বৈদ্যুতিক ক্ষমতা ও শক্তি

ক্ষমতা হলো শক্তি সঞ্চালনের হার।

এক ওয়াট (W) হলো প্রতি সেকেন্ডে এক জুল শক্তি স্থানান্তর। এক কিলোওয়াট (kW) হলো 1,000 W। নির্দিষ্ট সময়ে শক্তি কত দ্রুত স্থানান্তরিত হচ্ছে তা ক্ষমতা জানায়।

স্থির DC-এর জন্য বৈদ্যুতিক ক্ষমতা P = V × I। 24 V-এ 0.5 A গ্রহণকারী লোড 12 W পায়।

শক্তির হিসাবে সময় অন্তর্ভুক্ত থাকে।

পাঁচ ঘণ্টা ধরে 20 W ব্যবহার করা একটি বাতি

20 W × 5 h = 100 Wh = 0.1 kWh। কিলোওয়াট-ঘণ্টা শক্তির পরিমাণ, ব্যবহারের হার নয়।

স্থির ক্ষমতার ক্ষেত্রে শক্তি = ক্ষমতা × সময়। ক্ষমতা বদলালে সারাদিন পূর্ণ ক্ষমতা ধরে নেওয়ার পরিবর্তে বিভিন্ন সময়ের শক্তি যোগ করুন।

AC ক্ষমতা: ওয়াট, VA ও পাওয়ার ফ্যাক্টর।

AC সরবরাহে প্রতিটি চক্রজুড়ে ভোল্টেজ ও কারেন্ট বদলায়। তাদের সর্বোচ্চ মান একই সময়ে না-ও হতে পারে। ইন্ডাক্টর ও ক্যাপাসিটর সাময়িকভাবে শক্তি সঞ্চয় করে ফেরত দিতে পারে, তাই প্রবাহিত কারেন্টের সবটুকু নিট শক্তি হস্তান্তরে অবদান না-ও রাখতে পারে।

একটি সিঙ্গেল-ফেজ লোড বোঝার ক্ষেত্রে তিনটি রাশি বিষয়টি স্পষ্ট রাখতে সাহায্য করে। এখানে RMS (বর্গগুলোর গড়ের বর্গমূল) বলতে কার্যকর ভোল্টেজ বা কারেন্ট বোঝায়, যা রেজিস্টরে তার সমতুল্য তাপীয় প্রভাবের ভিত্তিতে নির্ধারিত হয়।

প্রকৃত ক্ষমতা, P — ওয়াট (W): নিট বৈদ্যুতিক শক্তি সঞ্চালনের গড় হার। এতে কার্যকর আউটপুটে রূপান্তরিত শক্তি ও তাপ হিসেবে হারানো শক্তি অন্তর্ভুক্ত।
আপাত ক্ষমতা, S — ভোল্ট-অ্যাম্পিয়ার (VA): RMS ভোল্টেজ × RMS কারেন্ট। সরবরাহ ও সরঞ্জামকে যে ভোল্টেজ-কারেন্টের সমন্বয় সামলাতে হয় তা বোঝায়।
পাওয়ার ফ্যাক্টর, PF — একক নেই: প্রকৃত ক্ষমতা ÷ আপাত ক্ষমতা। শক্তি গ্রহণকারী লোডের জন্য, P = S × PF।

একটি লোড, ক্ষমতার দুটি ভিন্ন মান

একটি সিঙ্গল-ফেজ লোড 230 V RMS-এ 2 A RMS নেয়, যার পাওয়ার ফ্যাক্টর 0.80।

আপাত ক্ষমতা: 230 × 2 = 460 VA.
প্রকৃত বৈদ্যুতিক ইনপুট: 460 × 0.80 = 368 W.

