آپریشن کا اصول اور سنگل فیز ٹرانسفارمر کا آلہ

سنگل فیز نو لوڈ ٹرانسفارمر

الیکٹریکل انجینئرنگ میں ٹرانسفارمرز ایسے برقی آلات کہلاتے ہیں جن میں تار کی ایک فکسڈ کوائل سے متبادل کرنٹ برقی توانائی کو تار کی دوسری فکسڈ کوائل میں منتقل کیا جاتا ہے جو پہلے سے برقی طور پر منسلک نہیں ہوتا ہے۔

وہ ربط جو توانائی کو ایک کنڈلی سے دوسری کنڈلی تک پہنچاتا ہے وہ مقناطیسی بہاؤ ہے، جو دو کنڈلیوں کو آپس میں ملاتا ہے اور شدت اور سمت میں مسلسل تبدیل ہوتا رہتا ہے۔

چاول۔ 1۔

انجیر میں۔ 1a سب سے آسان ٹرانسفارمر دکھاتا ہے جو دو وائنڈنگز پر مشتمل ہوتا ہے / اور // ایک دوسرے کے اوپر یکساں طور پر ترتیب دیا جاتا ہے۔ کوائل / پہنچایا متبادل کرنٹ الٹرنیٹر D سے۔ اس وائنڈنگ کو پرائمری وائنڈنگ یا پرائمری وائنڈنگ کہا جاتا ہے۔ وائنڈنگ کے ساتھ // جسے سیکنڈری وائنڈنگ یا سیکنڈری وائنڈنگ کہا جاتا ہے، ایک سرکٹ برقی توانائی کے ریسیورز کے ذریعے منسلک ہوتا ہے۔

ٹرانسفارمر کے آپریشن کے اصول

ٹرانسفارمر کی کارروائی مندرجہ ذیل ہے۔ جب بنیادی وائنڈنگ میں کرنٹ بہتا ہے / یہ پیدا ہوتا ہے۔ مقناطیسی میدان، قوت کی وہ لکیریں جن کی نہ صرف اس سمیٹی میں گھس جاتی ہے جس نے انہیں بنایا تھا، بلکہ جزوی طور پر ثانوی وائنڈنگ میں بھی داخل ہوتا ہے //۔ پرائمری وائنڈنگ سے پیدا ہونے والی قوت کی لکیروں کی تقسیم کی ایک تخمینی تصویر تصویر میں دکھائی گئی ہے۔ 1ب۔

جیسا کہ تصویر سے دیکھا جا سکتا ہے، قوت کی تمام لکیریں کوائل / کے کنڈکٹرز کے گرد بند ہیں، لیکن ان میں سے کچھ انجیر میں ہیں۔ 1b، بجلی کی تاریں 1، 2، 3، 4 بھی کنڈلی کی تاروں کے گرد بند ہیں //۔ اس طرح کوائل // مقناطیسی طور پر مقناطیسی فیلڈ لائنوں کے ذریعہ کوائل سے جوڑا جاتا ہے۔

کنڈلیوں کے مقناطیسی جوڑے کی ڈگری / اور //، ان کے سماکشی ترتیب کے ساتھ، ان کے درمیان فاصلے پر منحصر ہے: کنڈلی ایک دوسرے سے جتنی زیادہ دور ہوں گی، ان کے درمیان مقناطیسی جوڑ اتنا ہی کم ہوگا، کیونکہ طاقت کی لکیریں اتنی ہی کم ہوں گی۔ کنڈلی / کنڈلی سے چپکنا //۔

چونکہ کنڈلی / گزرتی ہے، جیسا کہ ہم فرض کرتے ہیں، سنگل فیز الٹرنیٹنگ کرنٹیعنی ایک کرنٹ جو وقت کے ساتھ کسی نہ کسی قانون کے مطابق بدلتا ہے، مثال کے طور پر، سائن کے قانون کے مطابق، پھر اس کی تخلیق کردہ مقناطیسی فیلڈ بھی اسی قانون کے مطابق وقت کے ساتھ بدلتی رہے گی۔

