ফিউজের মতো ইলেকট্রনিক ডিভাইসে আর্ক তৈরির নীতি এবং নির্বাপক পদ্ধতি

একটি বৈদ্যুতিক চাপ কি?

যখন সার্কিটের ফিউজটি প্রস্ফুটিত হয়, যখন ভোল্টেজ এবং কারেন্ট একটি নির্দিষ্ট মান পর্যন্ত পৌঁছায়, তখন ফিউজ লিঙ্কটি সবেমাত্র গলে যায় এবং সংযোগ বিচ্ছিন্ন হয়ে যায় এবং ঠিক আলাদা করা ফিউজ লিঙ্কগুলির মধ্যে একটি চাপ সৃষ্টি হয়, যাকে একটি চাপ বলা হয়। এটি শক্তিশালী বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের কারণে, যা গ্যাসকে আয়নিত করে এবং কারেন্টকে স্বাভাবিকভাবে অন্তরক মাধ্যমের মধ্য দিয়ে চলে যায়। বৈদ্যুতিক আর্ক ব্যবহারে অনেকগুলি অ্যাপ্লিকেশন থাকতে পারে, যেমন ওয়েল্ডিং, ইস্পাত প্ল্যান্টে বৈদ্যুতিক আর্ক ফার্নেস ইত্যাদি৷ কিন্তু যদি চাপ একটি অনিয়ন্ত্রিত অবস্থায় তৈরি হয়, তাহলে এটি পাওয়ার ট্রান্সমিশন, ডিস্ট্রিবিউশন এবং ইলেকট্রনিক যন্ত্রপাতির ক্ষতি করবে৷ তাই আমাদের অবশ্যই আর্ককে বুঝতে হবে এবং নিয়ন্ত্রণ করতে হবে।

বৈদ্যুতিক চাপের রচনা

1. আর্ক কলাম জোন

চাপ কলাম অঞ্চলটি বৈদ্যুতিকভাবে নিরপেক্ষ এবং অণু, পরমাণু, উত্তেজিত পরমাণু, ধনাত্মক আয়ন, ঋণাত্মক আয়ন এবং ইলেকট্রন দ্বারা গঠিত। তাদের মধ্যে, ধনাত্মক চার্জযুক্ত আয়নগুলি ঋণাত্মক চার্জযুক্ত আয়নের প্রায় সমান, তাই একে প্লাজমাও বলা হয়। চার্জযুক্ত কণাগুলি বেশি শক্তি খরচ না করেই প্লাজমাতে দিকনির্দেশনামূলকভাবে চলে, যার কারণে তারা কম ভোল্টেজ অবস্থায় উচ্চ স্রোত প্রেরণ করতে পারে। কারেন্ট প্রেরণকারী প্রধান চার্জযুক্ত কণাগুলি হল ইলেকট্রন, যা মোট চার্জযুক্ত কণার সংখ্যার প্রায় 99.9%, বাকিগুলি ধনাত্মক আয়ন। ক্যাথোড এবং অ্যানোড অঞ্চলগুলির অত্যন্ত ছোট দৈর্ঘ্যের কারণে, চাপ কলাম অঞ্চলের দৈর্ঘ্যকে চাপের দৈর্ঘ্য হিসাবে বিবেচনা করা যেতে পারে। আর্ক কলাম অঞ্চলে বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের শক্তি তুলনামূলকভাবে কম, সাধারণত মাত্র 5-10V/সেমি।

2. ক্যাথোড এলাকা

ক্যাথোডকে ইলেকট্রনের উৎস হিসেবে বিবেচনা করা হয়। এটি চাপ কলামে 99.9% চার্জযুক্ত কণা (ইলেকট্রন) সরবরাহ করে। ক্যাথোডের ইলেকট্রন নির্গত করার ক্ষমতা আর্কের স্থায়িত্বের উপর উল্লেখযোগ্য প্রভাব ফেলে। ক্যাথোড অঞ্চলের দৈর্ঘ্য 10-5-10-6 সেমি। ক্যাথোড ভোল্টেজ ড্রপ 10V হলে, ক্যাথোড অঞ্চলের বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের শক্তি 106-107V/সেমি।

3. অ্যানোড এলাকা

অ্যানোড অঞ্চলটি প্রধানত ইলেকট্রন গ্রহণের জন্য দায়ী, তবে এটি চাপ কলামে 0.1% চার্জযুক্ত কণা (ধনাত্মক আয়ন) সরবরাহ করবে। অ্যানোড অঞ্চলের দৈর্ঘ্য সাধারণত 10-2-10-3 সেমি, তাই অ্যানোড অঞ্চলের বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের শক্তি 103-104V/সেমি। অ্যানোড অঞ্চলে ভোল্টেজ ড্রপের উপর অ্যানোড উপাদান এবং ওয়েল্ডিং কারেন্টের উল্লেখযোগ্য প্রভাবের কারণে, এটি 0 এবং 10V এর মধ্যে পরিবর্তিত হতে পারে। উদাহরণস্বরূপ, যখন বর্তমান ঘনত্ব বেশি হয় এবং অ্যানোডের তাপমাত্রা বেশি হয়, যার ফলে অ্যানোড উপাদান বাষ্পীভূত হয়, অ্যানোড ভোল্টেজ ড্রপ এমনকি 0V পর্যন্ত হ্রাস পাবে।

