ট্রান্সফরমার কি, কত প্রকার ও কি কি এবং ট্রান্সফরমারের ব্যবহার

ট্রান্সফরমার কাকে বলে?

ট্রান্সফরমার হচ্ছে একটি ইলেক্ট্রিক্যাল ডিভাইস যা বৈদ্যুতিক শক্তিকে একটি সার্কিট হতে অন্য সার্কিটে পাঠায় ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক ইন্ডাকশন প্রক্রিয়ার মাধ্যেমে। এটা মূলত সার্কিটের ভোল্টেজ বাড়াতে বা কমাতে ব্যবহার করা হয় প্রয়োজন অনুযায়ী। ট্রান্সফরমার ফ্যারাডের সুত্র অনুসারে কাজ করে। ভোল্টেজের পরিমান ফ্লাক্স পরিবর্ত হারের সাথে সমানুপাতিক। ট্রান্সফরমারে কোন মুভিং ডিভাইস থাকে না। এটা সলিড স্টেট ডিভাইস।

সহজ কথায় বলা যায়, এমন একটি ইলেক্ট্রনিক/ইলেকট্রিক্যাল যন্ত্র যেটি ইনপুট হিসেবে ইলেক্ট্রিক পাওয়ার নিয়ে আউটপুটেও ইলেকট্রিক পাওয়ার দিবে, কিন্তু এদের মধ্যে কোন তারের সংযোগ থাকবে না।

কিন্তু, তাত্ত্বিক ভাবে বলতে গেলে বলতে হবে, ”ট্রান্সফরমার এমন একটি স্থির যন্ত্র বিশেষ যেখানে কারেন্টের সাপেক্ষে, এসি সাপ্লাই এর ভোল্টেজ বাড়ানো হয় নয়ত কমানো হয়”।

 

ইংরেজি শব্দ ট্রান্সফরম (Transform) থেকে ট্রান্সফরমার (transformer) নামটি উদ্ভুত। যার বাংলা অর্থ কোন কিছুকে ট্রান্সফরম বা রূপান্তর করা। আমাদের দৈনন্দিন দেখা ট্রান্সফরমার সমূহ ভোল্টেজ ও কারেন্ট কে ট্রান্সফরম করে ব্যবহার উপযোগী করে বিধায় এটির নাম এমন দেয়া হয়েছে।

 

ট্রান্সফরমার কোন সূত্রের উপর ভিত্তি করে চলে?

এটি ফ্যারাডের সূত্রের উপর ভিত্তি করে চলে। এখন প্রশ্ন জাগতে পারে ফ্যারাডে সাহেব তো বলেছিলেন যে- একটি ম্যাগনেটিক ফিল্ডকে আরেকটি কয়েল দ্বারা আবিষ্ট করতে হলে অবশ্যই তাদের যে কোন একটি কে নড়াচরা করতে হবে। তাছারা ফ্লাক্স আবিষ্ট হবে না।

হ্যা, তবে সেটা ছিল ডিসি এর ক্ষেত্রে। আর ট্রান্সফরমার এসি বা পালসেটেড ডিসি তে চলে। তাই এটাকে আর আলাদা করে নাড়াতে হয় না। কারন এর তরঙ্গ আপনা আপনি ই অনুড়িত হতে থাকে।

ট্রান্সফরমার কিভাবে কাজ করে?

ট্রান্সফরমার মূলত মিউচুয়াল ইন্ডাকশনের মাধ্যমে কাজ করে। প্রাইমারী থেকে সেকেন্ডারী তে পাওয়ার ট্রান্সফার করে এই পদ্ধতি তে।

 

ট্রান্সফরমার কেন ব্যবহার করা হয়?