مثال کے طور پر، جب کنڈلی میں کرنٹ / سب سے بڑی قدر سے گزرتا ہے، تو اس سے پیدا ہونے والا مقناطیسی بہاؤ بھی سب سے بڑی قدر سے گزرتا ہے۔ جب کنڈلی میں کرنٹ / صفر سے گزرتا ہے، اپنی سمت بدلتا ہے، تو مقناطیسی بہاؤ بھی صفر سے گزرتا ہے، اپنی سمت بھی بدلتا ہے۔

کنڈلی / میں کرنٹ کو تبدیل کرنے کے نتیجے میں، دونوں کنڈلی / اور // مقناطیسی بہاؤ کے ذریعے گھس جاتے ہیں، اپنی قدر اور سمت کو مسلسل بدلتے رہتے ہیں۔ برقی مقناطیسی انڈکشن کے بنیادی قانون کے مطابق، کنڈلی میں داخل ہونے والے مقناطیسی بہاؤ میں ہر تبدیلی کے لیے، کوائل میں ایک متبادل کرنٹ ڈالا جاتا ہے۔ برقی حرکت کی قوت… ہمارے معاملے میں، خود انڈکشن کی الیکٹرو موٹیو فورس کوائل / میں شامل کیا جاتا ہے، اور باہمی انڈکشن کی الیکٹرو موٹیو فورس کوائل // میں شامل کیا جاتا ہے۔

اگر کنڈلی کے سرے // برقی توانائی کے ریسیورز کے سرکٹ سے جڑے ہوئے ہیں (تصویر 1a دیکھیں)، تو اس سرکٹ میں کرنٹ نظر آئے گا۔ لہذا ریسیورز کو برقی طاقت ملے گی۔ ایک ہی وقت میں، توانائی کو جنریٹر سے // سمیٹنے کی طرف بھیج دیا جائے گا، تقریباً وائنڈنگ کے ذریعہ سرکٹ کو دی گئی توانائی کے برابر //۔ اس طرح، ایک کوائل سے برقی توانائی دوسری کوائل کے سرکٹ میں منتقل ہو جائے گی، جو کہ پہلی کنڈلی سے مکمل طور پر غیر متعلق ہے جس میں (دھاتی) اس صورت میں، توانائی کی ترسیل کا ذریعہ صرف ایک متبادل مقناطیسی بہاؤ ہے۔

انجیر میں دکھایا گیا ہے۔ 1a، ٹرانسفارمر بہت نامکمل ہے کیونکہ پرائمری وائنڈنگ / اور سیکنڈری وائنڈنگ // کے درمیان مقناطیسی جوڑا بہت کم ہے۔

دو کنڈلیوں کے مقناطیسی جوڑے کا اندازہ، عام طور پر، مقناطیسی بہاؤ کے تناسب سے لگایا جاتا ہے جو دو کنڈلیوں کے ساتھ مل کر ایک کنڈلی سے پیدا ہونے والے بہاؤ سے ہوتا ہے۔

انجیر. 1b، یہ دیکھا جا سکتا ہے کہ کوائل کی فیلڈ لائنوں کا صرف ایک حصہ // کوائل کے گرد بند ہے۔ پاور لائنوں کا دوسرا حصہ (تصویر 1b میں — لائنیں 6, 7, 8) صرف کوائل کے ارد گرد بند ہے۔ یہ پاور لائنیں پہلی کنڈلی سے دوسری میں برقی توانائی کی منتقلی میں بالکل شامل نہیں ہیں، یہ نام نہاد آوارہ میدان بناتی ہیں۔

پرائمری اور سیکنڈری وائنڈنگز کے درمیان مقناطیسی جوڑے کو بڑھانے کے لیے اور ایک ہی وقت میں مقناطیسی بہاؤ کے گزرنے کے لیے مقناطیسی مزاحمت کو کم کرنے کے لیے، تکنیکی ٹرانسفارمرز کے وائنڈنگز کو مکمل طور پر بند لوہے کے کور پر رکھا جاتا ہے۔

ٹرانسفارمرز کے نفاذ کی پہلی مثال انجیر میں سکیماتی طور پر دکھائی گئی ہے۔ نام نہاد راڈ کی قسم کا 2 سنگل فیز ٹرانسفارمر۔ اس کی بنیادی اور ثانوی کنڈلی c1 اور c2 لوہے کی سلاخوں پر واقع ہیں a — a، جس کے سرے پر لوہے کی پلیٹوں b — b کے ساتھ جڑی ہوئی ہیں، جنہیں یوکس کہتے ہیں۔ اس طرح، دو سلاخیں a, a اور دو yokes b, b ایک بند لوہے کی انگوٹھی بنتی ہیں، جس میں پرائمری اور سیکنڈری وائنڈنگز کے ساتھ بند مقناطیسی بہاؤ گزرتا ہے۔ اس لوہے کی انگوٹھی کو ٹرانسفارمر کا کور کہا جاتا ہے۔

چاول۔ 2.

ٹرانسفارمرز کا دوسرا مجسمہ انجیر میں منصوبہ بندی کے ساتھ دکھایا گیا ہے۔ نام نہاد بکتر بند قسم کا 3 سنگل فیز ٹرانسفارمر۔ اس ٹرانسفارمر میں پرائمری اور سیکنڈری وائنڈنگز c، ہر ایک فلیٹ وائنڈنگز کی ایک قطار پر مشتمل ہے، کو ایک کور پر رکھا گیا ہے جو دو لوہے کے کڑے a اور b کی دو سلاخوں سے بنے ہیں۔ ونڈنگز کے ارد گرد حلقے a اور b انہیں تقریباً مکمل طور پر آرمر سے ڈھانپتے ہیں، اس لیے بیان کردہ ٹرانسفارمر کو بکتر بند کہا جاتا ہے۔ کنڈلی c کے اندر سے گزرنے والے مقناطیسی بہاؤ کو دو برابر حصوں میں تقسیم کیا گیا ہے، جن میں سے ہر ایک اپنی اپنی لوہے کی انگوٹھی میں بند ہے۔

چاول۔ 3

ٹرانسفارمرز میں بند لوہے کے مقناطیسی سرکٹس کا استعمال لیکیج کرنٹ میں نمایاں کمی حاصل کرتا ہے۔ ایسے ٹرانسفارمرز میں، پرائمری اور سیکنڈری وائنڈنگز سے جڑے ہوئے بہاؤ تقریباً ایک دوسرے کے برابر ہوتے ہیں۔ اگر ہم فرض کریں کہ بنیادی اور ثانوی وائنڈنگز ایک ہی مقناطیسی بہاؤ کے ذریعے داخل ہوتی ہیں، تو ہم وائنڈنگز کی الیکٹرو موٹیو قوتوں کی فوری قدروں کے لیے کل حوصلہ افزائی کے جھٹکے کی بنیاد پر تاثرات لکھ سکتے ہیں:

ان اظہارات میں، w1 اور w2 — بنیادی اور ثانوی وائنڈنگز کے موڑوں کی تعداد، اور dFt مقناطیسی بہاؤ کی گھسنے والی سمیٹ میں تبدیلی کی شدت ہے فی وقت عنصر dt، اس لیے مقناطیسی بہاؤ کی تبدیلی کی شرح ہوتی ہے۔ . آخری تاثرات سے، درج ذیل تعلق حاصل کیا جا سکتا ہے:

یعنی بنیادی اور ثانوی وائنڈنگز میں اشارہ کیا گیا ہے / اور // لمحاتی الیکٹرو موٹیو قوتیں ایک دوسرے سے اسی طرح جڑی ہوئی ہیں جیسے کنڈلی کے موڑ کی تعداد۔ آخری نتیجہ نہ صرف برقی قوتوں کی فوری اقدار کے حوالے سے بلکہ ان کی عظیم ترین اور موثر اقدار کے حوالے سے بھی درست ہے۔

پرائمری وائنڈنگ میں الیکٹرو موٹیو فورس، سیلف انڈکشن کی الیکٹرو موٹیو فورس کے طور پر، اسی وائنڈنگ پر لگنے والے وولٹیج کو تقریباً مکمل طور پر متوازن کرتی ہے... اگر E1 اور U1 کے ذریعے آپ الیکٹرو موٹیو فورس کی موثر قدروں کی نشاندہی کرتے ہیں پرائمری وائنڈنگ اور اس پر لگائی جانے والی وولٹیج کا، پھر آپ لکھ سکتے ہیں:

ثانوی وائنڈنگ میں الیکٹرو موٹیو فورس، زیر غور کیس میں، اس وائنڈنگ کے سروں پر وولٹیج کے برابر ہے۔

اگر، پچھلے کی طرح، E2 اور U2 کے ذریعے آپ سیکنڈری وائنڈنگ کی الیکٹرو موٹیو فورس اور اس کے سروں پر موجود وولٹیج کی موثر قدروں کی نشاندہی کرتے ہیں، تو آپ لکھ سکتے ہیں:

اس لیے، ٹرانسفارمر کے ایک وائنڈنگ پر کچھ وولٹیج لگا کر، آپ دوسری کوائل کے سروں پر کوئی بھی وولٹیج حاصل کر سکتے ہیں، آپ کو صرف ان کنڈلیوں کے موڑ کی تعداد کے درمیان ایک مناسب تناسب لینے کی ضرورت ہے۔ ٹرانسفارمر کی اصل خاصیت یہی ہے۔

پرائمری وائنڈنگ کے موڑوں کی تعداد اور سیکنڈری وائنڈنگ کے موڑوں کی تعداد کا تناسب کہلاتا ہے۔ ٹرانسفارمر کی تبدیلی کا تناسب... ہم ٹرانسفارمیشن گتانک kT کی نشاندہی کریں گے۔

لہذا، کوئی لکھ سکتا ہے:

ایک ٹرانسفارمر جس کا ٹرانسفارمیشن ریشو ایک سے کم ہوتا ہے اسے سٹیپ اپ ٹرانسفارمر کہا جاتا ہے، کیونکہ سیکنڈری وائنڈنگ کا وولٹیج، یا نام نہاد سیکنڈری وولٹیج، پرائمری وائنڈنگ کے وولٹیج، یا نام نہاد پرائمری وولٹیج سے زیادہ ہوتا ہے۔ . ایک سے زیادہ ٹرانسفارمیشن ریشو والے ٹرانسفارمر کو سٹیپ ڈاؤن ٹرانسفارمر کہا جاتا ہے، کیونکہ اس کا سیکنڈری وولٹیج پرائمری سے کم ہوتا ہے۔

لوڈ کے تحت سنگل فیز ٹرانسفارمر کا آپریشن

ٹرانسفارمر کے بیکار ہونے کے دوران، مقناطیسی بہاؤ پرائمری وائنڈنگ کرنٹ یا اس کے بجائے پرائمری وائنڈنگ کی مقناطیسی قوت سے پیدا ہوتا ہے۔ چونکہ ٹرانسفارمر کا مقناطیسی سرکٹ لوہے سے بنا ہے اور اس وجہ سے اس کی مقناطیسی مزاحمت کم ہے، اور بنیادی وائنڈنگ کے موڑ کی تعداد کو عام طور پر بڑا سمجھا جاتا ہے، اس لیے ٹرانسفارمر کا نو لوڈ کرنٹ چھوٹا ہے، یہ 5- ہے۔ معمول کا 10٪۔

اگر آپ ثانوی کنڈلی کو کچھ مزاحمت پر بند کرتے ہیں، تو ثانوی کوائل میں کرنٹ کی ظاہری شکل کے ساتھ، اس کوائل کی مقناطیسی قوت بھی ظاہر ہوگی۔

لینز کے قانون کے مطابق، ثانوی کنڈلی کی مقناطیسی قوت بنیادی کوائل کی مقناطیسی قوت کے خلاف کام کرتی ہے۔

ایسا لگتا ہے کہ اس معاملے میں مقناطیسی بہاؤ کم ہونا چاہیے، لیکن اگر بنیادی وائنڈنگ پر ایک مستقل وولٹیج کا اطلاق ہوتا ہے، تو مقناطیسی بہاؤ میں تقریباً کوئی کمی نہیں ہوگی۔

درحقیقت، ٹرانسفارمر لوڈ ہونے پر پرائمری وائنڈنگ میں الیکٹرو موٹیو فورس لگائی گئی وولٹیج کے لگ بھگ برابر ہوتی ہے۔ یہ برقی قوت مقناطیسی بہاؤ کے متناسب ہے۔لہذا، اگر بنیادی وولٹیج شدت میں مستقل ہے، تو لوڈ کے تحت الیکٹرو موٹیو فورس تقریباً ویسا ہی رہنا چاہیے جیسا کہ ٹرانسفارمر کے بغیر لوڈ آپریشن کے دوران تھا۔ یہ صورت حال کسی بھی بوجھ کے نیچے مقناطیسی بہاؤ کی تقریباً مکمل مستقل مزاجی کی طرف لے جاتی ہے۔

اس طرح، بنیادی وولٹیج کی مستقل قدر پر، لوڈ کی تبدیلی کے ساتھ ٹرانسفارمر کا مقناطیسی بہاؤ مشکل سے تبدیل ہوتا ہے اور بغیر لوڈ کے آپریشن کے دوران مقناطیسی بہاؤ کے برابر سمجھا جا سکتا ہے۔

ٹرانسفارمر کا مقناطیسی بہاؤ صرف بوجھ کے نیچے اپنی قدر کو برقرار رکھ سکتا ہے کیونکہ جیسے جیسے سیکنڈری وائنڈنگ میں کرنٹ ظاہر ہوتا ہے، اسی طرح پرائمری وائنڈنگ میں کرنٹ بھی بڑھ جاتا ہے، اتنا کہ پرائمری اور سیکنڈری کی مقناطیسی قوتوں یا ایمپیئر موڑ کے درمیان فرق ہوتا ہے۔ وائنڈنگز تقریباً میگنیٹوموٹیو فورس یا ایمپیئر ٹرنز کے برابر رہتی ہیں جب آئیڈلنگ ہوتی ہے... اس طرح، ثانوی وائنڈنگ میں ڈی میگنیٹائزنگ میگنیٹومیٹو فورس یا ایمپیئر ٹرنز کی ظاہری شکل پرائمری وائنڈنگ کی مقناطیسی قوت میں خودکار اضافہ کے ساتھ ہوتی ہے۔

چونکہ، جیسا کہ اوپر ذکر کیا گیا ہے، ایک ٹرانسفارمر مقناطیسی بہاؤ بنانے کے لیے ایک چھوٹی مقناطیسی قوت کی ضرورت ہوتی ہے، اس لیے یہ کہا جا سکتا ہے کہ ثانوی مقناطیسی قوت میں اضافے کے ساتھ بنیادی مقناطیسی قوت میں اضافہ ہوتا ہے، جس کی شدت تقریباً ایک جیسی ہے۔

لہذا، کوئی لکھ سکتا ہے:

اس مساوات سے، ٹرانسفارمر کی دوسری اہم خصوصیت حاصل کی جاتی ہے، یعنی تناسب:

جہاں kt تبدیلی کا عنصر ہے۔

لہذا، ٹرانسفارمر کے پرائمری اور سیکنڈری وائنڈنگز کے کرنٹ کا تناسب ٹرانسفارمیشن ریشو سے تقسیم شدہ ایک کے برابر ہے۔

تو، ٹرانسفارمر کی اہم خصوصیات رشتہ ہے

اور

اگر ہم رشتے کے بائیں طرف کو ایک دوسرے سے اور دائیں طرف کو ایک دوسرے سے ضرب دیتے ہیں تو ہمیں ملتا ہے۔

اور

آخری مساوات ٹرانسفارمر کی تیسری خصوصیت دیتی ہے، جس کا اظہار اس طرح کے الفاظ میں کیا جا سکتا ہے: وولٹ-ایمپیئرز میں ٹرانسفارمر کی سیکنڈری وائنڈنگ کے ذریعے فراہم کی جانے والی بجلی وولٹ-ایمپیئرز میں بھی پرائمری وائنڈنگ کو فراہم کی جانے والی طاقت کے تقریباً برابر ہوتی ہے۔ .

اگر ہم وائنڈنگز کے تانبے اور ٹرانسفارمر کور کے لوہے میں توانائی کے نقصانات کو نظر انداز کرتے ہیں، تو ہم کہہ سکتے ہیں کہ پاور سورس سے ٹرانسفارمر کی پرائمری وائنڈنگ کو فراہم کی جانے والی تمام پاور اس کی سیکنڈری وائنڈنگ میں منتقل ہو جاتی ہے، اور ٹرانسمیٹر مقناطیسی بہاؤ ہے۔