অবিচ্ছিন্ন কারেন্ট প্রবাহ সহ লাইভ পার্টস গরম করা

আসুন বৈদ্যুতিক সরঞ্জাম গরম এবং শীতল করার প্রাথমিক শর্তগুলি দেখি, একটি সমজাতীয় কন্ডাকটরের উদাহরণ ব্যবহার করে যা সব দিকে সমানভাবে ঠান্ডা হয়।

যদি পরিবাহী তাপমাত্রায় একটি পরিবাহীর মধ্য দিয়ে একটি কারেন্ট প্রবাহিত হয়, তাহলে পরিবাহীর তাপমাত্রা ধীরে ধীরে বাড়তে থাকে, যেহেতু বিদ্যুৎ প্রবাহের সময় সমস্ত শক্তির ক্ষতি তাপে রূপান্তরিত হয়।

কারেন্ট দ্বারা উত্তপ্ত হলে কন্ডাক্টরের তাপমাত্রা বৃদ্ধির হার উত্পন্ন তাপের পরিমাণ এবং এর অপসারণের তীব্রতার পাশাপাশি কন্ডাকটরের তাপ শোষণ ক্ষমতার মধ্যে অনুপাতের উপর নির্ভর করে।

dt সময়ের জন্য পরিবাহীতে উৎপন্ন তাপের পরিমাণ হবে:

যেখানে আমি কন্ডাক্টরের মধ্য দিয়ে যাওয়া কারেন্টের rms মান, এবং; Ra হল পর্যায়ক্রমিক কারেন্ট, ওহমে পরিবাহীর সক্রিয় প্রতিরোধ; P — ক্ষতি শক্তি, তাপে রূপান্তরিত, wm.এই তাপের কিছু তারকে উত্তপ্ত করতে এবং তার তাপমাত্রা বাড়াতে যায় এবং অবশিষ্ট তাপ তাপ স্থানান্তরের কারণে তারের পৃষ্ঠ থেকে সরে যায়।

তারের গরম করার জন্য যে শক্তি ব্যয় হয় তার সমান

যেখানে G হল বর্তমান-বহনকারী তারের ওজন, কেজি; c হল পরিবাহী উপাদানের নির্দিষ্ট তাপ ক্ষমতা, em • sec/kg • grad; Θ — অতিরিক্ত উত্তাপ — পরিবেশের সাপেক্ষে পরিবাহীর তাপমাত্রা অতিক্রম করে:

v এবং vo — পরিবাহী এবং পরিবেষ্টিত তাপমাত্রা, °С।

তাপ স্থানান্তরের কারণে কন্ডাক্টরের পৃষ্ঠ থেকে dt সময়ের জন্য সরানো শক্তি পরিবাহী তাপমাত্রার উপরে পরিবাহীর তাপমাত্রা বৃদ্ধির সমানুপাতিক:

যেখানে K হল তাপ স্থানান্তরের মোট সহগ, সমস্ত ধরণের তাপ স্থানান্তর বিবেচনা করে, Vm / cm2 ° C; F — পরিবাহীর শীতল পৃষ্ঠ, cm2,

একটি ক্ষণস্থায়ী তাপ প্রক্রিয়ার সময়ের জন্য তাপ ভারসাম্য সমীকরণ নিম্নলিখিত আকারে লেখা যেতে পারে:

বা

বা

স্বাভাবিক অবস্থার জন্য, যখন পরিবাহীর তাপমাত্রা ছোট সীমার মধ্যে পরিবর্তিত হয়, তখন ধরে নেওয়া যেতে পারে যে R, c, K ধ্রুবক মান। উপরন্তু, এটি বিবেচনা করা উচিত যে কারেন্ট চালু হওয়ার আগে, কন্ডাক্টরটি পরিবেষ্টিত তাপমাত্রায় ছিল, যেমন পরিবেষ্টিত তাপমাত্রার উপরে পরিবাহীর প্রাথমিক তাপমাত্রা বৃদ্ধি শূন্য।