ধরুন পাওয়ার স্টেশন থেকে আপনার বাসা অনেক দূরে। তখন আপনি যদি আপনার প্রয়োজনীয় ভোল্টেজ পেতে চান তাহলে সেখানে একটি স্টেপআপ ট্রান্সফরমার দিয়ে বাড়িয়ে তা দূরবর্তী স্থানে যেখানে আপনার বাসা অবস্থিত, সেখানে সঞ্চালিত করা হয়।

আবার, আপনার বাসায় এসি লাইন দিয়ে সরাসরি শখের প্রজেক্ট কিংবা সার্কিট কিংবা জরুরী ব্যবহার্য্য টিভি, ডিভিডি, টর্চ, চার্জ লাইট ইত্যাদি কে কখনই চালাতে পারবেন না।
প্রথমে আপনাকে অবশ্যই মেইন লাইনের ভোল্টেজ কে কমিয়ে উক্ত সাকিট বা যন্ত্রের উপযুক্ত করতে হবে। আর এই কাজটিই করে থাকে ট্রান্সফরমার।

ট্রান্সফরমার এর কাজ কি?

ট্রান্সফরমার এক প্রকারের ভোল্টেজ গ্রহন করে এবং অন্য ভোল্টেজ ডেলিভারি করে। এই কারনেই ট্রান্সফরমার বেশি দুরুত্তে বিদ্যু শক্তি স্তানান্তর করতে পারে। মিউচুয়াল ইনডাকশন তৈরি হয় প্রাইমারী এবং সেকেন্ডারী ওয়াইন্ডিং এ এবং এই ওয়ান্ডিং কয়েল হিসেবে পরিচিত এবং এই মিউচুয়াল ইন্ডাকশনের নিতী মেনে ট্রান্সফরমার কাজ করে যা ট্রান্সফরমারকে এক সার্কিট থেকে আরেক সার্কিটে এনার্জি প্রবাহিত করতে সাহায্য করে।

সাধারনত ট্রান্সফরমারের প্রাইমারী কয়েলে ভোল্টেজ গ্রহন করে এবং অল্টারনেটিং কারেন্ট কয়েলে সর্বদাই পরিবর্তন হতে থাকে এবং অল্টারনেটিং ফ্লাক্স প্রাইমারী ওয়াইন্ডিং এ তৈরি হয়। তখন সেকেন্ডারী কয়েল যা প্রাইমারী কয়েলের নিকটবর্তী থাকায় এই ফ্লাক্স সংগ্রহ করে। এই ফ্লাক্সটি সর্বদাই পরিবর্তন হতে থাকে এবং সেকেন্ডারী কয়েলে EMF তৈরি করে যা ফ্যারাডের ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক ইন্ডাকশনের সুত্র অনুসারে সংগঠিত হয়। যদি সেকেন্ডারী সার্কিট বন্ধ হয় তাহলে কারেন্ট প্রবাহিত হবে এবং এটিই ট্রান্সফরমারের বেসিক কাজ।

 

একটি ট্রান্সফরমার এর এফিশিয়েন্সি শতকরা কত?

পৃথিবীতে কোন মেশিনই আজ পর্যন্ত আবিষ্কৃত হয় নি যার এফিশিয়েন্সি বা আউটপুট ১০০ ভাগ। একমাত্র ট্রান্সফরমারই এমন একটি যন্ত্র যার আউটপুট পাওয়ার প্রায় ইনপুটের ৯০% থেকে ৯৯%। মানে এখানে পাওয়ার লস খুবই কম বা এক্কেবারেই নগন্য।

এফিশিয়েন্সি মানে হচ্ছে কোন যন্ত্রের ইনপুট ও আউটপুটে প্রদত্ত শক্তির তুলনা যার মাধ্যমে যন্ত্রটির দক্ষতা পরিমাপ করা যায়।

 

ট্রান্সফরমার এর ক্ষমতার একক কি এবং কেন?

ট্রান্সফরমারের ক্ষমতার একক কেভিএ (KVA)। অর্থাৎ কিলোওয়াট ভোল্ট এম্পিয়ার। কারণ টা হল, আমরা জানি যেকোন মেশিনের ক্ষমতার একক নির্ধারণ করা হয় তার লস এর উপর ভিত্তি করে। এখানেও ঠিক একই বিষয়।

ট্রান্সফরমারের লস গুলো হল

• আয়রন লস/কোর লস
• কপার লস

আচ্ছা, তো এখন আয়রন লস মানেই ভোল্টেজ এর ব্যাপার, আর কপার লস মানেই কারেন্ট এর লস। তাহলে মোটের উপর দাঁড়াল ভোল্ট এম্পিয়ার। এ জন্যেই ট্রান্সফরমার এর ক্ষমতার একক হিসেবে কিলোওয়াট ভোল্ট এম্পিয়ার বা কেভিএ (kVA) লেখা হয়ে থাকে।

 

আইডিয়াল ট্রান্সফরমার কি?

