ইলেক্ট্রোস্ট্যাটিক জেনারেটর - ডিভাইস, অপারেশন এবং প্রয়োগের নীতি
বৈদ্যুতিক আধান — ঘটনাটি যখন সমান মাত্রার দুটি বিপরীত চার্জ বাতিল হয়। বিপরীত বৈদ্যুতিক চার্জে প্রবলভাবে চার্জ করা দুটি দেহ যদি একে অপরের থেকে কাছাকাছি দূরত্বে থাকে, তবে তাদের মধ্যে একটি স্পার্ক লাফিয়ে পড়ে এবং একটি ছোট পপিং শব্দ শোনা যায়।
একটি বৈদ্যুতিকভাবে চার্জযুক্ত শরীরের অন্যটির উপর ক্রিয়া করার বল, যার চার্জ একটি ইউনিট হিসাবে নেওয়া হয়, তাকে পটেনশিয়াল বলে। সম্ভাব্য পার্থক্য হল ভোল্টেজ।
পেতে প্রথম উপায় বৈদ্যুতিক চার্জ এবং ইলেক্ট্রোস্ট্যাটিক ক্ষেত্রগুলি বিভিন্ন পদার্থের ঘর্ষণ নিয়ে গঠিত (পশম, উল, সিল্ক, চামড়া এবং কাচের বিরুদ্ধে অন্যান্য উপকরণ, রজন, রাবার ইত্যাদি)। একই সময়ে, ভোল্টেজ এবং চার্জ অত্যন্ত ছোট ছিল। যান্ত্রিক স্থানান্তর দ্বারা আবেশ এবং চার্জ জমা করা ফলে ভোল্টেজগুলিতে সামান্য বৃদ্ধি সম্ভব করে।
পরবর্তীকালে, উচ্চ ভোল্টেজ পাওয়ার জন্য, ইলেক্ট্রোস্ট্যাটিক নির্দেশিকা (ইন্ডাকশন) এর নীতির উপর ভিত্তি করে ঘূর্ণায়মান ডিস্কগুলির সাথে ক্রমাগত অপারেটিং মেশিনগুলি তৈরি করা হয়েছিল।যাইহোক, এই মেশিনগুলি উচ্চ শক্তি প্রাপ্ত করা সম্ভব করেনি এবং প্রধানত শিক্ষা প্রতিষ্ঠানের পদার্থবিদ্যা অফিসে ডিভাইস হিসাবে অ্যাপ্লিকেশন পাওয়া গেছে।
দেহের বিদ্যুতায়ন এবং ইলেক্ট্রোস্ট্যাটিক আনয়ন
বৈদ্যুতিক চার্জের বডিতে বার্তা বলা হয় বিদ্যুতায়ন… নিবন্ধে বর্ণিত দেহের বিদ্যুতায়ন এবং চার্জের মিথস্ক্রিয়া ইতিবাচক এবং নেতিবাচক আয়ন গঠনের প্রক্রিয়াটি দেহের বিদ্যুতায়নের প্রক্রিয়া সম্পর্কে ধারণা দেয়: এটি এক দেহ থেকে অন্য দেহে ইলেকট্রন স্থানান্তর নিয়ে গঠিত।
এইভাবে শরীরের বৈদ্যুতিক চার্জ শরীরের অতিরিক্ত বা ঘাটতি দ্বারা নির্ধারিত হয়। ইলেকট্রন… বিভিন্ন উপায়ে একটি শরীরকে বিদ্যুতায়ন করা সম্ভব, যার মধ্যে ঘর্ষণ, যোগাযোগ, দিকনির্দেশ, চার্জের স্থানান্তর প্রযুক্তিগত।
বিপরীত প্রক্রিয়া - শরীরের নিরপেক্ষ অবস্থা পুনরুদ্ধার (নিরপেক্ষকরণ) - এটিকে একটি অনুপস্থিত সংখ্যক ইলেকট্রন প্রদান করা বা এটি থেকে তাদের অতিরিক্ত অপসারণ করা।
ঘর্ষণ দ্বারা বিদ্যুতায়নের সময়, যদি বাইরে থেকে যোগাযোগকারী সংস্থাগুলির মধ্যে কোনও অতিরিক্ত চার্জের সাথে যোগাযোগ না করা হয়, তবে উভয় সংস্থাই বিভিন্ন চিহ্নের একই পরিমাণ বিদ্যুৎ দ্বারা চার্জ করা হয়। যখন সংস্থাগুলি সংযুক্ত থাকে, তখন তাদের চার্জ সম্পূর্ণরূপে নিরপেক্ষ হয়।
এইভাবে, চার্জ তৈরি বা ধ্বংস করা হয় না, তবে শুধুমাত্র একটি দেহ থেকে অন্য দেহে স্থানান্তরিত হয়। এটি আমাদেরকে বৈদ্যুতিক চার্জ সংরক্ষণের আইনের অস্তিত্ব সম্পর্কে নিশ্চিত করে, উদাহরণস্বরূপ শক্তি সংরক্ষণের আইন.