পাওয়ার ফ্যাক্টর 0.80 মানে সরঞ্জাম 80% দক্ষ নয়। দক্ষতা উপযোগী আউটপুট ও বাস্তব ইনপুটের তুলনা করে। 460 − 368-ও অপচয় হওয়া ওয়াটের হিসাব নয়: VA ও W ভিন্ন রাশি বোঝায়।

একই প্রকৃত ক্ষমতা ও ভোল্টেজে পাওয়ার ফ্যাক্টর কম হলে RMS কারেন্ট বেশি হয়। এতে সরবরাহের তারে শক্তির ক্ষয় বাড়তে পারে। ইম্পিড্যান্সের ব্যাখ্যায় এর সঙ্গে রোধ ও শক্তি সঞ্চয়ের সম্পর্ক দেখানো হয়েছে; থ্রি-ফেজ পাঠে ভিন্ন একটি সরবরাহব্যবস্থা আলোচনা করা হয়েছে।

ঐচ্ছিক: ফেজ কোণ, বিকৃতি ও রিঅ্যাকটিভ ক্ষমতা

সাইন তরঙ্গের ভোল্টেজ এবং কারেন্টের জন্য PF = cos φ, যেখানে φ হল তাদের ফেজের পার্থক্য। শক্তি গ্রহণকারী সার্কিটে φ = 0 হলে পাওয়ার ফ্যাক্টর 1 হয়। কারেন্ট বিকৃত হলে পাওয়ার ফ্যাক্টরে তরঙ্গরূপের আকৃতির প্রভাবও থাকে: শুধু ফেজ কোণ দিয়ে তা বোঝানো যায় না।

প্রতিক্রিয়াশীল ক্ষমতা Q-এর একক var। সাইনুসয়েডাল সিঙ্গল-ফেজ ক্ষেত্রে Q = V_RMSI_RMS sin φ এবং S² = P² + Q²। এটি ক্ষেত্রগুলির সঙ্গে সম্পর্কিত পর্যায়ক্রমিক শক্তি বিনিময় বোঝায়, অতিরিক্ত কোনো পরিমাণ তাপ খরচ হওয়া নয়।

বাস্তব ক্ষমতার সাধারণ সূচনা হলো তাৎক্ষণিক গুণফল v(t) × i(t)-এর গড়। এটি একই মুহূর্তের মানের গুণফল; আলাদাভাবে গড় করা দুটি তরঙ্গরূপের গুণফল নয়।

ইনপুট ক্ষমতা ও উপযোগী আউটপুট ক্ষমতা আলাদা।

সরঞ্জাম সম্পূর্ণ ইনপুটকে কাঙ্ক্ষিত ফলে রূপান্তর করে না। যেমন মোটর তাপও তৈরি করে। নির্দিষ্ট অবস্থায় উপযোগী আউটপুট ও ইনপুটের তুলনা হলো দক্ষতা।

মোটরের নামফলকে সাধারণত নির্ধারিত যান্ত্রিক আউটপুট লেখা থাকে। প্রকৃত বৈদ্যুতিক ইনপুট চালনার বিন্দু ও ক্ষয়ের ওপর নির্ভর করে; তা স্বয়ংক্রিয়ভাবে লেখা kW-এর সমান নয়।

দিনের বিভিন্ন সময় লিফটের শক্তির ব্যবহার বদলে যায়।

চলাচল, অপেক্ষা, আলো ও নিয়ন্ত্রণ সরঞ্জামের অবদান ভিন্ন। কিছু স্থাপনা বিদ্যুৎ উৎপাদনের অবস্থায় চলার সময় সরবরাহে শক্তি ফেরতও দিতে পারে।

অর্থপূর্ণ তুলনার জন্য নির্দিষ্ট সময় ও চালনার অবস্থা দরকার। শুধু মোটরের রেটিং কম হলেই লিফট কম শক্তি ব্যবহার করবে তা প্রতিষ্ঠিত হয় না।

আরও কাছ থেকে দেখুন

AC লোডের ক্ষেত্রে একটি একফেজ সার্কিটে RMS ভোল্টেজকে RMS কারেন্ট দিয়ে গুণ করলে ভোল্ট-অ্যাম্পিয়ারে আপাত ক্ষমতা পাওয়া যায়। ওয়াটে প্রকৃত ক্ষমতা পাওয়ার জন্য পাওয়ার ফ্যাক্টরও বিবেচ্য। প্রত্যেক মোটর সার্কিটে সরল DC হিসাব প্রয়োগ করবেন না।

নিজের বোঝাপড়া যাচাই করুন

স্থির 2 kW লোড আধ ঘণ্টা চলে। এতে কত শক্তি ব্যবহৃত হয়?

ব্যাখ্যা দেখুন

1 kWh: 2 kW × 0.5 h। এক ঘণ্টা 2 kW ব্যবহার করলে 2 kWh খরচ হবে।