This site is not complete. The work to converting the volumes of സര്‍വ്വവിജ്ഞാനകോശം is on progress. Please bear with us
Please contact webmastersiep@yahoo.com for any queries regarding this website.
Reading Problems? see Enabling Malayalam
ട്രാന്‍സ് ഫോര്‍മര്‍
സര്‍വ്വവിജ്ഞാനകോശം സംരംഭത്തില്‍ നിന്ന്
ട്രാന്‍സ് ഫോര്‍മര്‍
Transformer
ഒരു വൈദ്യുത പരിപഥത്തില്‍ നിന്ന് മറ്റൊന്നിലേക്ക് വിദ്യുത് കാന്തിക പ്രേരണ വഴി (electromagnetic induction) ഊര്‍ജം പകര്‍ന്നു നല്‍കുവാനുള്ള ഉപകരണം. വൈദ്യുത രീതിയില്‍ പരസ്പരം നേരിട്ടു ബന്ധമില്ലാത്ത രണ്ട് വയര്‍ ചുരുളുകള്‍ അടുത്തടുത്ത് വച്ച് നിര്‍മിക്കുന്നതാണ് ഏറ്റവും സരളമായ ട്രാന്‍സ്ഫോര്‍മര്‍. കനം കുറഞ്ഞ ഇരുമ്പു തകിടുകള്‍ക്ക് പുറത്തായി വൈദ്യുത കമ്പി (wire) ചുറ്റി തയ്യാറാക്കുന്ന ട്രാന്‍സ്ഫോര്‍മറെ ഇരുമ്പു കോര്‍ ട്രാന്‍സ്ഫോര്‍മറെന്നും മറിച്ച് പ്ലാസ്റ്റിക്, പോലുള്ള ഏതെങ്കിലും രോധക വസ്തുവിനു (insulator) ചുറ്റും കമ്പി ചുറ്റി ഇരുമ്പു ഘടകങ്ങള്‍ ഒന്നുമില്ലാതെ തയ്യാറാക്കുന്നവയെ എയര്‍ കോര്‍ ട്രാന്‍സ്ഫോര്‍മറെന്നും വിളിക്കുന്നു.
സ്രോതസ്സില്‍ നിന്നുള്ള നിവേശ വോള്‍ട്ടതയുമായി ബന്ധപ്പെടുന്ന ചുരുളിനെ ഒന്നാം ചുരുളെന്നും (primary coil) നിര്‍ഗമ ലഭിക്കുന്ന ചുരുളിനെ രാണ്ടാം ചുരുള്‍ (secondary coil) എന്നും പറയുന്നു. ഒന്നാം ചുരുളിലൂടെയുള്ള ധാരാ പ്രവാഹം ചുരുളിലും അതിനു ചുറ്റിലുമായി ഒരു കാന്തിക മണ്ഡലം സൃഷ്ടിക്കുന്നു. ഈ കാന്തിക മണ്ഡലത്തിന്റെ ഒരു ഭാഗം രാണ്ടാം ചുരുളിനു ചുറ്റുമായി അനുഭവപ്പെടുന്ന തരത്തിലാണ് രാണ്ടാം ചുരുള്‍ സ്ഥിതി ചെയ്യുന്നതെങ്കില്‍ പ്രസ്തുത ചുരുളിനുള്ളില്‍ ഒരു വൈദ്യുത വോള്‍ട്ടത പ്രേരിപ്പിക്കപ്പെടുന്നു. പക്ഷേ, ഈ പ്രേരിത വോള്‍ട്ടത നിലനിര്‍ത്തണമെങ്കില്‍ ഒന്നാം ചുരുളിലെ കാന്തിക മണ്ഡലത്തിനു തുടര്‍ച്ചയായി വ്യതിയാനം സംഭവിച്ചു കൊണ്ടിരിക്കണം. തന്മൂലം ഒന്നാം ചുരുളില്‍ നേര്‍ വോള്‍ട്ടത (dc voltage) ഉപയോഗിക്കാനാവില്ല; അതല്ല നേര്‍ വോള്‍ട്ടതാ സ്രോതസ്സു മാത്രമേ ലഭിക്കുന്നുള്ളൂ എങ്കില്‍ ഏതെങ്കിലും രീതിയില്‍ നിവേശ വോള്‍ട്ടതയില്‍ വ്യതിയാനം സൃഷ്ടിക്കാനാവണം. ഉദാഹരണമായി ഒന്നാം ചുരുളിലെ വോള്‍ട്ടത ഇടയ്ക്കിടെ ഓണ്‍/ ഓഫ് ആക്കുന്ന രീതിയില്‍ ഒരു സംവിധാനം സൃഷ്ടിച്ചാല്‍ ഒന്നാം ചുരുളിലെ കാന്തിക മണ്ഡലത്തിന്റെ മൂല്യം പൂജ്യം തൊട്ട് അതിന്റെ പരമാധിക മൂല്യം വരെ ഉയര്‍ന്ന് തിരിച്ച് പൂജ്യത്തിലേക്ക് താഴ്ന്ന് ചാക്രികമായി വീണ്ടും വീണ്ടും വ്യത്യാസപ്പെട്ടുകൊണ്ടിരിക്കും. ഇത് നിര്‍ഗമ ചുരുളില്‍ വോള്‍ട്ടത പ്രേരിപ്പിക്കപ്പെടാന്‍ കാരണമായിത്തീരുന്നു. ട്രാന്‍സ്ഫോര്‍മര്‍ എയര്‍ - കോര്‍ ഇനമാണെങ്കില്‍ അതിന്റെ ഒന്നാം ചുരുളിനു ചുറ്റുമായി വായുവില്‍ അഥവാ അന്തരീക്ഷത്തിലാവും കാന്തിക മണ്ഡലം പ്രേരിപ്പിക്കപ്പെടുക. ഇതില്‍ എത്രമാത്രം കാന്തിക മണ്ഡലം രണ്ടു ചുരുളുകള്‍ക്കു ചുറ്റിലുമായി അനുഭവപ്പെട്ടു എന്നതിനെ ആശ്രയിച്ച് എയര്‍ കോര്‍ ട്രാന്‍സ്ഫോര്‍മറിന്റെ ദക്ഷതയില്‍ വ്യത്യാസം വരുന്നു. ഇരുമ്പു കോര്‍ട്രാന്‍സ്ഫോര്‍മറില്‍ നിവേശത്തിലെ ചുരുളുകള്‍ സൃഷ്ടിക്കുന്ന കാന്തികമണ്ഡലം ഏതാണ്ട് പരിപൂര്‍ണമായി ഇരുമ്പു കോറിലൂടെത്തന്നെ കടന്നുപോകുന്നതിനാല്‍ ഇവയ്ക്ക് 97% - 99.9% ദക്ഷത നല്‍കാനാകും.
ഇരുമ്പു കോര്‍ ട്രാന്‍സ്ഫോര്‍മര്‍ പ്രവര്‍ത്തനത്തില്‍ പാലിക്കപ്പെടുന്ന രണ്ട് സമവാക്യങ്ങളാണ് ചുവടെ ചേര്‍ക്കുന്നത്.
