ایک ٹرانسفارمر کیا ہے: آلہ، آپریشن اور مقصد کے اصول

برقی مقناطیسی جامد آلات مقناطیسی میدان بنانے اور لاگو کرنے کے لیے استعمال ہوتے ہیں۔ بہت سے معاملات ہیں، آپ کو الیکٹرانک، الیکٹریکل سرکٹس اور ریڈیو انجینئرنگ میں ٹرانسفارمر کی ضرورت کیوں ہے۔ یہ آلہ مقناطیسی کور پر باہمی طور پر جڑے ہوئے انڈکٹو وائنڈنگز سے لیس ہے۔ مینز ایک متبادل فیلڈ میں حصہ ڈالتے ہیں، جبکہ ٹرانسفارمر فریکوئنسی کو تبدیل کیے بغیر کرنٹ کو مستقل اقدار دینے کے لیے برقی مقناطیسی انڈکشن کا استعمال کرتا ہے۔

 

تعریف اور اطلاق

بجلی کے آلات کے لیے مختلف خصوصیات کے مختلف وولٹیجز کی ضرورت ہوتی ہے۔ ایک ٹرانسفارمر مقناطیسی میدان کے انڈکٹیو آپریشن کو استعمال کرنے کے لیے ایک ڈیزائن ہے۔ ربن یا تار کے کنڈلی جو ایک عام بہاؤ سے منسلک ہوتے ہیں یا وولٹیج کو بڑھاتے ہیں۔ ایک ٹیلی ویژن ٹرانزسٹروں اور مائیکرو سرکٹس کو چلانے کے لیے 5 وولٹ کا استعمال کرتا ہے، کاسکیڈ آسکیلیٹر استعمال کرتے وقت کائنسکوپ کو طاقت دینے کے لیے کئی کلو وولٹ کی ضرورت ہوتی ہے۔

الگ تھلگ وائنڈنگز کو ایک خاص وولٹیج کی قیمت کے ساتھ بے ساختہ مقناطیسی مواد کے کور پر رکھا جاتا ہے۔ پرانے یونٹوں نے موجودہ مینز فریکوئنسی کا استعمال کیا، تقریباً 60 ہرٹز۔ جدید آلات پاور سرکٹس ہائی فریکوئنسی پلس ٹرانسفارمر استعمال کرتے ہیں۔متبادل وولٹیج کو درست کیا جاتا ہے اور ایک اوسیلیٹر کے ذریعہ مخصوص پیرامیٹرز کے ساتھ ایک قدر میں تبدیل کیا جاتا ہے۔

وولٹیج کو پلس چوڑائی ماڈیولیشن کے ساتھ کنٹرول یونٹ کے ذریعے مستحکم کیا جاتا ہے۔ ہائی فریکوئنسی برسٹ ٹرانسفارمر میں منتقل ہوتے ہیں، آؤٹ پٹ مستحکم اقدار حاصل کرتا ہے۔ پرانے آلات کی بڑے پیمانے پر اور بھاری پن کو ہلکا پن اور چھوٹے سائز سے بدل دیا گیا ہے۔ یونٹ کی لکیری کارکردگی 1:4 کے تناسب میں طاقت کے متناسب ہے، ڈیوائس کے سائز کو کم کرنے سے کرنٹ کی فریکوئنسی بڑھ جاتی ہے۔

پاور سپلائی سرکٹس میں بڑے پیمانے پر آلات استعمال کیے جاتے ہیں، اگر آپ اعلی تعدد کے ساتھ مداخلت کی کھپت کی کم از کم سطح بنانا چاہتے ہیں، مثال کے طور پر، معیاری آواز فراہم کرتے وقت۔

ڈیزائن اور آپریشن کے اصول

کارخانہ دار یونٹ کے آپریشن کے بنیادی اصولوں کا انتخاب کرتا ہے، لیکن یہ آپریشن کی وشوسنییتا کو متاثر نہیں کرتا. تصورات مینوفیکچرنگ کے عمل میں مختلف ہیں۔ ٹرانسفارمر کے آپریشن کا اصول دو بیانات پر مبنی ہے:

