগ ।
৩. আর্দ্রতা।
৪. সার্কিট ব্রেকার এবং ফিউজ।
৫. সঠিক সংযোগ।
৬. গ্রাউন্ড ।
(সূত্রঃ নবম- দশম শ্রেণীর পদার্থ বিজ্ঞান)
এনার্জি সেভিং বাল্বে সুবিধা:
- ২০-৮০% বিদ্যুৎ সাশ্রয় হয় ।
- সাধারণ বাল্বের তুলনায় ৩ থেকে ২৫ গুণ বেশি সময় টিকে থাকে।
-কম সংখ্যক বাল্ব পরিত্যক্ত হয় বলে ময়লা আবর্জনা ব্যবস্থাপনায়ও সুবিধা হয়।
- এই বাল্ব পরিবেশ বান্ধব ।
(সূত্র: নবম- দশম শ্রেণীর বিজ্ঞান, পৃষ্ঠা -২৬৪)
তড়িৎ যন্ত্রপাতি
তড়িত্বীক্ষণ যন্ত্র বা ইলেকট্রোস্কোপ: এই যন্ত্রের সাহায্যে বস্তুতে চার্জের অস্তিত্ব প্রকৃতি ও পরিমাণ নির্ণয় করা যায়।
গ্যালভানোমিটারের কাজ: এই যন্ত্রের সাহায্যে কোন পরিবাহীতে বিদ্যুৎ প্রবাহের অস্তিত্ব ও পরিমাণ নির্ণয় করা যায় ।
গ্যালভানোমিটার যে নীতির উপর প্রতিষ্ঠিত: বিদ্যুৎ প্রবাহের উপর চৌম্বক ক্ষেত্রের ক্রিয়া বা চুম্বকের উপর বিদ্যুৎ প্রবাহের উপর ক্রিয়া ।
অ্যামিটারের কাজ : এই যন্ত্রের সাহায্যে বর্তনীর তড়িৎ প্রবাহ সরাসরি অ্যাম্পিয়ার এককে পরিমাপ করা যায় ।
ভোল্টমিটারের কাজ: এই যন্ত্রের সাহায্যে বর্তনীর যে কোন দুই বিন্দুর মধ্যকার বিভব পার্থক্য সরাসরি ভোল্ট এককে পরিমাপ করা যায় ।
অ্যামিটার ও ভোল্টমিটারের মধ্যে পার্থক্যঃ
অ্যামিটারঃ অ্যাম্পিয়ারে দাগাঙ্কিত নিম্ন রোধের একটি গ্যালভানোমিটার ।
ভোল্টমিটারঃ ভোল্টে দাগাঙ্কিত উচ্চ রোধের একটি গ্যালভানোমিটার ।
মাল্টিমিটার দিয়ে মাপা যায়: ভোল্টেজ, কারেন্ট এবং রোধ।
ভোল্টামিটারের কাজ:
১. তড়িৎ প্রবাহ মাত্ৰা নিৰ্ণয়
২. তড়িৎ রাসায়নিক সমতুল নির্ণয়
৩. ট্যানজেন্ট গ্যালভানোমিটারের হ্রাসা নির্ণয় ।
পটেনশিওমিটারের কাজ: এই যন্ত্রের সাহায্যে বিভব পার্থক্যে ও তড়িচ্চালক শক্তি সুক্ষ্মভাবে মাপা যায়। এর সাহায্যে তড়িৎ প্রবাহ ও রোধও নির্ণয় করা যায় ।
তড়িৎ চৌম্বক আবেশ : একটি গতিশীল চুম্বক বা তড়িৎবাহী কুণ্ডলীর প্রভাবে একটিবদ্ধ তার কুণ্ডলীতে ক্ষণস্থায়ী তড়িচ্চালক শক্তি বা তড়িৎ প্রবাহ উৎপন্ন হওয়ার পদ্ধতিকে তড়িৎ চৌম্বক আবেশ বলে ।
বৈদ্যুতিক মটর: একটি যন্ত্রকৌশল যা তড়িৎ শক্তিকে যান্ত্রিক শক্তিতে রূপান্তরিত করে।
বৈদ্যুতিক মটর যে নীতির উপর প্রতিষ্ঠিত: তড়িৎবাহী তারের উপর চৌম্বক ক্ষেত্রের প্রভাব।
কমুটেটর: শক্ত তামার কতকগুলো খণ্ড অভ্রের পাতের দ্বারা পরস্পর থেকে অন্তরীত করে কমুটেটর তৈরি করা হয়। কমুটেটর ডি.সি. মোটরে ব্যবহৃত হয়।
জেনারেটর বা ডায়নামো : একটি যন্ত্রকৌশল যা যান্ত্রিক শক্তিকে তড়িৎ শক্তিতে রূপান্তরিত করে। ফলে এটি একটি শক্তির কনভার্টার হিসেবে কাজ করে।
জেনারেটর বা ডায়নামো যে নীতির উপর প্রতিষ্ঠিত: তড়িৎ চৌম্বক আবেশ।
একটি জেনারেটরের শক্তি যার উপর নির্ভর করে: একটি জেনারেটরের শক্তি নির্ভর করে চুম্বকের শক্তি, কুণ্ডলীর পাকসংখ্যা এবং আবর্তন বেগের উপর ।
রূপান্তরক বা ট্রান্সফর্মার: একটি যন্ত্রকৌশল যা পর্যাবৃত্ত উচ্চ বিভবকে নিম্ন বিভবে বা নিম্ন বিভবকে উচ্চ বিভবে রূপান্তরিত করে। ট্রান্সফর্মার ভোল্টেজ ও উভয়কেই রূপান্তর করে।