আসলে যেকোন মেশিন বা বস্তুর ই আইডিয়াল ফর্ম বা তার আদর্শ একটি অবস্থাকে বুঝায় যেখানে তার লসের পরিমাণ ০%। মূলত ল্যাবরেটরিতে গবেষণার সময় এই আদর্শ মান কে ব্যবহার করা হয়। মানে ইনপুটে দেয়া পাওয়ারের ১০০%-ই আউটপুট পাওয়া যাবে।

কিন্তু বাস্তবিক পর্যায়ে তা হয় না। কারণ যখন ওই যন্ত্রকে যখন বাস্তবে রূপ দেওয়া হয় তখন অনেক গুলো লস এসে সামনে পথ আটকায়।

 

ট্রান্সফরমার এর কোরের মধ্যে ইনসুলেশন বা পাতলা আবরণ কেন ব্যবহার করা হয়?

ছোট ট্রান্সফরমারের কোরের মধ্যে আসলে অনেক গুলো (E) এবং (I) এবং বড় সাইজের ট্রান্সফরমারের আলাদা আকৃতির স্টিলের পাত দেখা যায়।আসলে এই প্রতিটি পাতের গায়ে এক প্রকার ভারনিশ/লেমিনেশন পেইন্ট ব্যবহার করা হয়। কারন এতে ইলেকট্রিক শর্ট সার্কিট হওয়ার ভয় থাকে না।কিন্তু ইন্সুলেশন দেওয়ার প্রধান কারণ হল যাতে একেকটি কোর আলাদা ভাবে থাকতে পারে। তারা যেন একে অন্যের গায়ে লেগে না যায়। এতে তাদের আলাদা আলাদা কোরের রেজিস্টেন্স অনেক কম থাকে বিধায় ভোল্টেজ ড্রপ কম হয়।

যদি কোন ইনসুলেশন ব্যবহার না করা হত তাহলে সবগুলো কোর মিলে একটি বড় সাইজের কোরে পরিণত হতো এবং এর আয়তন বেড়ে যেত। ফলে এর রেজিস্টেন্স ও অনেক বেশি হয়ে যেত। ফলে অনেক ভোল্টেজ ও ড্রপ হত। তাই এই লস ঠেকাতেই ট্রান্সফরমারে ইনসুলেশন ব্যবহার করা হয়।

এডি কারেন্ট লস কি?

ট্রান্সফরমারের আয়রন লস টা নির্ভর করে ম্যাক্সিমাম ফ্লাক্স ঘনত্ব আর সাপ্লাই ফ্রিকোয়েন্সি এর উপর।

যেহেতু ট্রান্সফরমার সব সময় নির্দিষ্ট অর্থাৎ ফিক্সড ফ্রিকোয়েন্সি আর সাপ্লাই ও ফিক্সড তাহলে এখানে কোর ও আয়রন লস প্র্যাক্টিক্যাল যেকোন লোডের জন্যই সমান হয়। অর্থাৎ এখানে আয়রন/কোর লস কন্সট্যান্ট বা অপরিবর্তিত লস হিসেবে গণ্য হয়। আর এটিই মুলত এডি কারেন্ট লস নামে পরিচিত।

 

এডি কারেন্ট লস কিভাবে কমানো যায়?