• دشاتمک چارج کیریئرز کی بدلتی ہوئی حرکت ایک متبادل مقناطیسی قوت کا میدان بناتی ہے۔
• کوائل کے ذریعے منتقل ہونے والے قوت بہاؤ پر اثر الیکٹرو موٹیو فورس اور انڈکشن پیدا کرتا ہے۔

ڈیوائس مندرجہ ذیل حصوں پر مشتمل ہے:

• ایک مقناطیسی موصل (بنیادی)؛
• کنڈلی یا سمیٹ؛
• کنڈلی کے انتظام کے لئے ایک ریڑھ کی ہڈی؛
• موصل مواد؛
• کولنگ سسٹم؛
• منسلکہ، رسائی، تحفظ کے دیگر عناصر۔

ٹرانسفارمر کا آپریشن کور اور وائنڈنگز کی تعمیر اور امتزاج کی قسم پر مبنی ہے۔ بنیادی قسم میں، کنڈکٹر وائنڈنگز میں بند ہوتا ہے اور اسے دیکھنا مشکل ہوتا ہے۔ کنڈلی نظر آتی ہے، کور کا اوپر اور نیچے نظر آتا ہے، اور محور عمودی ہے۔ کنڈلی بنانے والے مواد کو اچھی طرح سے بجلی چلانی چاہئے۔

بکتر بند قسم کی مصنوعات میں کور زیادہ تر موڑ کو چھپاتا ہے، اسے افقی یا ساہل سے رکھا جاتا ہے۔ٹورائیڈل ٹرانسفارمر ڈیزائن میں مقناطیسی کور پر دو آزاد وائنڈنگز رکھنا شامل ہے جس کے درمیان کوئی برقی رابطہ نہیں ہے۔

مقناطیسی نظام

یونٹ کے مقناطیسی میدان کو پیدا کرنے کے لیے جیومیٹرک شکل کے تحفظ کے ساتھ اللوائے ٹرانسفارمر اسٹیل، فیرائٹ، پرمالائے سے بنا ہے۔ کنڈکٹر پلیٹوں، ٹیپوں، ہارس شوز سے بنایا جاتا ہے اور اسے پریس پر بنایا جاتا ہے۔ وہ حصہ جس پر سمیٹ رکھا جاتا ہے اسے یوک کہتے ہیں۔ جوا وہ عنصر ہے جو کنڈلی کے بغیر ہوتا ہے، جو سرکٹ کو بند کرنے کا کام انجام دیتا ہے۔

ٹرانسفارمر کے آپریشن کا اصول سٹرٹس کی اسکیم پر منحصر ہے، جو یہ ہیں:

• فلیٹ - جوئے اور کور کے محور ایک ہی جہاز میں ہیں؛
• مقامی - طول بلد عناصر کو مختلف سطحوں میں ترتیب دیا گیا ہے۔
• سڈول - ایک ہی شکل، سائز اور تعمیر کے کنڈکٹرز کو تمام جوئے میں دوسروں کی طرح ترتیب دیا گیا ہے۔
• غیر متناسب - انفرادی اسٹینڈز ظاہری شکل، طول و عرض میں مختلف ہوتے ہیں اور مختلف پوزیشنوں پر رکھے جاتے ہیں۔

اگر یہ فرض کیا جائے کہ وائنڈنگ کے ذریعے براہ راست کرنٹ بہتا ہے، جسے پرائمری کہا جاتا ہے، تو مقناطیسی تار کو کھلا کر دیا جاتا ہے۔ دوسرے معاملات میں، کور بند ہے، یہ بجلی کی لائنوں کو بند کرنے کا کام کرتا ہے۔

ونڈنگز

موڑ کے ایک سیٹ کی شکل میں بنایا گیا، ایک مربع کراس سیکشن والے موصل پر ترتیب دیا گیا۔ شکل کو موثر آپریشن اور مقناطیسی کور کی کھڑکی میں فل فیکٹر کو بڑھانے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے۔ اگر کور کے کراس سیکشن کو بڑھانا ضروری ہو تو، اسے دو متوازی عناصر کی شکل میں بنایا جاتا ہے تاکہ ایڈی کرنٹ کی موجودگی کو کم کیا جا سکے۔ ایسے ہر موصل کو کور کہا جاتا ہے۔