স্থিতিশীল বিদুৎ - বিশ্রামে বৈদ্যুতিক চার্জ। দুটি নন-কন্ডাক্টর বা একটি নন-কন্ডাক্টর এবং ধাতুর মধ্যে ঘর্ষণের ফলে ঘটে (যেমন মোটর ড্রাইভ বেল্ট), তবে অগত্যা শক্ত দেহ নয়।
নির্দিষ্ট তরল বা গ্যাসের ঘর্ষণ থেকেও স্থির বিদ্যুৎ উৎপন্ন হতে পারে। খুব শুষ্ক ত্বকের মানুষদের বৈদ্যুতিক চার্জ জমা হয়। নড়াচড়ার সময় (ত্বকের উপর ফাইবার ঘষা), ফ্যাব্রিকে একটি উল্লেখযোগ্য স্থির বৈদ্যুতিক চার্জ ঘটে, ফ্যাব্রিক শরীরের সাথে লেগে থাকে এবং চলাচলে বাধা দেয়।
দাহ্য এবং বিস্ফোরক পরিবেশে স্ট্যাটিক ইলেক্ট্রিসিটি বিপজ্জনক হয়ে ওঠে যেখানে একটি স্পার্ক পুরো ভরকে জ্বালাতে পারে। এই ক্ষেত্রে, অবিলম্বে কিছু ধাতব যন্ত্রের মাধ্যমে স্থির চার্জকে মাটিতে বা বাতাসে ছেড়ে দেওয়া প্রয়োজন যার পরিবাহিতা আর্দ্রতা বা বিকিরণ দ্বারা বাড়ানো যেতে পারে।
ইলেক্ট্রোস্ট্যাটিক আনয়ন — তারের কাছাকাছি অবস্থিত অন্যান্য চার্জের প্রভাবে তারে বৈদ্যুতিক চার্জের উপস্থিতি (দূরত্বে বডি ইলেকট্রিফিকেশন)।
বাহ্যিক চার্জের ক্রিয়ায়, কন্ডাকটরের নিকটতম প্রান্তে একটি চার্জ প্ররোচিত হয় (উত্থিত হয়), যার চিহ্নটি বাইরে থেকে কাজ করা চার্জের চিহ্নের বিপরীতে এবং কন্ডাকটরের দূরের প্রান্তে, একটি একই চিহ্নের চার্জ। এই ক্ষেত্রে, উভয় ইন্ডাকটিভ চার্জ সমান মাত্রায়, অর্থাৎ, আবেশ তারের উপর শুধুমাত্র চার্জের বিভাজন ঘটায়, কিন্তু তারের মোট চার্জ পরিবর্তন করে না (যেহেতু প্রবর্তিত চার্জের যোগফল শূন্য)।
প্ররোচিত চার্জের মাত্রা এবং তাদের অবস্থান এই শর্ত দ্বারা নির্ধারিত হয় যে কন্ডাকটরের ভিতরে কোন ইলেক্ট্রোস্ট্যাটিক ক্ষেত্র থাকা উচিত নয়। অতএব, প্ররোচিত চার্জগুলি এমনভাবে স্থাপন করা হয় যে তারা যে বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র তৈরি করে তা কেবল তারের ভিতরের ক্ষেত্রটিকে ধ্বংস করে যা আবেশী চার্জ দ্বারা তৈরি হয়।
ইলেক্ট্রোস্ট্যাটিক ইন্ডাকশনের উদাহরণ: চার্জবিহীন ইলেক্ট্রোস্কোপে ইলেক্ট্রোস্কোপ ধনাত্মক এবং ঋণাত্মক উভয়ই সমান পরিমাণে থাকে এবং তাই ইলেক্ট্রোস্কোপ বিদ্যুতায়িত হয় না।
