ট্রান্সফরমারের মূলনীতি

ট্রান্সফরমার এমন একটি যন্ত্র, যা সরাসরি বৈদ্যুতিক সংযোগ ছাড়াই এক কয়েল থেকে অন্য কয়েলে বিদ্যুৎ পাঠায় এবং এসি ভোল্টেজ বাড়াতে বা কমাতে পারে। এর মূলনীতি তড়িৎ চুম্বকীয় আবেশ: চৌম্বক ক্ষেত্রের পরিবর্তন হলে বিদ্যুৎ তৈরি হয়।

গঠন

• একটি আয়তাকার লোহার মজ্জা বা কোর।
• কোরের এক পাশে প্যাঁচানো প্রাইমারি কয়েল বা মুখ্য কুণ্ডলী, যেখানে এসি ভোল্টেজ প্রয়োগ করা হয়।
• অন্য পাশে প্যাঁচানো সেকেন্ডারি কয়েল বা গৌণ কুণ্ডলী, যেখানে ভোল্টেজ আবিষ্ট হয়।

তারগুলো অপরিবাহী আস্তরণে ঢাকা, যাতে ধাতব কিছু ছুঁলেও শর্ট সার্কিট না হয়।

কীভাবে কাজ করে

1. প্রাইমারিতে এসি প্রবাহ দিলে লোহার কোরে চৌম্বকত্ব তৈরি হয়, আর এসি বলে তা অবিরাম বাড়ে-কমে ও দিক বদলায়।
2. এই পরিবর্তনশীল চৌম্বক বলরেখা কোরের ভেতর দিয়ে সেকেন্ডারি কয়েলে পৌঁছায়।
3. সেকেন্ডারিতে চৌম্বক ক্ষেত্রের এই পরিবর্তন তড়িচ্চালক শক্তি বা ভোল্টেজ আবিষ্ট করে।

ডিসিতে কাজ করে না: স্থির ডিসি প্রবাহে কোরের চৌম্বক ক্ষেত্র বদলায় না, তাই সেকেন্ডারিতে ভোল্টেজ শূন্য।

সূত্র

প্রাইমারি ও সেকেন্ডারির প্যাঁচসংখ্যা $n_p$ ও $n_s$, ভোল্টেজ $V_p$ ও $V_s$ হলে

$$\frac{V_p}{n_p} = \frac{V_s}{n_s}, \quad V_s = \left(\frac{n_s}{n_p}\right) V_p$$

শক্তির সংরক্ষণ থেকে $V_p I_p = V_s I_s$, তাই $I_s = \left(\frac{n_p}{n_s}\right) I_p$। এখানে $V$ ভোল্টে (V) এবং $I$ অ্যাম্পিয়ারে (A); প্যাঁচসংখ্যার একক নেই। প্রতি সেকেন্ডের বৈদ্যুতিক শক্তি $VI$ দুই পাশে সমান, তাই ভোল্টেজ বাড়লে প্রবাহ ঠিক ততগুণ কমে; ট্রান্সফরমার থেকে বাড়তি শক্তি পাওয়া যায় না।

উদাহরণ: একটি ট্রান্সফরমারের প্রাইমারিতে 1100 প্যাঁচ ও সেকেন্ডারিতে 60 প্যাঁচ। প্রাইমারিতে 220 V AC দিলে $V_s = \frac{60}{1100} \times 220 = 12$ V। প্রাইমারিতে 0.5 A প্রবাহ হলে সেকেন্ডারিতে সর্বোচ্চ $I_s = \frac{220 \times 0.5}{12} \approx 9.2$ A। একই প্রাইমারিতে 220 V ডিসি দিলে সেকেন্ডারিতে ভোল্টেজ শূন্য।

মনে রাখো: ট্রান্সফরমার তড়িৎ চুম্বকীয় আবেশে শুধু এসিতে কাজ করে; $\frac{V_s}{V_p} = \frac{n_s}{n_p}$ এবং $V_p I_p = V_s I_s$।