বৈদ্যুতিক Arcs বৈশিষ্ট্য

1. চাপের স্থিতিশীল দহন বজায় রাখার জন্য প্রয়োজনীয় চাপ ভোল্টেজ খুবই কম, এবং বায়ুমণ্ডলে একটি 1cm DC আর্ক কলামের ভোল্টেজ মাত্র 10-50V।

2. একটি বৃহৎ কারেন্ট আর্কের মধ্য দিয়ে যেতে পারে, কয়েক অ্যাম্পিয়ার থেকে কয়েক হাজার অ্যাম্পিয়ার পর্যন্ত।

3. চাপের একটি উচ্চ তাপমাত্রা আছে, এবং চাপ কলামের তাপমাত্রা অসম। কেন্দ্রের তাপমাত্রা সর্বোচ্চ, 6000-10000 ডিগ্রিতে পৌঁছায়, যখন তাপমাত্রা কেন্দ্র থেকে দূরে হ্রাস পায়।

4. বৈদ্যুতিক আর্কস শক্তিশালী আলো নির্গত করতে পারে। চাপ থেকে আলোক বিকিরণের তরঙ্গদৈর্ঘ্য (1.7-50) × 10-7 মি। এটিতে তিনটি অংশ রয়েছে: ইনফ্রারেড, দৃশ্যমান আলো এবং অতিবেগুনী আলো

বৈদ্যুতিক আর্কের শ্রেণীবিভাগ

1. কারেন্টের ধরন অনুসারে, একে এসি আর্ক, ডিসি আর্ক এবং পালস আর্কে ভাগ করা যায়।

2. চাপের অবস্থা অনুসারে, এটিকে মুক্ত চাপ এবং সংকুচিত চাপে (যেমন প্লাজমা আর্ক) ভাগ করা যায়।

3. ইলেক্ট্রোড উপাদান অনুযায়ী, এটি বিভক্ত করা যেতে পারে: গলিত ইলেক্ট্রোড চাপ এবং অ গলিত ইলেক্ট্রোড চাপ।

বৈদ্যুতিক আর্কসের বিপদ

1. আর্কসের উপস্থিতি সুইচগিয়ারের ত্রুটিপূর্ণ সার্কিট সংযোগ বিচ্ছিন্ন করার সময়কে দীর্ঘায়িত করে এবং পাওয়ার সিস্টেমে শর্ট সার্কিটের সম্ভাবনা বাড়ায়।

2. চাপ দ্বারা উত্পন্ন উচ্চ তাপমাত্রা যোগাযোগের পৃষ্ঠকে গলে এবং বাষ্পীভূত করে, নিরোধক উপাদানগুলিকে পুড়িয়ে দেয়। তেল ভর্তি বৈদ্যুতিক সরঞ্জামগুলিও আগুন এবং বিস্ফোরণের মতো ঝুঁকি তৈরি করতে পারে।

3. বৈদ্যুতিক আর্কগুলি বৈদ্যুতিক এবং তাপীয় শক্তির ক্রিয়াকলাপের অধীনে চলতে পারে। শর্ট সার্কিট এবং আঘাতের কারণ হওয়া সহজ, যা দুর্ঘটনার বৃদ্ধির দিকে পরিচালিত করে।

ছয়টি নির্বাপক আর্কের নীতি

1. আর্ক তাপমাত্রা

চাপটি তাপীয় আয়নকরণের মাধ্যমে রক্ষণাবেক্ষণ করা হয় এবং চাপের তাপমাত্রা কমিয়ে তাপ আয়নকরণকে দুর্বল করে এবং নতুন চার্জযুক্ত আয়ন তৈরি করতে পারে। একই সময়ে, এটি চার্জযুক্ত কণার বেগও হ্রাস করে এবং যৌগিক প্রভাব বাড়ায়। চাপকে দ্রুত দীর্ঘায়িত করে, গ্যাস বা তেল দিয়ে চাপকে ফুঁ দিয়ে বা একটি কঠিন মাধ্যমের পৃষ্ঠের সংস্পর্শে চাপ এনে চাপের তাপমাত্রা হ্রাস করা যেতে পারে।