(1) നിവേശ വോള്‍ട്ടത × നിവേശ ധാരാ = നിര്‍ഗമ വോള്‍ട്ടത ×നിര്‍ഗമ ധാര
(2) നിവേശ ചുരുളിലെ വലയങ്ങളുടെ എണ്ണം × നിവേശ ധാര = നിര്‍ഗമത്തിലെ ചുരുളിലെ വലയങ്ങളുടെ എണ്ണം × നിര്‍ഗമ ധാര
ട്രാന്‍സ്ഫോര്‍മറിലെ വയര്‍ ചുരുളുകളിലെ ഊര്‍ജ നഷ്ടം നിസ്സാരമായിവരുന്ന രീതിയില്‍ ട്രാന്‍സ്ഫോര്‍മര്‍ രൂപകല്പന ചെയ്താല്‍ ഒന്നാം ചുരുളില്‍ നല്‍കുന്ന വോള്‍ട്ടതയും രാണ്ടാം ചുരുളില്‍ പ്രേരിപ്പിക്കപ്പെടുന്ന വോള്‍ട്ടതയും തമ്മിലുള്ള അനുപാതം ചുരുളുകളിലെ വലയങ്ങളുടെ എണ്ണം തമ്മിലുള്ള അനുപാതത്തിനു തുല്യമായിരിക്കും. ഈ അനുപാതമാണ് ടേണ്‍സ് അനുപാതം (turns ratio). ഇതിനു നേര്‍ വിപരീത (വ്യുല്‍പ്പാത) അനുപാതത്തിലായിരിക്കും ഒന്നാം ചുരുളിലേയും രാണ്ടാം ചുരുളിലേയും ധാരകള്‍ തമ്മിലുള്ള അനുപാതം. ഒന്നും രണ്ടും ചുരുളുകളിലെ വലയങ്ങളുടെ വര്‍ഗങ്ങളുടെ അനുപാതത്തിലായിരിക്കും അവയുടെ കര്‍ണരോധം (impedance). ഉദാഹരണമായി യഥാക്രമം 5,10 വലയങ്ങളാണ് ഒരു ട്രാന്‍സ്ഫോര്‍മറിന്റെ ഒന്നും രണ്ടും ചുരുളുകളിലുള്ളതെങ്കില്‍ പ്രസ്തുത ട്രാന്‍സ്ഫോര്‍മറില്‍ 5 വോള്‍ട്ട് 2 ആംപിയെര്‍ ഉള്ള ഒരു പ്രത്യാവര്‍ത്തി ധാര നിവേശമായി നല്‍കിയാല്‍ നിര്‍ഗമത്തില്‍ 10 വോള്‍ട്ടും ഒരു ആംപിയറുമുള്ള പ്രത്യാവര്‍ത്തി ധാരയാവും ലഭിക്കുക; നിവേശ കര്‍ണരോധത്തിന്റെ നാലു മടങ്ങായിരിക്കും (25:100) നിര്‍ഗമ കര്‍ണരോധത്തിന്റെ അളവായി കണക്കാക്കപ്പെടുന്നത്.
ടേണ്‍സ് അനുപാതത്തിനു ആശ്രയിച്ച് ട്രാന്‍സ്ഫോര്‍മറുകളെ സ്റ്റെപ്പ് അപ്പ്, സ്റ്റെപ്പ് ഡൗണ്‍ എന്നിങ്ങനെ വര്‍ഗീകരിക്കാം. ഇവയില്‍ രണ്ടാം ചുരുളുകളുടെ എണ്ണം ഒന്നാം ചുരുളിനെ അപേക്ഷിച്ച് യഥാക്രമം കൂടിയും കുറഞ്ഞും ആയതിനാല്‍ രാണ്ടാം ചുരുളില്‍ പ്രേരിപ്പിക്കപ്പെടുന്ന നിര്‍ഗമ വോള്‍ട്ടത, നിവേശ വോള്‍ട്ടതയെ അപേക്ഷിച്ച് യഥാക്രമം ഉയര്‍ന്നും താഴ്ന്നും ഇരിക്കുന്നു.
നിവേശ ചുരുളിലെ വോള്‍ട്ടതയുടേയും ധാരയുടേയും ഗുണന ഫലമെടുത്ത് അതിന്റെ അടിസ്ഥാനത്തില്‍ വോള്‍ട്ട് - ആംപിയെര്‍ നിരക്കിലാണ് ട്രാന്‍സ്ഫോര്‍മെറുകളുടെ ശേഷിയെ വിലയിരുത്തുന്നത്. ശേഷി കൂടുന്ന മുറയ്ക്ക് കിലോ വോള്‍ട്ട് - ആംപിയെര്‍ (ആയിരം വോള്‍ട്ട്- ആംപിയെര്‍; KVA), മെഗാവോള്‍ട്ട്- ആംപിയെര്‍ (ദശലക്ഷം വോള്‍ട്ട് -ആംപിയെര്‍, MVA) എന്നിങ്ങനെ ഉയര്‍ന്ന ഗുണിതങ്ങളും ഉപയോഗിക്കുന്നു.
ട്രാന്‍സ്ഫോര്‍മര്‍ പ്രവര്‍ത്തിക്കുന്ന വേളയില്‍ കോറിലെ കാന്തിക മണ്ഡലത്തിന് വ്യതിയാനം സംഭവിക്കുന്നതു മൂലം കോര്‍ ചൂടാകുന്നു. കോര്‍ അധികമായി ചൂടാകാതിരിക്കാനായി ഇരുമ്പ് - കോര്‍ ട്രാന്‍സ്ഫോര്‍മറുകളെ താഴ്ന്ന (50-60 Hz) ആവ്യത്തികളില്‍ മാത്രമേ പ്രവര്‍ത്തിപ്പിക്കാറുള്ളൂ. മാത്രമല്ല ഖര ഇരുമ്പിനെ അപേക്ഷിച്ച് കുറഞ്ഞ നിരക്കിലേ ഇരുമ്പു പാളികള്‍ ചൂടാകാറുള്ളൂ എന്നതിനാല്‍ ലാമിനേറ്റു ചെയ്ത ഇരുമ്പു പാളികള്‍ തമ്മില്‍ ചേര്‍ത്തടുക്കിയാണ് ഇരുമ്പു - കോര്‍ ട്രാന്‍സ്ഫോര്‍മറിലെ കോര്‍ നിര്‍മിച്ചിരിക്കുന്നത്. റേഡിയൊ ആവ്യത്തികളില്‍ താപനം വളരെ ഉയര്‍ന്നതാകയാല്‍ റേഡിയൊ ആവ്യത്തിയില്‍ പ്രവര്‍ത്തിക്കുന്ന ട്രാന്‍സ്ഫോര്‍മറുകള്‍ എപ്പോഴും വായു - കോര്‍ ഇനം തന്നെയായിരിക്കും.
മറ്റ് ഇനങ്ങള്‍. നിര്‍ഗമത്തില്‍ ഒന്നില്‍ കൂടുതല്‍ ചുരുളുകളുള്ള രീതിയിലും നിര്‍ഗമത്തിലേയും നിവേശത്തിലേയും ചുരുളുകള്‍ തമ്മില്‍ പരസ്പരം ബന്ധപ്പെടുന്ന രീതിയിലും (ഓട്ടോ ട്രാന്‍സ്ഫോര്‍മര്‍) ട്രാന്‍സ്ഫോമറുകള്‍ രൂപപ്പെടുത്താനാകും. ഇരുമ്പു കോറിന്റെ അരേഖിയ കാന്തിക സ്വഭാവവിശേഷങ്ങള്‍ പ്രയോജനപ്പെടുത്തിക്കൊണ്ട് പ്രവര്‍ത്തിപ്പിക്കാവുന്ന തരത്തില്‍ തയ്യാറാക്കപ്പെട്ട ട്രാന്‍സ്ഫോര്‍മറാണ് സാച്വറബിള്‍ റിയാക്റ്റര്‍. ഊര്‍ജം പകര്‍ന്നു നല്‍കുന്നതോടൊപ്പം രണ്ടു പരിപഥങ്ങളെ തമ്മില്‍ ബന്ധ വിമുക്തമാക്കാന്‍ ഉപയോഗിക്കുന്നവയാണ് ഐസൊലേഷന്‍ ട്രാന്‍സ്ഫോര്‍മര്‍.
ഉപയോഗങ്ങള്‍. ഏത് ആവശ്യത്തിനുപയോഗിക്കുന്നു എന്നതിന്റെ അടിസ്ഥാനത്തിലാണ് ട്രാന്‍സ്ഫോര്‍മറുകളെ തരം തിരിക്കുന്നത്. പരിപഥത്തിലെ വോള്‍ട്ടത, ധാര എന്നിവയെ വര്‍ധിപ്പിക്കാനോ, കുറയ്ക്കാനോ ഉള്ളവയാണ് യഥാക്രമം സ്റ്റെപ്പ് അപ്പ്, സ്റ്റെപ്പ് ഡൗണ്‍ ട്രാന്‍സ്ഫോര്‍മറുകള്‍. നിശ്ചിത ആവൃത്തിയില്‍ വൈദ്യുതി വിതരണം ചെയ്യാന്‍ സഹായിക്കുന്നവയാണ് പവര്‍ ട്രാന്‍സ്ഫോര്‍മറുകള്‍. വൈദ്യുത വിതരണ ശ്യംഖലകളില്‍ സ്റ്റെപ്പ് അപ്പ്, സ്റ്റെപ്പ് ഡൗണ്‍ രീതിയിലാണ് ഇവയെ ഉപയോഗിക്കുന്നത്. വൈദ്യുതി ഉത്പാദന കേന്ദ്രത്തില്‍ നിന്ന് ലക്ഷ്യ സ്ഥാനത്തേക്ക് വളരെ ഉയര്‍ന്ന വോള്‍ട്ടതയില്‍ വൈദ്യുതി പ്രേഷണം നടത്തുന്നത് മൂലം പ്രേഷണ സമയത്തുളവാകുന്ന വൈദ്യുതി നഷ്ടം (പ്രസരണ നഷ്ടം) ഒരളവുവരെ കുറയ്ക്കാനാകുന്നു.മാത്രമല്ല പ്രേഷണ സംവിധാനത്തില്‍ കനം കുറഞ്ഞ കേബിള്‍, ട്രാന്‍സ്മിഷന്‍ ലൈന്‍ എന്നിവ ഉപയോഗിക്കുവാനും ഈ രീതി സഹായിക്കുന്നു.
കര്‍ണരോധങ്ങളെ തുല്യമാക്കുക, ഒന്നില്‍ കൂടുതല്‍ പ്രവര്‍ധകങ്ങളെ തമ്മില്‍ ബന്ധപ്പെടുത്തുക, കുറഞ്ഞ വോള്‍ട്ടതയിലുള്ള നേര്‍ ധാരാ പള്‍സുകളെ വളരെ ഉയര്‍ന്ന വോള്‍ട്ടതയിലുള്ള പ്രത്യാവര്‍ത്തി ധാര ആക്കി മാറ്റുക, നിശ്ചിത ആവൃത്തിയിലുള്ള സിഗ്നലുകള്‍ മാത്രം പ്രേഷണം ചെയ്യുക മുതലായവയ്ക്കായിട്ടും ട്രാന്‍സ്ഫോര്‍മറുകള്‍ പ്രയോജനപ്പെടാറുണ്ട്.
സിഗ്നല്‍ പ്രോസസിങ്ങിനുള്ളവയാണ് ഓഡിയൊ-വിഡിയൊ (ബ്രോഡ്- ഫ്രീക്വന്‍സി ബാന്‍ഡ്) ട്രാന്‍സ്ഫോര്‍മര്‍. സങ്കീര്‍ണമായ സിഗ്നലുകള്‍ പ്രേഷണം ചെയ്യാന്‍ പ്രയോജനപ്പെടുത്തുന്ന ഇത്തരം ട്രാന്‍സ്ഫോര്‍മറുകളില്‍ പ്രധാനപ്പെട്ടവയാണ് ഒരു പരിപഥത്തില്‍ നിന്ന് മറ്റൊന്നിലേക്ക് ഇടുങ്ങിയ ആവൃത്തി ബാന്‍ഡിലുള്ള സിഗ്നല്‍ പ്രേഷണത്തിനുപയോഗിക്കുന്ന ആര്‍-എഫ് (radio frequency), ഐ-എഫ് ( intermediate frequency) ട്രാന്‍സ്ഫോര്‍മറുകള്‍.
