বিদ্যুৎ কীভাবে কাজ করে

চার্জ বৈদ্যুতিক প্রভাব বহন করে।

ইলেকট্রন ঋণাত্মক আধান বহন করে। ধাতব পরিবাহকে কিছু ইলেকট্রন উপাদানের মধ্য দিয়ে চলতে পারে। বিদ্যুৎ প্রবাহ আধানের নিট চলাচল বোঝায়, কোনো যন্ত্রে কত শক্তি সঞ্চিত আছে তা নয়।

ব্যাটারির মতো উৎস ভোল্টেজের পার্থক্য তৈরি করে। উপযুক্ত সম্পূর্ণ পথ যুক্ত হলে আধান প্রবাহিত হতে এবং ভারে শক্তি স্থানান্তরিত হতে পারে।

আধানের পরিমাণ কুলম্বে (C) মাপা হয়। কুলম্ব আধানের একক, শক্তির একক নয়। প্রতি সেকেন্ডে একটি বিন্দু দিয়ে কত আধান প্রবাহিত হয় কারেন্ট তা জানায়।

ভোল্টেজ, কারেন্ট ও রোধ।

ভোল্টেজ হলো দুই বিন্দুর মধ্যে প্রতি একক আধানের শক্তি, যা ভোল্ট (V)-এ মাপা হয়। কারেন্ট হলো কোনো বিন্দু পেরিয়ে আধান প্রবাহের হার, যা অ্যাম্পিয়ার (A)-এ মাপা হয়। ওহম (Ω)-এ মাপা রোধ কারেন্টের প্রতিবন্ধকতা বোঝায়।

এই রাশিগুলি সম্পর্কিত হলেও পরস্পরের বিকল্প নয়। খোলা সুইচের ফাঁক দিয়ে বিদ্যুৎপ্রবাহ না গেলেও তার দুই পাশে ভোল্টেজ থাকতে পারে।

1 অ্যাম্পিয়ার = প্রতি সেকেন্ডে 1 কুলম্ব: 2 A কারেন্ট মানে প্রতি সেকেন্ডে একটি বিন্দু দিয়ে 2 C চার্জ যায়। সার্কিটে শুধু 2 C চার্জ আছে তা বোঝায় না।
1 ভোল্ট = প্রতি কুলম্বে 1 জুল: 12 V পার্থক্যের মধ্য দিয়ে প্রতি কুলম্ব চার্জ গেলে 12 J শক্তি সঞ্চালিত হয়।

প্রথম ধাপে ধাপে সমাধান করা উদাহরণ।

একটি 12 V উৎস ও একটি 6 Ω রোধক

ওহমের সূত্র মানা রেজিস্টরের জন্য, V = I × R। পুনর্বিন্যাসে I = V ÷ R, তাই 12 ÷ 6 = 2 A।

ভোল্টেজ 12 V রেখে রোধ 12 Ω করলে বিদ্যুৎপ্রবাহ কমে 1 A হয়। এটি সরল রোধকের মডেল, AC মোটরের সম্পূর্ণ বর্ণনা নয়।

একই 12 V, 2 A উদাহরণটি শক্তির ক্ষেত্রে কী বোঝায়?

এক সেকেন্ডে, 2 C রোধকের মধ্য দিয়ে যায়।
এর দুই প্রান্তের 12 V-এর অর্থ প্রতি কুলম্বে 12 J স্থানান্তরিত হয়।
2 C × 12 J/C = এক সেকেন্ডে 24 J, অথবা 24 W।

রোধক ওই বৈদ্যুতিক শক্তি তাপে রূপান্তর করে। আধান শেষ হয় না: এই স্থির শ্রেণি সার্কিটে রোধকে ঢোকা ও বেরোনোর আধানের হার সমান।

এর মাধ্যমে ভোল্টেজ ও কারেন্টের সঙ্গে বৈদ্যুতিক ক্ষমতা ও শক্তির সম্পর্ক বোঝা যায়। আধান প্রবাহ ও শক্তি স্থানান্তর কেন আলাদা রাশি তাও এটি ব্যাখ্যা করে।

AC-এর ক্ষেত্রে রোধ কেবল একটি অংশ।

রোধকের উদাহরণটি শুরু করার জন্য উপযোগী। ভোল্টেজ ও বিদ্যুৎপ্রবাহ দিক বদলালে কোনো উপাদানে শক্তি সঞ্চয়ও তার প্রতিক্রিয়ায় প্রভাব ফেলে:

