အင်ဒတ်တန်းစ်နှင့် ထရန်စဖော်မာများအကြောင်း ဆွေးနွေးသည့် ဥပမာမေးခွန်းများ
လျှပ်စစ်ဓာတ်အားတွင် အထူးသဖြင့် AC (alternating current) ဆားကစ်များနှင့် ဆက်စပ်၍ Inductance နှင့် Transformers များသည် အရေးကြီးသော သဘောတရားနှစ်ခုဖြစ်သည်။ ၎င်းတို့ မည်သို့အလုပ်လုပ်သည်ကို နားလည်ခြင်းသည် အီလက်ထရွန်းနစ် ဆားကစ်ဒီဇိုင်းမှသည် အိမ်သုံးနှင့် စက်မှုလုပ်ငန်းသုံး စက်ပစ္စည်းများတွင် အသုံးချမှုများအထိ လက်တွေ့အသုံးချမှုအမျိုးမျိုးတွင် အထောက်အကူဖြစ်စေမည်ဖြစ်သည်။ ဤဆောင်းပါးတွင် Inductance နှင့် Transformers နှင့် ဆက်စပ်သော ဥပမာပြဿနာများနှင့် ဖြေရှင်းနည်းများကို ဆွေးနွေးပါမည်။
လျှပ်ကူးမှုနိဒါန်း
အင်ဒတ်တန်းစ်ဆိုသည်မှာ ကွိုင်ကဲ့သို့သော လျှပ်စစ်အစိတ်အပိုင်းတစ်ခုသည် ၎င်းမှတစ်ဆင့် လျှပ်စီးကြောင်းပြောင်းလဲမှုတစ်ခု စီးဆင်းသောအခါ လှုံ့ဆော်ပေးသော EMF (လျှပ်စစ်မော်တီအား) ကို ထုတ်လုပ်နိုင်စွမ်းဖြစ်သည်။ အင်ဒတ်တန်းစ်ရှိသော အစိတ်အပိုင်းကို အင်ဒတ်တန်းစ်ဟုခေါ်သည်။ အင်ဒတ်တန်းစ်၏ ယူနစ်မှာ ဟင်နရီ (H) ဖြစ်သည်။
inductance နှင့် ဆက်စပ်သော အခြေခံဖော်မြူလာမှာ-
\[ V_L = L \frac{dI}{dt} \]
ဘယ်နေရာ:
– \( V_L \) သည် ရရှိလာသော လှုံ့ဆော်မှုဗို့အား (ဗို့) ဖြစ်သည်။
– \( L \) သည် induction (Henry) ဖြစ်သည်။
– \( \frac{dI}{dt} \) သည် အချိန်နှင့် နှိုင်းယှဉ်လျှင် လျှပ်စီးကြောင်း ပြောင်းလဲနှုန်း (တစ်စက္ကန့်လျှင် အမ်ပီယာ) ဖြစ်သည်။
ဥပမာမေးခွန်း ၁: လှုံ့ဆော်မှုဗို့အားတွက်ချက်ခြင်း
မေးခွန်း:
5 H inductor တစ်ခုကို စက္ကန့် ၂ စက္ကန့်အတွင်း 3 A မှ 6 A အထိ ပြောင်းလဲသော လျှပ်စီးကြောင်းဖြင့် ထောက်ပံ့ပေးပါသည်။ ရရှိလာသော induced voltage ကို တွက်ချက်ပါ။
ဖြေရှင်းချက်:
ပထမဦးစွာ၊ ကျွန်ုပ်တို့သည် လျှပ်စီးကြောင်းပြောင်းလဲမှုနှုန်း (\(\frac{dI}{dt}\)) ကို ဆုံးဖြတ်ရန် လိုအပ်သည်-
\[ I_1 = 3 \, \text{A}, \, I_2 = 6 \, \text{A}, \, \Delta t = 2 \, \text{စက္ကန့်} \]
\[ \frac{dI}{dt} = \frac{I_2 – I_1}{\Delta t} = \frac{6 – 3}{2} = 1.5 \, \text{A/စက္ကန့်} \]
ယခုကျွန်ုပ်တို့သိသောတန်ဖိုးများကို induced voltage ဖော်မြူလာထဲသို့အစားထိုးလိုက်ပါပြီ။
\[ V_L = L \frac{dI}{dt} = 5 \x1.5 = 7.5 \, \text{V} \]
ထို့ကြောင့် ရရှိလာသော induced voltage မှာ 7.5 V ဖြစ်သည်။
ထရန်စဖော်မာများ မိတ်ဆက်ခြင်း
ထရန်စဖော်မာဆိုသည်မှာ လျှပ်စစ်သံလိုက် চাহিদာ চাহিদာကို အဆင့်တစ်ခုမှ နောက်တစ်ဆင့်သို့ ပြောင်းလဲရန် အသုံးပြုသည့် လျှပ်စစ်ကိရိယာတစ်ခုဖြစ်သည်။ ထရန်စဖော်မာတွင် သံအူတိုင်ကို ပတ်၍ မူလကွိုင်နှင့် ဒုတိယကွိုင်ဟူ၍ ကွိုင်နှစ်ခု ပါဝင်သည်။