পরিবাহী গরম করার এই ডিফারেনশিয়াল সমীকরণের সমাধান হবে

যেখানে A প্রাথমিক অবস্থার উপর নির্ভর করে একীকরণের একটি ধ্রুবক।

t = 0 Θ = 0 এ, অর্থাৎ প্রাথমিক মুহুর্তে উত্তপ্ত তারের পরিবেষ্টিত তাপমাত্রা থাকে।

তারপর t = 0 এ আমরা পাই

ইন্টিগ্রেশন ধ্রুবক A-এর মান প্রতিস্থাপন করলে আমরা পাই

এটি এই সমীকরণ থেকে অনুসরণ করে যে একটি কারেন্ট-বহনকারী পরিবাহীর উত্তাপ একটি সূচকীয় বক্ররেখা বরাবর ঘটে (চিত্র 1)। আপনি দেখতে পাচ্ছেন, সময়ের পরিবর্তনের সাথে, তারের তাপমাত্রা বৃদ্ধির গতি কমে যায় এবং তাপমাত্রা একটি স্থির মান পৌঁছে যায়।

এই সমীকরণটি তড়িৎ প্রবাহের শুরু থেকে যে কোনো সময়ে পরিবাহীর তাপমাত্রা দেয়।

স্থির-স্থিতি সুপারহিট মান পাওয়া যেতে পারে যদি সময় t = ∞ গরম করার সমীকরণে নেওয়া হয়

যেখানে vu হল পরিবাহীর পৃষ্ঠের স্থির তাপমাত্রা; Θу — পরিবাহী তাপমাত্রার উপরে পরিবাহীর তাপমাত্রা বৃদ্ধির ভারসাম্য মান।

ভাত। 1. বৈদ্যুতিক সরঞ্জাম গরম এবং শীতল করার বক্ররেখা: একটি - দীর্ঘায়িত গরম করার সাথে একটি সমজাতীয় পরিবাহীর তাপমাত্রার পরিবর্তন; b - শীতল করার সময় তাপমাত্রার পরিবর্তন

এই সমীকরণের উপর ভিত্তি করে, আমরা এটি লিখতে পারি

অতএব, এটি দেখা যায় যে যখন একটি স্থির অবস্থায় পৌঁছে যায়, তখন পরিবাহীতে নির্গত সমস্ত তাপ পার্শ্ববর্তী স্থানে স্থানান্তরিত হবে।

এটিকে মৌলিক গরম করার সমীকরণে ঢোকানো এবং T = Gc/KF দ্বারা চিহ্নিত করা, আমরা একই সমীকরণটি আরও সহজ আকারে পাই:

T = Gc/KF মানটিকে গরম করার সময় ধ্রুবক বলা হয় এবং এটি শরীরের তাপ-শোষণ ক্ষমতার সাথে তাপ-স্থানান্তর ক্ষমতার অনুপাত। এটি তারের বা শরীরের আকার, পৃষ্ঠ এবং বৈশিষ্ট্যের উপর নির্ভর করে এবং সময় এবং তাপমাত্রার থেকে স্বাধীন।

একটি প্রদত্ত কন্ডাকটর বা যন্ত্রপাতির জন্য, এই মানটি গরম করার একটি স্থির মোডে পৌঁছানোর সময়কে চিহ্নিত করে এবং হিটিং ডায়াগ্রামে সময় পরিমাপের স্কেল হিসাবে নেওয়া হয়।

যদিও এটি গরম করার সমীকরণ থেকে অনুসরণ করে যে স্থির অবস্থা একটি অনির্দিষ্ট দীর্ঘ সময়ের পরে ঘটে, বাস্তবে স্থিতিশীল অবস্থায় পৌঁছানোর সময়টি (3-4) • T এর সমান নেওয়া হয়, যেহেতু এই ক্ষেত্রে উত্তাপের তাপমাত্রা 98% অতিক্রম করে চূড়ান্ত এর মান Θy।

সাধারণ বর্তমান-বহনকারী কাঠামোর জন্য গরম করার সময় ধ্রুবক সহজেই গণনা করা যেতে পারে, এবং যন্ত্রপাতি এবং মেশিনগুলির জন্য তা তাপ পরীক্ষা এবং পরবর্তী গ্রাফিকাল নির্মাণ দ্বারা নির্ধারিত হয়। উত্তাপের সময় ধ্রুবককে গরম করার বক্ররেখায় প্লট করা উপ-ট্যাঞ্জেন্ট OT হিসাবে সংজ্ঞায়িত করা হয় এবং বক্ররেখার স্পর্শক OT নিজেই (উৎপত্তি থেকে) তাপ স্থানান্তরের অনুপস্থিতিতে পরিবাহীর তাপমাত্রা বৃদ্ধিকে চিহ্নিত করে।