এডি কারেন্ট লস কমাতে চাইলে অবশ্যই কোরের লেমিনেশন গুলো কে যথা সম্ভব পাতলা/চিকন করতে হবে। এবং লেমিনেশন গুলোকে ভালভাবে লেমিনেটিং বা ইনসুলেটিং করা যায় তাহলে এডি কারেন্ট লস অনেকাংশে কমানো সম্ভব।

 

হিসটেরেসিস লস কি

আমরা জানি ট্রান্সফরমার তৈরি হচ্ছে তড়িৎ চৌম্বকীয় বস্তু যেমন লোহা, ফেরাইট কোর প্রভৃতি দ্বারা। এখন এই ট্রান্সফরমার যখন কোন অল্টারনেটিং কারেন্টের দ্বারা বারবার ম্যাগনেটাইজ ও ডি-ম্যাগনেটাইজ করা হয় তখন এর অভ্যন্তরে থাকা অণু বা কোর ম্যাটেরিয়াল গুলো বারংবার দিক পরিবর্তন করতে থাকে।

এই দিক পরিবর্তনের ফলে কিছু শক্তি তাপ হিসাবে নির্গত হয় যা কোন কাজে লাগে না। একেই হিসটেরেসিস লস বলে।এখানে উল্লেখ্য যে এই হিসটেরেসিস লস শুধু যে ট্রান্সফরমারেই হয় তা কিন্তু নয়। মোটর, জেনারেটর, ফ্যান থেকে শুরু করে যেখানেই কোন কয়েল কে চৌম্বকীয় বস্তুর উপর প্যাঁচানো হয় সেখানেই হিস্টেরেসিস লস দেখা যায়। তবে জেনারেটর আর ট্রান্সফরমার এ এই হিস্টেরেসিস লস টি বেশি নিয়ন্ত্রণের চেষ্টা করা হয়।

 

ট্রান্সফরমার এর গঠন

ট্রান্সফরমার মূলত তিনটি জিনিস দিয়ে গঠিত হয়ঃ

প্রাইমারী কয়েল/ওয়ান্ডিং ( Primary coil)

প্রাইমারী ওয়ান্ডিং হচ্ছে মেইন ওয়ান্ডিং যা অল্টারনেটিং কারেন্ট এ আবিষ্ট থাকে। স্টিপ আপ অথবা স্টিপ ডাউন ট্রান্সফরমারের ক্ষেত্রে ওয়াইন্ডিং এর গঠন একটু ভিন্ন হয়

 

সেকেন্ডারী কয়েল/ওয়ান্ডিং ( Secondary coil)

সেকেন্ডারী কয়েলের ক্ষেত্রে স্টিপ আপ অথবা স্টিপ ডাউন ট্রান্সফরমারের ক্ষেত্রে ওয়াইন্ডিং এর গঠনও একটু ভিন্ন হবে।

 

ম্যাগনেটিক কোর ( Magnetic core)

ম্যাগনেটিক ফ্লাক্স প্রাইমারী ওয়ান্ডিং থেকে সেকেন্ডারী ওয়ান্ডিং প্রবাহের জন্য ব্যবহার করা হয়। ম্যাগনেটিক কোর কোল্ড রোলার গ্রেইন অরিন্টেড সিলিকন স্টীল দিয়ে তৈরি করা হয়।

ট্রান্সফরমারের প্রকারভেদ

ভোল্টেজ অনুসারে ট্রান্সফরমার ০৩ তিন প্রকার

• স্টিপ আপ ট্রান্সফরমার (Step up transformer)
• স্টিপ ডাউন ট্রান্সফরমার (Step down transformer)
• আইসোলেশন ট্রান্সফরমার (Isolation Transformer)

 

কোর মিডিয়াম অনুসারে ট্রান্সফরমার ০৩ তিন প্রকার

• এয়ার কোর ট্রান্সফরমার (Air core transformer)
• আয়রন কোর ট্রান্সফরমার (Iron core transformer)
• ফেরাইট কোর ট্রান্সফরমার (Ferrite Core Transformer)

 

ব্যবহার অনুসারে ট্রান্সফরমার ০২ দুই প্রকার

• পাওয়ার ট্রান্সফরমার (Power Transformer)
• ডিস্ট্রিবিউশন ট্রান্সফরমার (Distribution Transformers)

 

ইলেক্ট্রিক্যাল সাপ্লাই অনুসারে ট্রান্সফরমার ০২ দুই প্রকার

• সিঙ্গেল ফেজ ট্রান্সফরমার ( Single phase transformer)
• ত্রি ফেজ ট্রান্সফরমার (Three phase transformer)

 

ব্যবহারের ধরন অনুযায়ী ট্রান্সফরমার ০২ দুই প্রকার

• ইনডোর ট্রান্সফরমার (Indoor Transformer)
• আউটডোর ট্রান্সফরমার (Outdoor Transformer)

 

স্টেপ আপ ট্রান্সফরমার (Step up transformer) কাকে বলে?