စံပြ transformer အတွက် အခြေခံပုံသေနည်းမှာ-
\[ \frac{V_p}{V_s} = \frac{N_p}{N_s} \]
ဘယ်နေရာ:
– \( V_p \) သည် primary coil ပေါ်ရှိ voltage ဖြစ်သည်
– \( V_s \) သည် ဒုတိယကွိုင်ပေါ်ရှိ ဗို့အားဖြစ်သည်
– \( N_p \) သည် primary coil တွင် လှည့်ပတ်သည့် အကြိမ်အရေအတွက်ဖြစ်သည်
– \( N_s \) သည် ဒုတိယကွိုင်ရှိ လှည့်ပတ်မှုအရေအတွက်ဖြစ်သည်
ဥပမာမေးခွန်း ၂: ဒုတိယဗို့အားတွက်ချက်ခြင်း
မေးခွန်း:
ထရန်စဖော်မာတွင် မူလကွိုင်တွင် ၅၀၀ လှည့်ပြီး ဒုတိယကွိုင်တွင် ၁၀၀ လှည့်ရှိသည်။ မူလကွိုင်သို့ ဝင်သောဗို့အားမှာ 230 V ဖြစ်ပါက ဒုတိယကွိုင်သို့ ထွက်သောဗို့အားမှာ မည်မျှဖြစ်မည်နည်း။
ဖြေရှင်းချက်:
စံပြ transformer ဖော်မြူလာကိုသုံးပါ:
\[ \frac{V_p}{V_s} = \frac{N_p}{N_s} \]
လူသိများသော parameters များမှာ-
– \(V_p = 230 \၊ \text{V} \)
– \( N_p = ၅၀၀ \)
– \( N_s = 100 \)
ကျွန်ုပ်တို့ \( V_s \ ) ကို ရှာရန် လိုအပ်သည်-
\[ \frac{230}{V_s} = \frac{500}{100} \]
ညာဘက်ရှိ အပိုင်းကိန်းကို ရိုးရှင်းအောင်လုပ်ခြင်း-
\[ \frac{230}{V_s} = 5 \]
ယခု \(V_s\) အတွက် ဖြေရှင်းပါ-
\[ V_s = \frac{230}{5} = 46 \၊ \text{V} \]
ထို့ကြောင့် secondary coil ၏ output voltage မှာ 46 V ဖြစ်သည်။
ဥပမာ ၃: ဒုတိယလှည့်အရေအတွက်ကို တွက်ချက်ခြင်း
မေးခွန်း:
ဗို့အားကို 240 V မှ 24 V သို့ လျှော့ချရန် step-down transformer ကိုအသုံးပြုသည်။ primary coil တွင် လည်ပတ်မှုအရေအတွက် 800 လည်ပတ်ပါက secondary coil တွင် လည်ပတ်မှုမည်မျှရှိသနည်း။
ဖြေရှင်းချက်:
စံပြ transformer ဖော်မြူလာကိုသုံးပါ:
\[ \frac{V_p}{V_s} = \frac{N_p}{N_s} \]
လူသိများသော parameters များမှာ-
– \(V_p = 240 \၊ \text{V} \)
– \( V_s = ၂၄ \, \text{V} \)
– \( N_p = ၅၀၀ \)
ကျွန်ုပ်တို့ \( N_s \ ) ကို ရှာရန် လိုအပ်သည်-
\[ \frac{၂၄၀}{၂၄} = \frac{၈၀၀}{N_s} \]
ဘယ်ဘက်ခြမ်းရှိ အပိုင်းကိန်းကို ရိုးရှင်းအောင်လုပ်ခြင်း-
\[ ၁၀ = \frac{ ၈၀၀}{N_s} \]
\(N_s\) အတွက် ဖြေရှင်းပါ-
\[ N_s = \frac{800}{10} = 80 \]
ထို့ကြောင့် secondary coil ရှိ လှည့်ပတ်မှုအရေအတွက်မှာ ၈၀ လှည့်ပတ်ဖြစ်သည်။
ဥပမာမေးခွန်း ၄: စံပြ Transformer တွင် ပါဝါတွက်ချက်ခြင်း
မေးခွန်း:
စံပြထရန်စဖော်မာတစ်ခုတွင် မူလကွိုင်တွင် အဝင်ဗို့အား 120 V၊ လျှပ်စီးကြောင်း 2 A နှင့် ဒုတိယကွိုင်တွင် အထွက်ဗို့အား 12 V ရှိသည်။ ဒုတိယကွိုင်တွင် စီးဆင်းနေသော လျှပ်စီးကြောင်းနှင့် ဒုတိယကွိုင်တွင် ထုတ်လုပ်သော ပါဝါကို တွက်ချက်ပါ။