کور کاغذ میں لپیٹا جاتا ہے اور تامچینی وارنش کے ساتھ لیپت ہوتا ہے۔ بعض اوقات متوازی طور پر ترتیب دیئے گئے دو کور ایک عام موصلیت میں بند ہوتے ہیں، ایک سیٹ جسے کیبل کہتے ہیں۔ ونڈنگز کو ان کے مقصد کے مطابق مختلف کیا جاتا ہے:

• اہم - وہ متبادل کرنٹ کے ساتھ فراہم کیے جاتے ہیں، تبدیل شدہ برقی کرنٹ باہر آتا ہے؛
• ریگولیٹنگ - انہیں کم ایمپریج پر وولٹیج کو تبدیل کرنے کے لیے نلکے فراہم کیے جاتے ہیں۔
• معاون - وہ اپنے نیٹ ورک کو ٹرانسفارمر کے برائے نام اشارے سے کم بجلی فراہم کرتے ہیں اور براہ راست کرنٹ کے ساتھ سرکٹ کو سب میگنیٹائز کرتے ہیں۔

لپیٹنے کے طریقے:

• قطار سمیٹنا - موڑ محور کی سمت میں کنڈکٹر کی پوری لمبائی کے ساتھ بنائے جاتے ہیں، اس کے بعد کے موڑ بغیر کسی وقفے کے مضبوطی سے زخمی ہوتے ہیں۔
• ہیلیکل وائنڈنگ - انگوٹھیوں کے درمیان خلا کے ساتھ یا ملحقہ عناصر کو نظرانداز کرنے کے ساتھ ملٹی لیئر وائنڈنگ؛
• ڈسک وائنڈنگ - سرپل قطار ترتیب وار انجام دی جاتی ہے، ایک دائرے میں سمیٹ کو اندرونی اور بیرونی سمت میں ریڈیل ترتیب میں بنایا جاتا ہے۔
• فوائل سرپل ایلومینیم اور تانبے کی چوڑی چادر سے بنی ہے، جس کی موٹائی 0.1-2 ملی میٹر سے مختلف ہوتی ہے۔

علامتیں

ٹرانسفارمر ڈایاگرام کو پڑھنا آسان بنانے کے لیے، خاص نشانیاں ہیں۔ کور ایک موٹی لکیر کے ساتھ کھینچا جاتا ہے، نمبر 1 بنیادی وائنڈنگ کو ظاہر کرتا ہے، ثانوی موڑ نمبر 2 اور 3 سے ظاہر ہوتے ہیں۔

کچھ سرکٹس میں، کور لائن موٹائی میں کنڈلیوں کے نصف دائروں کی ڈرائنگ کی طرح ہوتی ہے۔ بنیادی مواد کا عہدہ مختلف ہے:

• فیرائٹ مقناطیسی کور ایک موٹی لکیر کے ساتھ کھینچا جاتا ہے۔
• مقناطیسی خلا کے ساتھ سٹیل کور درمیان میں وقفے کے ساتھ ایک پتلی لکیر کے ساتھ کھینچا جاتا ہے۔
• مقناطیسی ڈائی الیکٹرک سے بنے محور کو ایک پتلی نقطے والی لکیر سے نشان زد کیا گیا ہے۔
• تانبے کی چھڑی کو مینڈیلیف کی میز کے مطابق مادی اشارے کے ساتھ ایک تنگ لکیر کے طور پر کھینچا جاتا ہے۔

کوائل آؤٹ پٹ کو نمایاں کرنے کے لیے بولڈ ڈاٹ استعمال کیے جاتے ہیں، فوری انڈکشن عہدہ ایک جیسا ہے۔ کاؤنٹر فیز کو دکھانے کے لیے کاسکیڈ جنریٹرز میں انٹرمیڈیٹ اکائیوں کو ظاہر کرنے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے۔ اگر آپ جمع کرتے وقت قطبیت اور وائنڈنگز کی سمت سیٹ کرنا چاہتے ہیں تو نقطوں کو لگائیں۔ پرائمری وائنڈنگ میں موڑ کی تعداد کی وضاحت روایتی طور پر کی جاتی ہے، جس طرح آدھے دائروں کی تعداد کو معمول پر نہیں لایا جاتا، تناسب ہے، لیکن اس کا سختی سے مشاہدہ نہیں کیا جاتا ہے۔