2. মাধ্যমের বৈশিষ্ট্য

যে মাধ্যমের আর্কটি পুড়ে যায় তার বৈশিষ্ট্যগুলি মূলত আর্কের মধ্যে বিচ্ছিন্নতার শক্তি নির্ধারণ করে। তাপ পরিবাহিতা, তাপ ক্ষমতা, তাপমুক্ত তাপমাত্রা, অস্তরক শক্তি, ইত্যাদি সহ।

3. গ্যাস মাধ্যমের চাপ

গ্যাস মাধ্যমের চাপ চাপের বিচ্ছিন্নতার উপর উল্লেখযোগ্য প্রভাব ফেলে। কারণ গ্যাসের চাপ যত বেশি হবে, চাপে কণার ঘনত্ব তত বেশি হবে, কণার মধ্যে দূরত্ব তত কম হবে, যৌগিক প্রভাব তত শক্তিশালী হবে এবং চাপ নিভে যাওয়া তত সহজ হবে। একটি উচ্চ ভ্যাকুয়াম পরিবেশে, সংঘর্ষের সম্ভাবনা হ্রাস পায়, যা সংঘর্ষের বিচ্ছিন্নতাকে দমন করে, যখন প্রসারণ প্রভাব শক্তিশালী হয়।

4. যোগাযোগের উপাদান

যোগাযোগের উপাদান বিচ্ছিন্ন হওয়ার প্রক্রিয়াকেও প্রভাবিত করে। উচ্চ গলনাঙ্ক, ভাল তাপ পরিবাহিতা এবং পরিচিতি হিসাবে বড় তাপ ক্ষমতা সহ উচ্চ-তাপমাত্রা প্রতিরোধী ধাতুগুলি ব্যবহার করার সময়, এটি চাপে গরম ইলেকট্রন এবং ধাতব বাষ্পের নির্গমনকে হ্রাস করে, যা চাপ নির্বাপণের জন্য উপকারী।

চাপ নিভানোর পদ্ধতি

1. চাপ নিভানোর জন্য মাধ্যম ব্যবহার করুন

চাপের ফাঁকের বিচ্ছিন্নতা মূলত চাপের চারপাশে নির্বাপক মাধ্যমের বৈশিষ্ট্যের উপর নির্ভর করে। সালফার হেক্সাফ্লোরাইড গ্যাস শক্তিশালী ইলেক্ট্রোনেগেটিভিটি সহ একটি চমৎকার চাপ নির্বাপক মাধ্যম। এটি দ্রুত ইলেকট্রন শোষণ করতে পারে এবং স্থিতিশীল নেতিবাচক আয়ন গঠন করতে পারে, যা পুনর্মিলন এবং আয়নকরণের জন্য সহায়ক। এর চাপ নির্বাপক ক্ষমতা বাতাসের চেয়ে প্রায় 100 গুণ বেশি শক্তিশালী; ভ্যাকুয়াম (0.013Pa-এর নিচে চাপ) চাপ নির্বাপণের জন্য একটি ভাল মাধ্যম। ভ্যাকুয়ামে নিরপেক্ষ কণার সংখ্যা কম থাকার কারণে, এটি সংঘর্ষ এবং বিচ্ছিন্ন করা সহজ নয় এবং শূন্যতা ছড়িয়ে পড়া এবং বিচ্ছিন্নকরণের জন্য সহায়ক। এর চাপ নির্বাপক ক্ষমতা বাতাসের চেয়ে প্রায় 15 গুণ বেশি শক্তিশালী।

2. চাপ ফুঁতে গ্যাস বা তেল ব্যবহার করুন

একটি চাপ ফুঁ দিলে চাপের ফাঁকে চার্জযুক্ত কণাগুলির প্রসারণ এবং শীতল পুনর্মিলন ঘটে। উচ্চ-ভোল্টেজ সার্কিট ব্রেকারগুলিতে, বিভিন্ন ধরণের আর্ক এক্সটিংগুইশিং চেম্বারের কাঠামো গ্যাস বা তেল থেকে প্রচণ্ড চাপ তৈরি করতে এবং চাপের ফাঁকের দিকে জোর করে উড়িয়ে দিতে ব্যবহৃত হয়। একটি চাপ ফুঁ করার দুটি প্রধান উপায় আছে: উল্লম্ব ফুঁ এবং অনুভূমিক ফুঁ। উল্লম্ব ফুঁ হল চাপের সমান্তরাল ফুঁর দিক, যার কারণে চাপটি পাতলা হয়ে যায়; অনুভূমিক ফুঁ হল চাপের দিকে লম্বভাবে প্রবাহিত দিক, যা চাপকে লম্বা করে এবং কেটে দেয়।

