Concepts About Electric Power & Energy

বিষয়:বেসিক ইলেকট্রিসিটি

Part- 5

বৈদ্যুতিক পাওয়ার এবং এনার্জি সম্পর্কে ধারণা (concepts about Electric Power & Energy)ঃ

বৈদ্যুতিক ক্ষমতা বা পাওয়ারের সংজ্ঞা (Definition of Electrical Power)ঃ

পাওয়ার বা ক্ষমতা নির্দিষ্ট করে, কত দ্রুত এক শক্তি (Energy) আরেক শক্তিতে রূপান্তরিত হয়। যেহেতু কোন কাজ করার সামর্থই হল শক্তি, সেহেতু আমরা বলতে পারি যে, কত দ্রুত কাজটি সমাধা হল সেটাই ক্ষমতা বা পাওয়ার ।

যে-কোন সময়ে একটি যন্ত্র কর্তৃক ব্যয়িত বৈদ্যুতিক শক্তির মোট পরিমাণই হল বৈদ্যুতিক কাজ। যখনই ভোল্টেজ, কারেন্টকে প্রবাহিত হতে বাধ্য করে, তখন এক স্থান হতে অন্য স্থানে ইলেক্ট্রন প্রবাহিত হওয়াতে কাজ সমাধা হয় ।

( বৈদ্যুতিক শক্তি ব্যবহারের হারকে বৈদ্যুতিক ক্ষমতা বা পাওয়ার বলে। এর প্রতীক P ।)

যদি কোন সার্কিটে Q একক চার্জ V ভোস্ট বৈদ্যুতিক চাপে t সেকেন্ড সময়ে প্রবাহিত হয়, তবে কাজের পরিমাণ হয় W = VQ

সুতরাং প্রতি সেকেন্ডে কাজের পরিমাণ,

P = (W÷t) =(VQ÷t) আর্গ/ সেকেন্ড

অর্থাৎ P = VI ওয়াট [ Q÷t = I ]

যান্ত্রিকভাবে (Mechanically) :

কাজ = বল x দূরত্ব

ক্ষমতা অর্থাৎ

কাজের হার = বল x দূরত্ব অতিক্রমের হার

বৈদ্যুতিকভাবে (Electrically)ঃ

পাওয়ার = বল x কারেন্ট প্রবাহের হার

              = ভোল্ট x অ্যামপিয়ার

              = V X I

        * P = V x I watts

( অর্থাৎ সাকিটের ভোল্টেজ এবং কারেন্টের গুণফলই পাওয়ার। )

P = V^২ ÷ R এবং P = I^2 R

উপরোক্ত পাওয়ার -এর সূত্র মতে,

                  (i) P = V x I

ওহমের সূত্র হতে আমরা জানি,

                     I = V÷R

এই মান পাওয়ারের সূত্রে: বসিয়ে আমরা পাই,

                 (ii) P = V x (V÷R)

                      P = V^2 ÷ R ওয়াট

          আবার, V = I R

এখান হতে আমরা পাই,

                   (ii) P = I R X I

                         P = I^2 R ওয়াট

বৈদ্যুতিক শক্তি বা এনার্জির সংজ্ঞা (Definition Electrical Energy)ঃ

যে-কোন সার্কিটের কাজ করার অর্থ হল শক্তি উৎপাদন অথবা ব্যবহারের সামর্থ্য। সুতরাং আমরা বলতে পারি যে, ( কাজ করা সামর্থ্যই শক্তি বা এনার্জি। )

শক্তির সাথে সময় জড়িত ।

কাজেই, এভাবেও এনার্জি সংজ্ঞায়িত করা যায় যে,

( বৈদ্যুতিক ক্ষমতা বা পাওয়ার কোন সার্কিটে যত সময় কাজ করে, সে সময়ের সাথে বৈদ্যুতিক ক্ষমতা বা পাওয়ারের গুনফলকে বৈদ্যুতিক শক্তি বা এনার্জি বলা হয়।)

 সুতরাং এনার্জি = পাওয়ার x সময়

                         = P x t

                         = VI t ওয়াট-সেকেন্ড বা জুল।

ইলেকট্রিক্যাল পাওয়ার এবং এনার্জির একক (The unit of electrical power and energy)ঃ

পাওয়ারের একক (The unit of Power) ঃ বৈদ্যুতিক পাওয়ারের এস. আই. একক হল ওয়াট ( W )স্কটিশ বিজ্ঞানী জেমস্ ওয়াটের (১৭৩৬-১৮১৯) নামানুসারে।

এক ভোল্ট বিভব পার্থক্যের কারণে যদি এক সেকেন্ড সময়ে এক কুলাম চার্জ প্রবাহিত হয়, তবে এটা এক ওয়াটের সমান।

