ট্রান্সফরমারের লস – Transformer Losses

একটা ট্রান্সফরমারের মধ্যে দুই ধরনের loss ঘটে, এরা হচ্ছে Core Loss এবং Copper Loss.

Copper Loss

ট্রান্সফরমারের কপারের তৈরি কয়েল দিয়ে যে AC Current প্রবাহিত হয় সেই কারেন্টের জন্য কয়েলের মধ্যে এক ধরনের loss ঘটে যাকে Copper Loss বলে।

Copper Loss এর মান হচ্ছে-

PCu = I2R

যেখানে I হলো AC Current এবং R হলো কপার কয়েলের Resistance.

ট্রান্সফরমারের দুই সাইডের তামার কয়েল দুটি কারেন্ট প্রবাহকে বাধা দিতে পারে, অর্থাৎ এসব coil এর Resistance থাকে। ট্রান্সফরমারের এসব কয়েলের Resistance এর জন্য যে পরিমাণ Electric Power অপচয় হয় তাকে Copper loss বলে।

Copper Loss নির্ভর করে কি পরিমান কারেন্ট ট্রান্সফরমারের দুটি টার্মিনাল দিয়ে প্রবাহিত হচ্ছে সেটার উপর।

আবার এই কারেন্টটি নির্ভর করে ট্রান্সফর্মারের সাথে যুক্ত থাকা লোডের উপর। তাহলে বলা যায় আমরা যদি ট্রান্সফরমারের লোডকে পরিবর্তন করি তবে ট্রান্সফরমারের কারেন্ট পরিবর্তন হবে এবং কারেন্ট পরিবর্তন হলে আমাদের Copper loss এর মানও পরিবর্তিত হবে।

যদি ট্রান্সফরমারের প্রাইমারি টার্মিনাল দিয়ে I1 পরিমান কারেন্ট প্রবাহিত হয় এবং প্রাইমারি টার্মিনালের Resistance R1 হয় তবে সেই টার্মিনালের কয়েলের Copper loss হবে- I12R1

ঠিক একইভাবে সেকেন্ডারি টার্মিনাল দিয়ে I2 পরিমান কারেন্ট প্রবাহিত হলে এবং R2 পরিমাণ Resistance যদি সেকেন্ডারী কয়েলে থাকে তবে তার Copper loss হবে- I22R2

অতএব একটা ট্রান্সফরমারের প্রাইমারি এবং সেকেন্ডারি দুই টার্মিনালেই Copper loss ঘটে যাদের total মান- PCu = I12R1 + I22R2

Core Loss

ট্রান্সফরমারের Core দিয়ে Alternating Magnetic Flux প্রবাহিত হয়, ফলে কোর এর মধ্যে যে loss তৈরি হয় সেটাকে Core Loss বলে। Core Loss এর আরেক নাম হচ্ছে Iron Loss.

ট্রান্সফরমারের কোর তৈরি হয় সিলিকন স্টিল দিয়ে। সিলিকন স্টিল এক ধরনের আয়রন। ট্রান্সফরমারের কোর দিয়ে যখন Alternating flux চলাচল করে তখন সেই Alternating flux এর মান-

Φ(t) = Φm sin (ωt)

এই alternating flux এর জন্য ট্রান্সফরমারে দুই ধরনের loss ঘটে। একটাকে Hysteresis Loss এবং অন্যটাকে Eddy Current Loss বলে।

ট্রান্সফরমারের Hysteresis loss বোঝার আগে আমাদের কিছু জিনিস নিয়ে জানতে হবে। ট্রান্সফরমারের কোর তৈরি হয় ferromagnetic material দিয়ে। যখন কোরের magnetic flux intensity বা H এর মান শূন্য থাকে তখন Magnetic flux density বা B এর একটা মান থাকে কোর এর মধ্যে। এই মানকে Residual Magnetism বলে। অর্থাৎ কোরের মধ্যে শুরু থেকেই কিছু না কিছু Residual Magnetism থাকে। তাই এই Residual Magnetism কে কমাতে এবং শূন্য করতে কিছু এক্সট্রা এনার্জি দরকার হয় যেটা ট্রান্সফরমার তার AC Source থেকে নেয়। এই এনার্জিকে Hysteresis Loss বলে।

 

Hysteresis Loss নির্ভর করে আমরা কোর এর মধ্যে কি ধরনের ম্যাগনেটিক পদার্থ বা Magnetic Material ব্যবহার করেছি তার উপর।

 

Hysteresis Loss বের করার ফর্মুলা হচ্ছে-

Ph = n Bm1.67fv

 

যেখানে,

Ph = Hysteresis Loss

n = Hysteresis Constant

Bm = Maximum Flux Density

f = frequency

v = Core এর আয়তন

ট্রান্সফরমারের কোর এর মধ্যে Eddy current তৈরি হয়। এই কারেন্ট তৈরি হবার সময় ট্রান্সফরমারের কিছু শক্তির অপচয় ঘটে। এই শক্তির অপচয়কে Eddy Current Loss বলে। প্রধানত ট্রান্সফরমারের কোর এর induced emf এই Eddy current-কে তৈরি করে। Eddy current loss-এর ফর্মুলা হচ্ছে-

Pe = ke Bm2f2t2

 

যেখানে,

Pe = Eddy current loss

Ke = Eddy current constant

Bm = Maximum flax density

f = Frequency

t = কোরের thickness

কিভাবে Core Loss কমানো যায়?

যদি ট্রান্সফরমারের কোর এর জন্য খুব ভালো magnetic material যেমন সিলিকন স্টিল ব্যবহার করা হয় এবং তাদেরকে ঠিক মত যদি Lamination করা হয় তবে ট্রান্সফরমারের কোর লস কমানো সম্ভব।

তাহলে একটা ট্রান্সফরমারের Core Loss এবং Copper Loss মিলে মোট Loss এর পরিমাণ হচ্ছে-

Transformer Loss = Core Loss + Copper Loss

   = Pi + PCu

   = (Ph + Pe) + (I12R1 + I22R2)

এছাড়া ট্রান্সফরমারের Loss কে অন্য দৃষ্টিকোণ হতে দুই ভাগে ভাগ করা যায়-

যখন ট্রান্সফরমারের লোড পরিবর্তন হবার সাথে সাথে ট্রান্সফরমারের loss এর মান পরিবর্তন হয় তখন সেই ধরনের loss-কে Variable Loss বলে। Copper Loss হচ্ছে এক ধরনের Variable loss.

যখন ট্রান্সফরমারের লোড কে পরিবর্তন করার পরেও ট্রান্সফরমারের loss এর কোন পরিবর্তন হয় না তখন সেসব loss-কে Constant loss বলে। এক্ষেত্রে আমরা ট্রান্সফরমারে যেকোনো ধরনের লোড ব্যবহার করি না কেন সব সময় loss এর মান একই থাকে। এবং Eddy current loss হচ্ছে Constant Loss.

ক্রাশ স্কুলের নোট গুলো পেতে চাইলে জয়েন করুন আমাদের ফেসবুক গ্রুপে-

www.facebook.com/groups/mycrushschool

অথিতি লেখক হিসেবে আমাদেরকে আপনার লেখা পাঠাতে চাইলে মেইল করুন-

write@thecrushschool.com

Emtiaz Khan

A person who believes in simplicity. He encourages the people for smart education. He loves to write, design, teach & research about unknown information.