যে ট্রান্সফরমারের প্রাইমারীতে ভোল্টেজ দিলে সেকেন্ডারীতে উচ্চ ভোল্টেজ পাওয়া যায় তাকে স্টেপ আপ ট্রান্সফরমার বলে।

আমরা ইউপিএস, আইপিএস, ইনভার্টার প্রভৃতি যন্ত্রপাতিতে যে ট্রান্সফরমার ব্যবহার করে থাকি সেগুলো স্টেপআপ প্রকৃতির ট্রান্সফরমার।

 

স্টেপ ডাউন ট্রান্সফরমার ( Step down transformer) কাকে বলে?

যে ট্রান্সফরমার এর প্রাইমারীতে ভোল্টেজ দিলে সেকেন্ডারীতে অপেক্ষাকৃত নিম্ন ভোল্টেজ পাওয়া যায় তাকে স্টেপ ডাউন ট্রান্সফরমার বলে।

বেশীরভাগ ঘরের যন্ত্রপাতি যা আমরা ব্যবহার করি সেগুলোর ভেতরে স্টেপ ডাউন ট্রান্সফরমারই ব্যবহার করা হয়।

ট্রান্সফরমার রেশিও বলতে কি বুঝায়?

ট্রান্সফরমারের প্রাইমারি ও সেকেন্ডারি কয়েলের ভোল্টেজ, প্যাঁচ সংখ্যা ও কারেন্টের মধ্যে যে সম্পর্ক থাকে, তাকে ট্রান্সফরমারের ট্রান্সফরমেশন রেশিও বলে।

একে নিম্নোক্ত ভাবে প্রকাশ করা যায়-

Vp⁄Vs = Np⁄Ns = Is⁄Ip

এখানে,

• Vp = প্রাইমারী ভোল্টেজ
• Vs = সেকেন্ডারী ভোল্টেজ
• Np = প্রাইমারী প্যাঁচ সংখ্যা
• Ns = সেকেন্ডারী প্যাঁচ সংখ্যা
• Ip = প্রাইমারী কারেন্ট
• Is = সেকেন্ডারী কারেন্ট

 

ট্রান্সফরমার কি তেল ব্যবহার করা হয়, এটি কেন ব্যবহার করা হয় ?

ইলেক্ট্রিক্যাল পাওয়ার ট্রান্সফরমার ইন্সুলেশন এর জন্য যে তেল ব্যবহার করা হয় তাকে ট্রান্সফরমার অয়েল বা ইন্সুলেটিং অয়েল বলা হয় । অশোধিত পেট্রোলিয়ামকে আংশিক পাতন এর মাধ্যমে এই তেল পাওয়া যায় ।

ট্রান্সফরমার এ এই ইন্সুলেশন অয়েল ব্যবহার করার মূল কারণ দুইটি।

১ । ট্রান্সফরমার এর কোর (Core) এবং ওয়াইন্দিংকে (Winding) সুরক্ষা করে । এছাড়া ইন্সুলেশন হিসেবে কাজ করে যাতে বায়ুমণ্ডল এর অক্সিজেন এর সাথে সরাসরি কন্টাক্ট এসে winding এ জারন বিক্রিয়া (Oxidation) না হয় ।

২। অতিরিক্ত তাপ শোষণ করে ট্রান্সফরমারকে ঠাণ্ডা রাখে ।

 

সাধারণত দুই ধরণের ট্রান্সফরমার অয়েল ব্যবহার করা হয় ।

এই গুলো হল

• প্যারাফিন বেসড ট্রান্সফরমার অয়েল
• নেপথা বেসড ট্রান্সফরমার অয়েল

পাওয়ার ট্রান্সফরমার ছাড়াও হাই ভোল্টেজ ক্যাপাসিটর , হাই ভোল্টেজ সুইচ এবং সার্কিট ব্রেকার এ এই অয়েল ব্যবহার করা হয়ে থাকে ।