উচ্চ বর্তমান ঘনত্ব এবং তীব্র গরমে, উত্তাপের ধ্রুবক উন্নত অভিব্যক্তি ব্যবহার করে গণনা করা হয়:

যদি আমরা ধরে নিই যে কন্ডাক্টরকে গরম করার প্রক্রিয়াটি আশেপাশের স্থানে তাপ স্থানান্তর ছাড়াই সঞ্চালিত হয়, তাহলে গরম করার সমীকরণের নিম্নলিখিত ফর্ম থাকবে:

এবং সুপারহিট তাপমাত্রা সময়ের অনুপাতে রৈখিকভাবে বৃদ্ধি পাবে:

যদি শেষ সমীকরণে t = T প্রতিস্থাপিত হয়, তাহলে দেখা যাবে যে উত্তাপের সময় ধ্রুবক T = Gc / KF এর সমান সময়ের জন্য, কন্ডাকটরটি প্রতিষ্ঠিত তাপমাত্রায় উত্তপ্ত হয় Θу = I2Ra / KF, যদি তাপ স্থানান্তর হয় এই সময়ের মধ্যে ঘটবে না।

বৈদ্যুতিক সরঞ্জামগুলির জন্য গরম করার ধ্রুবক বাসের জন্য কয়েক মিনিট থেকে ট্রান্সফরমার এবং উচ্চ শক্তি জেনারেটরের জন্য কয়েক ঘন্টা পর্যন্ত পরিবর্তিত হয়।

সারণী 1 কিছু সাধারণ টায়ারের আকারের জন্য গরম করার সময় ধ্রুবক দেখায়।

কারেন্ট বন্ধ হয়ে গেলে, তারে শক্তির সরবরাহ বন্ধ হয়ে যায়, অর্থাৎ Pdt = 0, অতএব, কারেন্ট বন্ধ করার মুহূর্ত থেকে শুরু করে, তারটি শীতল হবে।

এই ক্ষেত্রে মৌলিক গরম করার সমীকরণ নিম্নরূপ:

টেবিল 1. তামা এবং অ্যালুমিনিয়াম বাসবার গরম করার সময় ধ্রুবক

টায়ার বিভাগ, মিমি *

গরম করার ধ্রুবক, মিন

মধুর জন্য

অ্যালুমিনিয়ামের জন্য

25×3

7,3

5,8

50×6

14,0

11,0

100×10

20,0

15,8

যদি একটি পরিবাহী বা সরঞ্জামের শীতল একটি নির্দিষ্ট সুপারহিট তাপমাত্রা Θy দিয়ে শুরু হয়, তবে এই সমীকরণের সমাধানটি নিম্নলিখিত আকারে সময়ের সাথে তাপমাত্রার পরিবর্তন দেবে:

যেমন ডুমুর থেকে দেখা যায়। 1b, শীতল বক্ররেখা একই গরম করার বক্রতা কিন্তু নিম্নগামী উত্তল (অ্যাবসিসা অক্ষের দিকে)।

গরম করার সময় ধ্রুবকটি শীতল বক্ররেখা থেকেও নির্ধারণ করা যেতে পারে সেই বক্ররেখার প্রতিটি বিন্দুর সাথে সম্পর্কিত উপ-ট্যাঞ্জেন্টের মান হিসাবে।

একটি নির্দিষ্ট পরিমাণে বৈদ্যুতিক প্রবাহ সহ একটি সমজাতীয় কন্ডাকটরকে গরম করার জন্য উপরোক্ত বিবেচিত শর্তগুলি গরম করার প্রক্রিয়াগুলির কোর্সের সাধারণ মূল্যায়নের জন্য বিভিন্ন বৈদ্যুতিক সরঞ্জামগুলিতে প্রয়োগ করা হয়। ডিভাইস, বাস এবং বাসবারগুলির বর্তমান-বহনকারী তারগুলির পাশাপাশি অন্যান্য অনুরূপ অংশগুলির জন্য, প্রাপ্ত সিদ্ধান্তগুলি আমাদের প্রয়োজনীয় ব্যবহারিক গণনা করার অনুমতি দেয়।