offSchoolবেটা

পদার্থবিজ্ঞান · অধ্যায় ১১

মাল্টিপ্লাগে অতিরিক্ত লোড দিলে ফিউজ কাটে কেন?

মান বদলাও, চালাও, আর দেখো কী ঘটে।

বাসাবাড়ির ২২০ V সরবরাহ লাইনে একটি ৫ A ফিউজযুক্ত মাল্টিপ্লাগ লাগানো আছে। মাল্টিপ্লাগের ১ ও ২ নম্বর সকেটে দুটি ৪৪০ W এর হিটার (প্রতিটি ২ A প্রবাহ টানে) সমান্তরালে চলছে। ৩ নম্বর সকেটে আরেকটি একই রকম ৪৪০ W এর হিটার (২ A) যুক্ত করলে কী ঘটবে?

৩ নম্বর সকেটে আরেকটি একই রকম ৪৪০ W এর হিটার (২ A) যুক্ত করলে কী ঘটবে?

  1. মোট প্রবাহ ৬ A হয়ে ফিউজের রেটিং ছাড়িয়ে যাবে, ফলে ফিউজের তার গলে সংযোগ বিচ্ছিন্ন হয়ে যাবে।
  2. হিটারগুলো কম ভোল্টেজ পাবে, ফলে ফিউজ কাটবে না কিন্তু তারা কম গরম হবে এবং বাতি টিমটিম করবে।
  3. সমান্তরাল সকেটগুলো স্বাধীন হওয়ায় মূল লাইনের প্রবাহ বাড়বে না, তিনটি হিটারই স্বাভাবিক চলবে।

যা বদলাতে পারবে

  • ফিউজ রেটিং: ২ থেকে ১০ A
  • সকেট ১: হিটার (২ A), বাতি (২ A), ফাঁকা সকেট
  • সকেট ২: হিটার (২ A), বাতি (২ A), ফাঁকা সকেট
  • সকেট ৩: হিটার (২ A), বাতি (২ A), ফাঁকা সকেট

যা মেপে দেখাবে

  • মোট তড়িৎ প্রবাহ (I) (A)
  • মোট ক্ষমতা (P) (W)
  • তুল্য রোধ (R) (Ω)

চালানোর সময় খেয়াল করো

  • ৩ নম্বর সকেটে টোকা দিয়ে হিটার বসিয়ে দেখো মোট তড়িৎ প্রবাহ ৫ A এর চেয়ে বেশি হয় কি না।
  • সমান্তরালে প্রতিটি শাখা স্বাধীনভাবে ২ A কারেন্ট নেয়। তিনটি শাখার মোট প্রবাহ ফিউজের ধারণক্ষমতার চেয়ে বেশি হলে কী হয়?

নিজে করে দেখো

  1. সকেট ১ খালি রেখে সকেট ২ ও ৩ নম্বরে দুটি হিটার লাগাও এবং ৫ A ফিউজ অক্ষত রেখে নিরাপদে চালাও।
    ইঙ্গিত

    সমান্তরাল সংযোগে যেকোনো সকেটে যন্ত্র লাগানো যায়। দুটি হিটার মিলে মোট ৪ A কারেন্ট নেয়, যা ৫ A ফিউজের জন্য নিরাপদ।

  2. তিনটি সকেটেই হিটার চালু রাখো এবং এমন ক্ষুদ্রতম ফিউজ রেটিং নির্বাচন করো যা তিনটি যন্ত্রেরই মোট প্রবাহ সহ্য করতে পারে।
    ইঙ্গিত

    প্রতিটি হিটার ২ A নেয়, তাই তিনটিতে মোট ২ + ২ + ২ = ৬ A কারেন্ট দরকার। ফিউজের রেটিং অন্তত ৬ A হতে হবে।

ধারণাটা কী?আগে নিজে চালিয়ে দেখো, তারপর খোলো।

সমান্তরাল বর্তনীতে প্রতিটি যন্ত্র পূর্ণ ভোল্টেজ পায় এবং তাদের প্রবাহ যোগ হয়: অতিরিক্ত লোডে মোট প্রবাহ ফিউজের রেটিং অতিক্রম করলে ফিউজ গলে বর্তনী রক্ষা করে।

I=I1+I2+I3=VR1+VR2+VR3,P=VI=I2RI = I_1 + I_2 + I_3 = \frac{V}{R_1} + \frac{V}{R_2} + \frac{V}{R_3}, \qquad P = VI = I^2 R

বাসাবাড়ির সব সকেট ও যন্ত্র সমান্তরালে যুক্ত থাকে, তাই প্রতিটি যন্ত্র সরাসরি পুরো ২২০ V সরবরাহ বিভব পায়। ১১০ Ω রোধের প্রতিটি হিটার ২২০ V ÷ ১১০ Ω = ২ A তড়িৎ প্রবাহ টানে। দুটি হিটার চললে মোট প্রবাহ হয় ২ A + ২ A = ৪ A, যা ৫ A ফিউজের জন্য নিরাপদ। কিন্তু ৩ নম্বর সকেটে আরেকটি হিটার লাগালে মোট প্রবাহ হয় ২ A + ২ A + ২ A = ৬ A। এই প্রবাহ ফিউজের রেটিং ৫ A অতিক্রম করায় অতিরিক্ত তাপে (H = I²Rt) ফিউজের সরু তার গলে যায় (fuse blown) এবং মূল সংযোগ কেটে দিয়ে তারে আগুন লাগা থেকে রক্ষা করে।

অন্য উত্তরগুলো কেন ভুল

সমান্তরাল সংযোগে প্রতিটি যন্ত্রের দুই প্রান্তে ভোল্টেজ একই (২২০ V) থাকে, ভোল্টেজ কমে না। ভোল্টেজ ভাগ হয় কেবল শ্রেণি সংযোগে। আবার সমান্তরালে প্রতিটি নতুন যন্ত্র আলাদা পথ দিয়ে নতুন প্রবাহ টানে, ফলে মূল তারের মোট প্রবাহ সব শাখার যোগফল হয়। তাই ফিউজ না কেটে তিনটি হিটার একসাথে চলতে পারে না।

যেসব ভুল ধারণা হয়

  • সমান্তরাল সংযোগে বেশি যন্ত্র লাগালে প্রত্যেকের দুই প্রান্তে ভোল্টেজ কমে যায়।
  • সমান্তরাল সংযোগে অতিরিক্ত যন্ত্র যুক্ত করলেও মূল তারের মোট প্রবাহ বাড়ে না।

বাস্তবে কোথায় দেখা যায়

  • বাসাবাড়ির মেইন ডিস্ট্রিবিউশন বোর্ডে এবং প্রতিটি ঘরের জন্য সঠিক রেটিংয়ের ফিউজ বা সার্কিট ব্রেকার (MCB) ব্যবহার করে অতিরিক্ত লোড বা শর্ট সার্কিট থেকে তার ও বাড়িঘরকে অগ্নিকাণ্ড হতে রক্ষা করা।
  • একটি মাল্টিপ্লাগ বা একই সকেটে একসাথে ইস্ত্রি, ওয়াটার হিটার ও মাইক্রোওয়েভ ওভেনের মতো ভারী হিটিং যন্ত্র না চালিয়ে নিরাপদ লোড সীমার মধ্যে বিদ্যুৎ ব্যবহার করা।

পাঠ্যবইয়ের টপিক