ওয়াটের বৃহত্তর এককসমূহ হল কিলোওয়াট (KW) এবং মেগাওয়াট (MW)।

1kW = 1000 (W) ওয়াট

1 MW = 10^6 ওয়াট বা 103 কিলোওয়াট।

যান্ত্রিক পাওয়ারের একক হল হর্স-পাওয়ার (H. P.) বা অশ্ব-শক্তি।

1 H. P.  = 550 ft-lb/scc.

              = 33,000 ft-lb/minute

আবার 1 H. P. = 746 watts

এনার্জির একক (The unit of Energy) ঃ

বৈদ্যুতিক শক্তির ব্যবহারিক বা এস. আই. একক হল ওয়াট-সেকেন্ড।

এটা অত্যন্ত ক্ষুদ্র একক বিধায় বৃহত্তর একক ব্যবহার করা হয়, যথা ঃ

ওয়াট-আওয়ার বা ওয়াট-ঘন্টা(Wh)

আরো বৃহত্তর একক হল,

কিলোওয়াট-আওয়ার বা কিলোওয়াট-ঘন্টা (kWh)

এক কিলোওয়াট-আওয়ার = এক ইউনিট।

রেজিস্টিভ ডিভাইস কর্তৃক বৈদ্যুতিক এনার্জি গ্রহণ ঃ

অনেক ক্ষেত্রে বৈদ্যুতিক পাওয়ার অপচয় কাঙ্ক্ষিত , কারণ অনেক বৈদ্যুতিক যন্ত্রের হিটিং এলিমেন্ট বা উপাদান কাজ করার জন্যে তাপ সৃষ্টি করে । উদাহরণস্বরূপ বলা যায়, বৈদ্যুতিক বাতি, বৈদ্যুতিক হিটার, টোস্টার, ইন্ত্রী, কেতলি, ইত্যাদি ।

যেমনঃ 600w-এর একটি টোস্টার প্রয়োজনীয় তাপ সৃষ্টির জন্যে 600w পাওয়ার অপচয় করে এবং এই অপচয় পাউরুটি সেকার কাজ করে ।

অনুরূপভাবে, 100w-এর বাল্বের ফিলামেন্টে এই পাওয়ার অপচয় হয়ে তাপের সৃষ্টি করে, ফলে ফিলামেন্ট হতে আলো বিছুরিত হয় ।

হিটারের হিটিং এলিমেন্টে পাওয়ার অপচয় হয়ে তাপ উৎপন্ন করে। এই তাপ কক্ষকে উত্তপ্ত এবং রান্নার কাজ করে ।

বৈদ্যতিক পাওয়ার এবং এনার্জির মধ্যে সম্পর্ক (The relation between electrical power and energy) ঃ

বৈদ্যুতিক পাওয়ার এবং এনার্জির মধ্যে সম্পর্ক পূর্বোক্ত সংজ্ঞা দুটি হতেই জানা যায় ।

বৈদ্যুতিক পাওয়ার হল কোন সার্কিটে একক সময়ে ব্যয়িত বিদ্যুৎ আর বৈদ্যুতিক এনার্জি হল নির্দিষ্ট সময়ে বা মোট সময়ে ব্যয়িত বিদ্যুৎ।

অন্যভাবে বলা যায়,

পাওয়ার P = V x I ওয়াট

আর,এনার্জি  = V x I x t

                     = P x t ওয়াট-ঘণ্টা

বৈদ্যুতিক পাওয়ার এবং এনার্জি পরিমাপক যন্ত্রের নাম (The name of instruments to measuring electrical power and energy)ঃ

ব্যৈতিক পাওয়ার (Electrical Power)ঃ বৈদ্যুতিক পাওয়ার পরিমাপের জন্যে যে যন্ত্র ব্যবহার করা হয়, এর নাম ওয়াটমিটার ।

বৈদ্যুতিক এনার্জি (Electrical Energy)ঃ বৈদ্যুতিক এনার্জি পরিমাপের জন্যে যে যন্ত্র ব্যবহার করা হয়, এর নাম এনার্জি মিটার।

ওয়াটমিটার এবং এনার্জি মিটারের সংযোগ চিত্র (The connection diagrams a wattmeter and energmeter)ঃ

ক্টমিটার কয়েল

ওয়াটমিটার (wattmeter)ঃ ওয়াটমিটারে দুটি কয়েল থাকে। একটি কয়েলের নাম কারেন্ট-(c.c.) যা সার্কিটের সাথে সিরিজে সংযোগ করা হয়, এবং অপরটির নাম প্রেসার-কয়েল বা ভোল্টেজ-কয়েল (P. C.) যা সার্কিটের সাথে প্যারালেলে সংযোগ করা হয়।

এনার্জি মিটার (Energy meter)ঃ এনার্জি মিটার দুধরনের হয়, একটি কিলোওয়াট-আওয়ার মিটার এবং অন্যটি অ্যামপিয়ার -আওয়ার মিটার । ইনডাকশন-টাইপ কিলোওয়াট আওয়ার মিটারকে হাউস সার্ভিস মিটারও বলে । ওয়াটমিটারের মত এ ধরনের এনার্জি মিটারে দু'টি কয়েল থাকে-একটি কারেন্ট কয়েল (C.C.) যা সার্কিটের সাথে সিরিজে সংযোগ করা হয়, এবং অন্যটি প্রেসার কয়েল (P.C.)যা সার্কিটের সাথে প্যারালেলে সংযোগ করা হয়।