3. চাপ নির্বাপক পরিচিতি হিসাবে বিশেষ ধাতব উপকরণ ব্যবহার করুন

উচ্চ গলনাঙ্ক, তাপ পরিবাহিতা, এবং বৃহৎ তাপ ক্ষমতা সহ উচ্চ-তাপমাত্রা প্রতিরোধী ধাতুগুলিকে যোগাযোগের উপকরণ হিসাবে ব্যবহার করে বৈদ্যুতিক আর্কগুলিতে গরম ইলেক্ট্রন এবং ধাতব বাষ্পের নির্গমন কমাতে পারে, এইভাবে আয়নকরণ দমনের প্রভাব অর্জন করে; একযোগে ব্যবহৃত যোগাযোগ উপাদান এছাড়াও চাপ এবং ঢালাই উচ্চ প্রতিরোধের প্রয়োজন. সাধারণ যোগাযোগের উপকরণগুলির মধ্যে রয়েছে তামা টংস্টেন খাদ, রূপালী টংস্টেন খাদ ইত্যাদি।

4. ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক আর্ক ফুঁ

ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক বলের ক্রিয়ায় বৈদ্যুতিক চাপ চলার ঘটনাকে ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক ব্লোয়িং আর্ক বলে। আশেপাশের মাধ্যমটিতে চাপের চলাচলের কারণে, এটি বায়ু প্রবাহিত হওয়ার মতো একই প্রভাব ফেলে, এইভাবে চাপটি নির্বাপিত করার উদ্দেশ্য অর্জন করে। এই চাপ নির্বাপক পদ্ধতি কম-ভোল্টেজ সুইচগিয়ারে আরও ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়।

5. কঠিন মাধ্যমের সংকীর্ণ স্লিটের মধ্যে চাপটি সরান

এই ধরনের চাপ নির্বাপক পদ্ধতিকে স্লিট আর্ক এক্সটিংগুইশিং নামেও পরিচিত। মাধ্যমের সংকীর্ণ স্লিটের মধ্যে চাপের চলাচলের কারণে, একদিকে, এটি ঠান্ডা হয়, যা আয়নকরণ প্রভাবকে বাড়িয়ে তোলে; অন্যদিকে, চাপটি দীর্ঘায়িত হয়, চাপের ব্যাস হ্রাস পায়, চাপের প্রতিরোধ ক্ষমতা বৃদ্ধি পায় এবং চাপটি নিভে যায়।

6. লম্বা চাপকে ছোট আর্কসে আলাদা করুন

যখন চাপটি ধাতুর গ্রিডের একটি সারির মধ্য দিয়ে লম্বভাবে যায়, তখন দীর্ঘ চাপটি কয়েকটি ছোট চাপে বিভক্ত হয়; শর্ট আর্কসের ভোল্টেজ ড্রপ প্রধানত অ্যানোড এবং ক্যাথোড অঞ্চলে পড়ে। প্রতিটি বিভাগে চাপ দহন বজায় রাখার জন্য প্রয়োজনীয় ন্যূনতম ভোল্টেজ ড্রপের যোগফল প্রয়োগকৃত ভোল্টেজের চেয়ে বেশি তা নিশ্চিত করার জন্য গ্রিডের সংখ্যা যথেষ্ট হলে, চাপটি নিজে থেকেই নিভে যাবে। উপরন্তু, এসি কারেন্ট শূন্য অতিক্রম করার পর, কাছাকাছি ক্যাথোড প্রভাবের কারণে, প্রতিটি চাপের ফাঁকের অস্তরক শক্তি হঠাৎ করে 150-250V-এ বেড়ে যায়। সিরিজে একাধিক চাপের ফাঁক ব্যবহার করে, একটি উচ্চতর অস্তরক শক্তি পাওয়া যেতে পারে, যাতে শূন্য ক্রসিংয়ে নিভে যাওয়ার পরে চাপটি পুনরায় জ্বলতে না পারে।

7. মাল্টি ফ্র্যাকচার আর্ক এক্সটিংগুইশিং গ্রহণ করুন

একটি উচ্চ-ভোল্টেজ সার্কিট ব্রেকারের প্রতিটি পর্যায় দুই বা ততোধিক বিরতির সাথে সিরিজে সংযুক্ত থাকে, যা প্রতিটি বিরতির দ্বারা বহন করা ভোল্টেজকে হ্রাস করে এবং যোগাযোগ ভাঙার গতিকে দ্বিগুণ করে, যার ফলে চাপ দ্রুত দীর্ঘায়িত হয় এবং চাপ নির্বাপণে সুবিধা হয়।

8. সার্কিট ব্রেকার পরিচিতিগুলির বিচ্ছেদ গতি উন্নত করুন

চাপকে দীর্ঘায়িত করার গতি উন্নত করা হয়েছে, যা চাপ শীতল, পুনর্মিলন এবং প্রসারণের জন্য উপকারী।