যদি ধনাত্মক চার্জযুক্ত একটি কাচের রড তার কাছে আসে, তবে মুক্ত ইলেকট্রনগুলি একই সাথে এতে আকৃষ্ট হবে এবং ইলেক্ট্রোস্কোপের ধনাত্মক চার্জ একই সাথে বিকর্ষণ করবে।
নেতিবাচক চার্জটি কাচের রডের কাছাকাছি ঘনীভূত হয়, এটির সাথে সংযুক্ত থাকে, যখন ধনাত্মক চার্জটি বিতাড়িত হয় এবং তাই ইলেক্ট্রোস্কোপের পিছনের দিকে অবস্থিত - এটি বিনামূল্যে।
ইলেক্ট্রোস্কোপ এখন বিদ্যুতায়িত। যাইহোক, এই রাষ্ট্র দীর্ঘস্থায়ী হয় না. কাচের রডটি অপসারণ করা মূল্যবান, যেহেতু চার্জের ইতিবাচক এবং নেতিবাচক মধ্যে পৃথকীকরণ লঙ্ঘন করা হয়, ইলেক্ট্রোস্কোপের নিরপেক্ষ অবস্থা পুনরুদ্ধার করা হয় এবং এর পাতাগুলি তাদের আসল অবস্থানে ফিরে আসে।
ইলেক্ট্রোস্কোপ — এমন একটি যন্ত্র যার সাহায্যে কোন চার্জে শরীরকে বিদ্যুতায়িত করা হয়েছে তা নির্ধারণ করা সম্ভব। এটির উপরের প্রান্তে একটি বল বা প্লেট সহ একটি ধাতব রড এবং নীচে দুটি মুক্ত-ঝুলন্ত ধাতব শীট থাকে। ইলেক্ট্রোস্কোপের অপারেশন নীতির উপর ভিত্তি করে: একই নামের দেহগুলি একে অপরকে বিকর্ষণ করে (দেখুন — ইলেক্ট্রোস্কোপের অপারেশন নীতি).
ইলেক্ট্রোস্ট্যাটিক আনয়ন এর অন্যতম কারণ প্রকৃতিতে বাজ, — বায়ুমণ্ডলীয় স্ট্যাটিক বিদ্যুতের সবচেয়ে শক্তিশালী এবং বিপজ্জনক প্রকাশ।
বজ্র এটি মেঘের পৃথক অংশ, স্বতন্ত্র মেঘ, মেঘ এবং পৃথিবী, পৃথিবী থেকে মেঘের মধ্যে বায়ুমণ্ডলীয় বিদ্যুতের স্রাব। অন্য কথায়, বজ্রপাতকে স্বল্প সময়ের বৈদ্যুতিক প্রবাহ হিসাবে সংজ্ঞায়িত করা যেতে পারে, একটি বৈদ্যুতিক স্পার্ক যা বৈদ্যুতিক সম্ভাবনাকে সমান করে।
35 বজ্রঝড় এবং বজ্রপাত সম্পর্কে প্রায়শই জিজ্ঞাসিত প্রশ্নাবলী
ভ্যান ডি গ্রাফ ইলেক্ট্রোস্ট্যাটিক জেনারেটর
বৈজ্ঞানিক এবং প্রযুক্তিগত উদ্দেশ্যে (উদাহরণস্বরূপ, পারমাণবিক পদার্থবিদ্যা, রেডিওবায়োলজি, এক্স-রে থেরাপি, উপাদান পরীক্ষা, ত্রুটি সনাক্তকরণ ইত্যাদি) কয়েক মিলিয়ন ভোল্টের ভোল্টেজ তৈরি করতে পারে এমন ডিভাইসগুলির প্রয়োজন।
এই জাতীয় ডিভাইসগুলি উচ্চ সরাসরি ভোল্টেজ সহ প্রযুক্তিগতভাবে উন্নত ইলেক্ট্রোস্ট্যাটিক জেনারেটর। তাদের মধ্যে সবচেয়ে বিখ্যাত ভ্যান ডি গ্রাফ জেনারেটর, 1829 সালে একজন আমেরিকান পদার্থবিদ দ্বারা তৈরি রবার্ট ভ্যান ডি গ্রাফ (1901 - 1967).