ট্রান্সফর্মার যে নীতির উপর প্রতিষ্ঠিত: তাড়িত চৌম্বক আবেশ।
ট্রান্সফর্মারের প্রকারভেদ: ট্রান্সফর্মার সাধারণত দুই প্রকারের হয়। যথাঃ ১. উচ্চধাপী বা আরোহী বা স্টেপ আপ ট্রান্সফর্মার, ২. নিম্নধাপী বা অবরোহী বা স্টেপ ডাউন ট্রান্সফর্মার ।
উচ্চ ধাপী ট্রান্সফর্মারের কাজ: অল্প বিভবের অধিক তড়িৎ প্রবাহকে অধিক বিভবের অল্প তড়িৎ প্রবাহে রূপান্তরিত করে ।
নিম্নধাপী ট্রান্সফর্মারের কাজ: অধিক বিভবের অল্প তড়িৎ প্রবাহকে অল্প বিভবের অধিক তড়িৎ প্রবাহে রূপান্তরিত করে।
আরোহী বা উচ্চধাপী ট্রান্সফর্মার ব্যবহৃত হয়: দুরদূরান্তে তড়িৎ প্রেরণের জন্য ।
অধিক দূরত্বে তড়িৎ প্রেরণে ভোল্টেজ বাড়ানো হয় এবং তড়িৎ প্রবাহ কমানো হয়: বিদ্যুৎ পরিবহনে যে তার ব্যবহৃত হয় তার রোধ রয়েছে। রোধের কারণে তড়িৎ প্রবাহের সময় তড়িৎ শক্তি তাপ শক্তি হিসাবে অপচয় হয় । দূরত্ব যত বেশি হয়, অপচয়ও তত বেশি হয়। সেজন্য অধিক দূরত্বে তড়িৎ প্রেরণে তড়িৎ প্রবাহ কমিয়ে ভোল্টেজ বাড়ানো হয় যাতে অপচয় কম হয় ।
নিম্নধাপী বা অবরোহী ট্রান্সফর্মার ব্যবহৃত হয়: নিম্ন ভোল্টেজ ব্যবহার কারী যন্ত্রপাতি যেমন রেডিও, টেলিভিশন, টেপরেকর্ডার, ভিসি আর, ভিসিপি, ইলেকট্রিক ঘড়ি, ওয়াকম্যান ইত্যাদির জন্য ।
আমরা বিদ্যুতের লাইন থেকে রেডিও চালাতে যে অ্যাডাপ্টার ব্যবহার করি: উচ্চ এসি ভোল্টেজকে নিম্ন ডিসি ভোল্টেজে রূপান্তরিত করে।
ভোল্টেজ স্ট্যাবিলাইজার: ভোল্টেজ স্ট্যাবিলাইজার হচ্ছে এমন এক ধরনের Etectronic device যা বৈদ্যুতিক ভোল্টেজের পরিবর্তনকে বাধা প্রদান করে অর্থাৎ ভোল্টেজের উঠানামায় প্রবাহ ঠিক রাখে।
হঠাৎ বিদ্যুৎ শক্তি যাওয়াকে বলা হয়: ব্লাক আউট ।
জলবিদ্যুৎ কেন্দ্রে টারবাইন ঘুরানোর জন্য করা হয়: জলবিদ্যুৎ কেন্দ্রে টারবাইন ঘুরানোর জন্য পানির বিভবশক্তিকে কাজে লাগানো হয়। পানিকে বাঁধ দিয়ে আটকালে এর উচ্চতা বা গভীরতা বৃদ্ধি পায় এবং এই গভীরতা বৃদ্ধির ফলে এর মধ্যে অধিক বিভবশক্তি জমা হয়। পানি পতনের সময় এর বিভবশক্তি গতিশক্তিতে রূপান্তরিত হয়। এই গতিশক্তি একটি টারবাইনকে ঘোরায়। টারবাইনটি একটি তড়িৎ জেনারেটরের সাথে সরাসরি যুক্ত থাকায় জেনারেটরে বিদ্যুৎ উৎপাদিত হয়। উইন্ডমিল হলো বাতাসের শক্তি দ্বারা পাখার সাহরয্যে ঘূর্ণন শক্তি তৈরি করে বিদ্যুৎ শক্তি উৎপাদন করার একটি যন্ত্র ।
সৌরকোষ: সৌর প্যানেলের মাঝে অবস্থিত সৌরকোষগুলো সূর্যের আলোক শক্তিকে সরাসরি তড়িৎ- শক্তিতে রূপান্তরিত করে। একটি সৌর কোষ তৈরির জন্য সিলভারের পাতলা পাত ব্যবহার করা হয়।
কেবল: তারের চারদিকে যে অপরবাহী পদার্থের আবরণ থাকে তাকে কেবল বলে ।
থার্মাল পাওয়ার পয়েন্ট: যে পাওয়ার প্লান্টে থার্মো কেমিক্যাল পদ্ধতিতে বিদ্যুৎ উৎপাদন করা হয় তাকে থার্মাল পাওয়ার প্লান্ট বলে। উদাহরণ: ডিম পাওয়ার প্লান্ট, গ্যাস টারবাইন পাওয়ার প্লান্ট ।