রেজিস্ট্যান্স বৈদ্যুতিক শক্তিকে তাপে রূপান্তর করে।
ইন্ডাকট্যান্স চৌম্বক ক্ষেত্রে শক্তি সঞ্চয় করে ও কারেন্টের পরিবর্তনে বাধা দেয়।
ক্যাপাসিট্যান্স চার্জ পৃথক হলে বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রে শক্তি সঞ্চয় করে এবং ভোল্টেজের পরিবর্তন বাধা দেয়।

সাইনুসয়েডাল সরবরাহে কারেন্ট ভোল্টেজের আগে বা পরে সর্বোচ্চ মানে পৌঁছাতে পারে। সময়ের এই পার্থক্যকে দশা পার্থক্য বলে। আবেশীয় ও ধারকীয় প্রভাব রিঅ্যাক্ট্যান্স তৈরি করে, যা কম্পাঙ্কের সঙ্গে বদলায়।

ইম্পিড্যান্স রোধ ও রিঅ্যাক্ট্যান্সকে মিলিয়ে AC-তে সামগ্রিক প্রতিক্রিয়া বোঝায়: কারেন্টের মান এবং ভোল্টেজের তুলনায় তার দশা উভয়ই। এটি ওহমে মাপা হয়, তবে সাধারণত রোধ ও রিঅ্যাক্ট্যান্সগুলিকে সাধারণ ধনাত্মক সংখ্যার মতো যোগ করে এর মান পাওয়া যায় না।

চলন্ত মোটর তার যান্ত্রিক ভারের সঙ্গেও শক্তি বিনিময় করে। শুধু ওয়াইন্ডিংয়ের রোধ থেকে এর কারেন্ট অনুমান করা যায় না। AC ও DC পাঠে পরিবর্তী সরবরাহের পরিচয় দেওয়া হয়েছে; ওয়াট, VA ও পাওয়ার ফ্যাক্টর পাঠে শক্তিসংক্রান্ত ফল ব্যাখ্যা করা হয়েছে।

ঐচ্ছিক: রাশিগুলি কীভাবে সম্পর্কিত

একটি সাইনুসয়েডাল কম্পাঙ্কে আদর্শ যন্ত্রাংশের জন্য আবেশীয় রিঅ্যাক্ট্যান্স X_L = 2πfL এবং ধারকীয় রিঅ্যাক্ট্যান্স X_C = 1/(2πfC)। কম্পাঙ্ক f-এর একক হার্টজ, আবেশাঙ্ক L-এর একক হেনরি এবং ধারকত্ব C-এর একক ফ্যারাড। উভয় রিঅ্যাক্ট্যান্সের একক ওহম।

একটি রোধক, আবেশক ও ধারক শ্রেণি সমবায়ে যুক্ত থাকলে ইম্পিড্যান্সের মান হলো:

|Z| = √[R² + (X_L − X_C)²]

তখন I_RMS = V_RMS / |Z|। RMS অর্থ রুট মিন স্কোয়ার, যা একটি কার্যকর মান; AC পাঠে এটি ব্যাখ্যা করা হয়েছে। এই সমীকরণগুলি সাইনুসয়েডাল স্থিতিশীল অবস্থায় ওই নির্দিষ্ট রৈখিক সার্কিটের আচরণ বর্ণনা করে; এগুলি চলন্ত লিফট মোটরের সম্পূর্ণ মডেল নয়।

পরিভাষাগুলো লিফটের সঙ্গে মিলিয়ে দেখুন।

রিপোর্টে সরবরাহ ভোল্টেজ, মোটর কারেন্ট বা প্রতিরোধযুক্ত সংযোগের বর্ণনা থাকতে পারে। প্রতিটি আলাদা ধর্ম বোঝায়। পার্থক্য জানলে তাড়াহুড়ো করে কারণ নির্ণয় না করেই কী দেখা গেছে তা জিজ্ঞাসা করতে সুবিধা হয়।

পরের পাঠে সার্কিটের ভেতর দিয়ে কারেন্ট যে পথে যায় তা অনুসরণ করা হবে।

আরও কাছ থেকে দেখুন

বাইরের বর্তনীতে প্রচলিত কারেন্ট ধনাত্মক থেকে ঋণাত্মকের দিকে প্রবাহিত বলা হয়। ধাতুর ইলেকট্রন বিপরীত দিকে ধীরে সরে। বর্তনীর হিসাবে সাধারণত প্রচলিত কারেন্ট ব্যবহৃত হয়।

নিজের বোঝাপড়া যাচাই করুন

ভোল্টেজের পার্থক্য মানেই কি সবসময় কারেন্ট প্রবাহিত হচ্ছে?

ব্যাখ্যা দেখুন

না। খোলা সার্কিটের ফাঁক দিয়ে কারেন্ট না চললেও ওই ফাঁকের দুই প্রান্তে ভোল্টেজ থাকতে পারে।