ဖြေရှင်းချက်:
ပထမဦးစွာ၊ ကျွန်ုပ်တို့သည် primary coil (\(P_p\)) ရှိ ပါဝါကို တွက်ချက်ပါသည်-
\[ P_p = V_p \times I_p = 120 \, \text{V} \times 2 \, \text{A} = 240 \, \text{W} \]
စံပြ transformer တွင်၊ primary power သည် secondary power နှင့် ညီမျှသည်-
\[ P_s = P_p = 240 \, \text{W} \]
ယခု ကျွန်ုပ်တို့သည် ပါဝါကို အသုံးပြု၍ secondary coil (\(I_s\)) ရှိ လျှပ်စီးကြောင်းကို တွက်ချက်ပါသည်-
\[ P_s = V_s \I_s အမြှောက် \]
\[ ၂၄၀ = ၁၂ \xI_s \]
\(I_s\) အတွက် ဖြေရှင်းပါ-
\[ I_s = \frac{240}{12} = 20 \, \text{A} \]
ထို့ကြောင့် secondary coil တွင် စီးဆင်းနေသော လျှပ်စီးကြောင်းမှာ 20 A ဖြစ်ပြီး secondary coil တွင် ထုတ်လုပ်သော ပါဝါမှာ 240 W ဖြစ်သည်။
လေ့ကျင့်ခန်းများ
အထက်ဖော်ပြပါ ပြဿနာများကို ဖြေရှင်းခြင်း၏ ဥပမာအချို့ကို နားလည်ပြီးနောက်၊ inductance နှင့် transformers အကြောင်း သင်၏ နားလည်မှုကို နက်ရှိုင်းစေရန် လုပ်ဆောင်နိုင်သော လေ့ကျင့်ခန်းပြဿနာအချို့ကို ဤနေရာတွင် ဖော်ပြထားပါသည်။
၁။ 10 H inductor တစ်ခုကို စက္ကန့် ၃ စက္ကန့်အတွင်း 4 A မှ 10 A သို့ ပြောင်းလဲသော လျှပ်စီးကြောင်းဖြင့် ထောက်ပံ့ပေးသည်။ ရရှိလာသော induced voltage ကို တွက်ချက်ပါ။
၂။ step-up transformer တွင် primary coil တွင် 200 turns နှင့် secondary coil တွင် 1000 turns ရှိသည်။ input voltage သည် 120 V ဖြစ်ပါက secondary coil တွင် output voltage မည်မျှရှိသနည်း။
၃။ ထရန်စဖော်မာ၏ မူလကွိုင်တွင် လည်ပတ်မှုအကြိမ်ရေမှာ ၄၀၀ လည်ပတ်မှုဖြစ်ပြီး ဒုတိယကွိုင်တွင် လည်ပတ်မှုအကြိမ်ရေမှာ ၁၀၀ လည်ပတ်မှုဖြစ်သည်။ ဒုတိယကွိုင်တစ်လျှောက် ဗို့အားမှာ ၁၅ ဗို့ဖြစ်ပါက မူလကွိုင်တစ်လျှောက် ဗို့အားမှာ မည်မျှဖြစ်မည်နည်း။
၄။ စံပြထရန်စဖော်မာတစ်ခုတွင် မူလကွိုင်တွင် အဝင်ဗို့အား 240 V၊ လျှပ်စီးကြောင်း 3 A နှင့် ဒုတိယကွိုင်တွင် အထွက်ဗို့အား 60 V ရှိသည်။ ဒုတိယကွိုင်တွင် စီးဆင်းနေသော လျှပ်စီးကြောင်းနှင့် ဒုတိယကွိုင်တွင် ထုတ်လုပ်သော ပါဝါကို တွက်ချက်ပါ။
ဤလေ့ကျင့်ခန်းများကို ပြီးမြောက်အောင်လုပ်ဆောင်ခြင်းဖြင့် inductance နှင့် transformers များ မည်သို့အလုပ်လုပ်ပုံနှင့် ၎င်းတို့၏ လက်တွေ့အခြေအနေအမျိုးမျိုးတွင် အသုံးချပုံများကို ပိုမိုနက်ရှိုင်းစွာ နားလည်လာမည်ဖြစ်သည်။ ဤအသိပညာသည် ပညာရေးတွင်သာမက နေ့စဉ်ဘဝ၏ နည်းပညာဆိုင်ရာ ရှုထောင့်အမျိုးမျိုးနှင့် လျှပ်စစ်အင်ဂျင်နီယာဘာသာရပ်တွင် ပရော်ဖက်ရှင်နယ်အလုပ်များတွင်ပါ အရေးပါပါသည်။