اہم خصوصیات

آئیڈل موڈ اس وقت استعمال ہوتا ہے جب ٹرانسفارمر کا سیکنڈری کھلا ہوتا ہے، اس میں کوئی وولٹیج نہیں ہوتا ہے۔ کرنٹ پرائمری وائنڈنگ سے گزرتا ہے، اور ری ایکٹو میگنیٹائزیشن ہوتا ہے۔ بیکار آپریشن کا استعمال کارکردگی، تبدیلی کے تناسب اور بنیادی نقصانات کا تعین کرنے کے لیے کیا جاتا ہے۔

لوڈ آپریشن میں پاور سپلائی کو پرائمری سرکٹ سے جوڑنا شامل ہے، جہاں آپریشن کا کل کرنٹ اور بغیر لوڈ کرنٹ بہتا ہے۔ لوڈ ٹرانسفارمر کے سیکنڈری سے جڑا ہوا ہے۔ یہ موڈ عام ہے۔

شارٹ سرکٹ کا مرحلہ اس وقت ہوتا ہے اگر ثانوی کنڈلی کی مزاحمت واحد بوجھ ہو۔ اس موڈ میں سرکٹ میں کنڈلی کے حرارتی نقصانات کا تعین کیا جاتا ہے۔ ٹرانسفارمرز کے پیرامیٹرز کو ریزسٹنس سیٹنگ کے ذریعے ڈیوائس متبادل نظام میں مدنظر رکھا جاتا ہے۔

ان پٹ اور آؤٹ پٹ پاور کا تناسب ٹرانسفارمر کی کارکردگی کا تعین کرتا ہے۔

ایپلی کیشنز

گھریلو آلات کا غیر جانبدار کنڈکٹر کے ذریعے زمینی رابطہ ہوتا ہے۔ ایک ہی وقت میں فیز اور نیوٹرل سرکٹس دونوں کو چھونے والے صارفین لوپ فالٹ کا سبب بنیں گے اور اس کے نتیجے میں ذاتی چوٹ آئے گی۔ الگ تھلگ ٹرانسفارمر کے ذریعے وائرنگ لوگوں کو محفوظ رکھتی ہے کیونکہ سیکنڈری وائنڈنگ کا زمین سے کوئی رابطہ نہیں ہوتا ہے۔

مستطیل جھٹکے منتقل کرنے اور بوجھ کے نیچے مختصر سگنلز کو تبدیل کرتے وقت پلسڈ یونٹ استعمال کیے جاتے ہیں۔ آؤٹ پٹ کرنٹ کی قطبیت اور طول و عرض کو تبدیل کرتا ہے، لیکن وولٹیج میں کوئی تبدیلی نہیں ہوتی۔

ڈی سی ماپنے کا سامان ایک مقناطیسی یمپلیفائر ہے۔ متبادل وولٹیج کو تبدیل کرنے میں چھوٹے پاور الیکٹرانوں کی دشاتمک حرکت سے مدد ملتی ہے۔ ایک ریکٹیفائر مستقل توانائی فراہم کرتا ہے اور ان پٹ بجلی کی قدروں پر منحصر ہے۔

پاور یونٹس بڑے پیمانے پر چھوٹے کرنٹ جنریٹروں میں استعمال ہوتے ہیں، پاور، ڈیزل میں کارکردگی کی درمیانی قدر ہوتی ہے۔ ٹرانسفارمرز کو لوڈ کے ساتھ سیریز میں نصب کیا جاتا ہے، ڈیوائس کو پرائمری وائنڈنگ کے ذریعے سورس سے منسلک کیا جاتا ہے، سیکنڈری سرکٹ تبدیل شدہ توانائی کو آؤٹ پٹ کرتا ہے۔ آؤٹ پٹ کی موجودہ قیمت براہ راست بوجھ کے متناسب ہے۔اگر جنریٹر تھری فیز کرنٹ ہو تو 3 مقناطیسی سلاخوں والا سامان استعمال کیا جاتا ہے۔