ভ্যান ডি গ্রাফ জেনারেটর (1933) 7 মেগাভোল্টের ভোল্টেজ সহ
জেনারেটর হল একটি ধাতব ফাঁপা বল যা অন্তরক উপাদানের লম্বা ফাঁপা কলামে লাগানো হয়। বলের মাত্রা এবং কলামের উচ্চতা জেনারেটরের প্রয়োজনীয় ভোল্টেজের সীমা দ্বারা নির্ধারিত হয় (উদাহরণস্বরূপ, 5 এমভি ভোল্টেজ সহ একটি জেনারেটরের জন্য, বলের ব্যাস 5 মিটারে পৌঁছায়)। অন্তরক উপাদানের একটি অন্তহীন বেল্ট (সিল্ক, রাবার) কলামের ভিতরে চলে যায়, যা গোলকটিতে চার্জ স্থানান্তর করার জন্য পরিবাহক হিসাবে কাজ করে।
আপনি উপরে যাওয়ার সাথে সাথে, স্ট্রিপটি উৎসের একটি মেরুতে সংযুক্ত ব্রাশের পরে ডিভাইসের নীচে চলে যায় সরাসরি বর্তমান প্রায় 10,000 V এর ভোল্টেজ (একটি উপযুক্ত সংশোধনকারী এই উত্স হিসাবে কাজ করতে পারে)। তার প্রথম ইলেক্ট্রোস্ট্যাটিক জেনারেটর ডিজাইন করার সময়, ভ্যান ডি গ্রাফ ডিভাইসটি ব্যবহার করেছিলেন একটি ভ্যাকুয়াম টিউব দিয়ে.
ভ্যান ডি গ্রাফ ইলেক্ট্রোস্ট্যাটিক জেনারেটর ডিভাইস
এই ব্রাশের টিপস থেকে, চার্জগুলি বেল্টের উপরে প্রবাহিত হয়, যা সেগুলিকে বলের ভিতরে নিয়ে যায় এবং দ্বিতীয় ব্রাশের মাধ্যমে তারা বলের বাইরের পৃষ্ঠে চলে যায়।টেপের চার্জবিহীন অংশটিকে নীচে সরানোর প্রক্রিয়াটি উন্নত করতে, চার্জযুক্ত বল থেকে ব্রাশের সাহায্যে বিপরীত চিহ্নের চার্জগুলি স্থানান্তরিত হয়।
ইলেক্ট্রোস্ট্যাটিক আবেশের কারণে, ব্রাশের উপর একটি নেতিবাচক চার্জ প্রদর্শিত হয়, যা স্রাব দ্বারা বেল্টের নিচের অংশে বাহিত হয়। এই চার্জটি তারপর ব্রাশ এবং গ্রাউন্ডেড লোয়ার রোলারে স্থানান্তরিত হয়, যার মাধ্যমে এটি মাটিতে ছেড়ে দেওয়া হয়।
টেপটি চলতে থাকলে বলের ব্যাস এবং এটি থেকে অন্য ইলেক্ট্রোড বা মাটিতে দূরত্ব দ্বারা নির্ধারিত পূর্বনির্ধারিত থ্রেশহোল্ড মান পর্যন্ত না পৌঁছানো পর্যন্ত বলের চার্জ বাড়তে থাকে।
টেপটি চলতে থাকলে বলের ব্যাস এবং এটি থেকে অন্য ইলেক্ট্রোড বা মাটিতে দূরত্ব দ্বারা নির্ধারিত পূর্বনির্ধারিত থ্রেশহোল্ড মান পর্যন্ত না পৌঁছানো পর্যন্ত বলের চার্জ বাড়তে থাকে।
ভোল্টেজ বাড়ানোর জন্য, এই জাতীয় দুটি ডিভাইস ইনস্টল করা হয়েছে, যেখানে বলগুলি বিপরীত চিহ্নের চার্জ গ্রহণ করে। সুতরাং, উদাহরণস্বরূপ, 10 এমভি ভোল্টেজ পাওয়ার জন্য, দুটি জেনারেটর ব্যবহার করা হয়, যা মাটির সাপেক্ষে +5 এমভি এবং -5 এমভিতে চার্জ করা হয় এবং একে অপরের থেকে এমন দূরত্বে ইনস্টল করা হয় যে ভোল্টেজে ভাঙ্গনের সম্ভাবনা কম থাকে। দেওয়া থেকে বন্ধ করা হয়.
বর্তমানে, ইলেক্ট্রোস্ট্যাটিক জেনারেটরের বিভিন্ন মডেল রয়েছে, যার মধ্যে ভ্যান ডি গ্রাফ ডিজাইনের পুনরাবৃত্তি রয়েছে। এগুলি শারীরিক পরীক্ষার জন্য এবং বিনোদন এবং অ্যাকশন প্রদর্শনের জন্য একটি আকর্ষণ হিসাবে উভয়ই ব্যবহৃত হয়। স্থিতিশীল বিদুৎ.
এটা কৌতূহলোদ্দীপক: ট্রাইবোইলেক্ট্রিক ইফেক্ট ন্যানোজেনারেটর (TENG)