الٹنے والی اکائیوں میں ایک ہی چالکتا کے ٹرانجسٹر ہوتے ہیں اور آؤٹ پٹ پر سگنل کے صرف ایک حصے کو بڑھاتے ہیں۔ مکمل وولٹیج کی تبدیلی کے لیے، دونوں ٹرانجسٹروں پر پلس لگائی جاتی ہے۔

مماثل سازوسامان کا استعمال الیکٹرانک آلات سے منسلک ہونے کے لیے کیا جاتا ہے جس میں ہائی مائبادی ان پٹ اور کم برقی کرنٹ کے بہاؤ کے ساتھ آؤٹ پٹ بوجھ ہوتے ہیں۔ یونٹس اعلی تعدد لائنوں میں مفید ہیں، جہاں اقدار میں فرق توانائی کے نقصان کا باعث بنتا ہے۔

ٹرانسفارمرز کی اقسام

پرائمری اور سیکنڈری سرکٹ میں کرنٹ کی درجہ بندی ٹرانسفارمرز کی درجہ بندی کا تعین کرتی ہے۔ عام اقسام میں، انڈیکس 1-5 A کی حد میں ہوتا ہے۔

الگ کرنے والا یونٹ دونوں سرپلوں کے کنکشن کے لیے فراہم نہیں کرتا ہے۔ یہ سامان galvanic تنہائی فراہم کرتا ہے، یعنی نبض کی ترسیل غیر رابطہ انداز میں۔ اس کے بغیر، سرکٹس کے درمیان بہنے والا کرنٹ صرف مزاحمت سے محدود ہوتا ہے، جو اس کی چھوٹی قدر کی وجہ سے نہیں لیا جاتا۔

مماثل ٹرانسفارمر آؤٹ پٹ پر نبض کی شکل کے بگاڑ کو کم کرنے کے لیے مختلف مزاحمتی اقدار کا ملاپ فراہم کرتا ہے۔ یہ galvanic تنہائی کو منظم کرنے کا کام کرتا ہے۔

یہ جاننے سے پہلے کہ پاور ڈائریکشن ٹرانسفارمرز کیا ہیں، یہ نوٹ کیا جاتا ہے کہ وہ ہائی پاور نیٹ ورکس کے ساتھ کام کرنے کے لیے تیار کیے جاتے ہیں۔ متبادل موجودہ آلات تنصیبات وصول کرنے میں توانائی کی قدروں کو تبدیل کرتے ہیں اور ایسی جگہوں پر کام کرتے ہیں جہاں بجلی کی تبدیلی کی بڑی صلاحیت اور شرح ہوتی ہے۔

روٹری ٹرانسفارمر کو گھومنے والے آلات کے ساتھ الجھن میں نہیں ڈالنا چاہئے، گردش کے زاویہ کو سرکٹ وولٹیج میں تبدیل کرنے کے لئے ایک مشین، جہاں کارکردگی کا انحصار گردش کی رفتار پر ہوتا ہے۔ یہ آلہ مشینری کے حرکت پذیر حصوں، جیسے کہ VCR کے سر پر برقی تحریک پہنچاتا ہے۔ دوہری کور جس میں الگ الگ وائنڈنگ ہوتی ہے، جن میں سے ایک دوسرے کے گرد گھومتا ہے۔

تیل سے بھرا یونٹ خصوصی ٹرانسفارمر آئل کے ساتھ کوائل کولنگ کا استعمال کرتا ہے۔ ان کے پاس بند قسم کا مقناطیسی سرکٹ ہے۔ ہوا سے چلنے والی اقسام کے برعکس، وہ ہائی پاور نیٹ ورکس کے ساتھ تعامل کر سکتے ہیں۔

ویلڈنگ ٹرانسفارمرز آلات کے آپریشن کو بہتر بنانے، وولٹیج کو کم کرنے اور ہائی فریکوئنسی کرنٹ بنانے کے لیے۔ یہ انڈکٹو مائبادا یا بغیر بوجھ کی خصوصیات میں تبدیلیوں کی وجہ سے ہے۔ سٹیپ ریگولیشن کنڈکٹرز پر برقی سمیٹ کے لے آؤٹ کے ذریعے انجام دیا جاتا ہے۔

متعلقہ مضامین: