ප්‍රේරක: මූලික න්‍යාය, වර්ග සහ යෙදුම්
ප්‍රේරකයක් යනු චුම්භක ක්ෂේත්‍රයක ස්වරූපයෙන් ශක්තිය ගබඩා කරන නිෂ්ක්‍රීය ඉලෙක්ට්‍රොනික සංරචකයකි. මූලික වශයෙන්, ප්‍රේරකයක් යනු විද්‍යුත් ධාරාවක් ගලා යන වයර් දඟරයකි. විද්‍යුත් ධාරාවක් දඟරය හරහා ගමන් කරන විට, චුම්භක ක්ෂේත්‍රයක් ප්‍රේරණය වන අතර, ධාරාව වෙනස් වන විට, ප්‍රේරකය මෙම වෙනසට විරුද්ධ වන අතර, ධාරාවේ වෙනසට විරුද්ධ වන සෘජු වෝල්ටීයතාවයක් නිපදවයි. මෙම ලිපියෙන් මූලික න්‍යාය, ප්‍රේරක වර්ග සහ විවිධ තාක්ෂණික ක්ෂේත්‍රවල ඒවායේ යෙදීම් වඩාත් ගැඹුරින් පැහැදිලි කරනු ඇත.
මූලික ප්‍රේරක න්‍යාය
ප්‍රින්සිප් කර්ජා
ප්‍රේරක ක්‍රියා කරන්නේ 19 වන සියවසේදී මයිකල් ෆැරඩේ විසින් ප්‍රථම වරට විස්තර කරන ලද විද්‍යුත් චුම්භක ප්‍රේරණය පිළිබඳ මූලධර්මය මත ය. ෆැරඩේගේ නියමය පවසන්නේ සන්නායකයක් වටා චුම්භක ක්ෂේත්‍රයේ වෙනසක් එම සන්නායකයේ විද්‍යුත් ධාරාවක් ඇති කරන බවයි. ප්‍රතිවිරුද්ධව, ලෙන්ස් නියමය පවසන්නේ ප්‍රේරිත වෝල්ටීයතාවයේ දිශාව සෑම විටම චුම්භක ක්ෂේත්‍රයට හේතු වූ ධාරාවේ වෙනසෙහි දිශාවට ප්‍රතිවිරුද්ධ බවයි.
ප්‍රේරණය සඳහා මූලික සූත්‍රය වන්නේ:
\[ V_L = L \frac{di(t)}{dt} \]
කොහෙද:
– \( V_L \) යනු ප්‍රේරකය හරහා වෝල්ටීයතාවය වේ
– \( L \) යනු ප්‍රේරණයයි (හෙන්රි, H වලින් මනිනු ලැබේ)
– \( \frac{di(t)}{dt} \) යනු කාලයත් සමඟ ධාරාව වෙනස් වීමේ වේගයයි.
ප්‍රේරණය
ප්‍රේරණය යනු චුම්භක ක්ෂේත්‍රයක ශක්තිය ගබඩා කිරීමට සහ ධාරාවේ වෙනස්වීම් වලට ප්‍රතිරෝධය දැක්වීමට ප්‍රේරකයකට ඇති හැකියාව මැනීමකි. ප්‍රේරණයට බලපාන සමහර සාධක අතරට:
– දඟරයේ වයර් හැරීම් ගණන.
- දඟරයේ මතුපිට ප්‍රමාණය සහ දිග.
- දඟරයේ භාවිතා කරන මූලික ද්‍රව්‍යයේ වර්ගය සහ ගුණාත්මකභාවය.
ප්‍රේරක වර්ග
මූලික ද්‍රව්‍ය මත පදනම්ව
1. වායු හර ප්‍රේරකය: මූලික මාධ්‍යය ලෙස වාතය භාවිතා කරයි. සාමාන්‍යයෙන් ඉහළ සංඛ්‍යාත කාර්ය සාධනයක් ඇති නමුත් චුම්භක ක්ෂේත්‍රය ශක්තිමත් කිරීමට චුම්භක ද්‍රව්‍යයක් නොමැති නිසා අඩු ප්‍රේරණයක් ඇත.
2. යකඩ හර ප්‍රේරකය: ප්‍රේරණය වැඩි කිරීම සඳහා යකඩ හරය ලෙස භාවිතා කරයි. එයට වායු හර ප්‍රේරකවලට වඩා ඉහළ ප්‍රේරකයක් ඇත, නමුත් හිස්ටීරියාව සහ සුළි ධාරා හේතුවෙන් ශක්ති අලාභ සිදුවිය හැකිය.
3. ෆෙරයිට් හර ප්‍රේරකය: විදුලිය සන්නයනය නොකරන ෆෙරයිට් ද්‍රව්‍ය වලින් සාදා ඇත. මෙම ප්‍රේරකයට ඉහළ සංඛ්‍යාතවලදී ක්‍රියා කළ හැකි අතර යකඩ හර ප්‍රේරකවලට වඩා අඩු පාඩු ඇත.
භෞතික ස්වරූපය මත පදනම්ව
1. ටොරස් (ටොරොයිඩ්) ප්‍රේරකය: මෙම ප්‍රේරකය වළලු හැඩයෙන් යුක්ත වන අතර බොහෝ විට චුම්භක ක්ෂේත්‍ර සංකේන්ද්‍රණය වී ඇති යෙදුම්වල භාවිතා වේ. එයට ඉහළ කාර්යක්ෂමතාවයක් සහ අඩු විද්‍යුත් චුම්භක විකිරණ ඇත.
2. සොලෙනොයිඩ් ප්‍රේරකය: හරය දිගේ ඒකාකාරව දඟර කම්බි සහිත සම්භාව්‍ය හැඩය.
3. විචල්‍ය ප්‍රේරකය: එහි ප්‍රේරණය වෙනස් කිරීමේ හැකියාව ඇත. රේඩියෝ සහ සම්ප්‍රේෂක වැනි සංඛ්‍යාත සුසර කිරීම අවශ්‍ය යෙදුම්වල බහුලව භාවිතා වේ.
ප්‍රේරක යෙදුම්
සංඥා සමීකරණය
සංඥා ඒවායේ සංඛ්‍යාතය අනුව වෙන් කිරීමට හෝ නියාමනය කිරීමට ඉලෙක්ට්‍රොනික පෙරහන් වල ප්‍රේරක බොහෝ විට භාවිතා වේ. උදාහරණයක් ලෙස, ශ්‍රව්‍ය පද්ධතිවල, ඉහළ සංඛ්‍යාත (ත්‍රිත්ව), මධ්‍යම පරාස සහ අඩු සංඛ්‍යාත (බාස්) ලෙස සංඥා බෙදීමට හරස් මාර්ගවල ප්‍රේරක භාවිතා වේ. ප්‍රේරක භාවිතා කරන පෙරහන් වර්ග අතරට:
- අඩු-පාස් පෙරහන: අඩු සංඛ්‍යාත හරහා ගමන් කිරීමට ඉඩ සලසන අතර ඉහළ සංඛ්‍යාත අවහිර කරයි.
- අධි-පාස් පෙරහන: අධි සංඛ්‍යාත ගමන් කිරීමට ඉඩ සලසන අතර අඩු සංඛ්‍යාත අවහිර කරයි.
– බෑන්ඩ්-පාස් පෙරහන: නිශ්චිත පරාසයක් තුළ සංඛ්‍යාත සම්මත කිරීමට ඉඩ සලසන අතර එම පරාසයෙන් පිටත සංඛ්‍යාත අවහිර කරයි.
හුස්ම හිරවීම
විද්‍යුත් සංඥාවල ඇති වන බාධා හෝ ශබ්දය යටපත් කිරීමට ද ප්‍රේරක භාවිතා වේ. ඒවා අධි-සංඛ්‍යාත බාධා නැවැත්වීම සඳහා ධාරා මාර්ගයේ තබා ඇති අතර, ක්‍රියාකාරී සංඛ්‍යාතයේදී සෘජු ධාරාව (DC) හෝ ප්‍රත්‍යාවර්ත ධාරාව (AC) සඳහා ඉඩ සලසයි.
ස්විච්-ප්‍රකාර බල සැපයුම (SMPS)
SMPS වලදී, ප්‍රතිදාන වෝල්ටීයතාවය නියාමනය කිරීම සඳහා ප්‍රේරක භාවිතා කරයි. ඒවා ඉතා වේගවත් මාරු කිරීමේ ක්‍රියාවලියක් හරහා බලය AC සිට DC දක්වා පරිවර්තනය කිරීමෙන් ක්‍රියා කරයි. ප්‍රේරක මඟින් චුම්භක ක්ෂේත්‍රයක ස්වරූපයෙන් ශක්තිය ගබඩා කර මුදා හැරීමට ඉඩ සලසයි, පසුව එය අපේක්ෂිත ප්‍රතිදාන වෝල්ටීයතාවය සහ ධාරාව සැපයීම සඳහා නියාමනය කරනු ලැබේ.
පරිවර්තකය
ට්‍රාන්ස්ෆෝමරයක් යනු පොදු හරයක් මත තබා ඇති දඟර දෙකකින් හෝ වැඩි ගණනකින් සමන්විත ප්‍රේරකයක විශේෂිත යෙදුමකි. ට්‍රාන්ස්ෆෝමරයක ප්‍රාථමික කාර්යය වන්නේ AC සංඥාවක වෝල්ටීයතා මට්ටම එක් අගයකින් තවත් අගයකට වෙනස් කිරීමයි. බලාගාරවල සිට අවසාන පාරිභෝගිකයින් දක්වා විදුලි බලය බෙදා හැරීමේදී මෙය ඉතා වැදගත් වේ.
බලශක්ති ගබඩා කිරීම
දෙමුහුන් සහ විදුලි වාහන වැනි බලශක්ති ගබඩා කිරීමේ සහ බලශක්ති පරිවර්තන යෙදීම්වල ද ප්‍රේරක භාවිතා වේ. උදාහරණයක් ලෙස, විදුලි වාහනවල, චාලක ශක්තිය නැවත විද්‍යුත් ශක්තිය බවට පරිවර්තනය කර බැටරිවල ගබඩා කරන පුනර්ජනනීය තිරිංග සඳහා ප්‍රේරක භාවිතා කළ හැකිය.
නිගමනය
නවීන ඉලෙක්ට්‍රොනික උපකරණ සහ තාක්ෂණයේ ප්‍රේරක වැදගත් කාර්යභාරයක් ඉටු කරයි. ඒවායේ මූලික භෞතික මූලධර්මවල සිට ඒවායේ බොහෝ ප්‍රායෝගික යෙදුම් දක්වා, ප්‍රේරක මඟින් ධාරාව සහ වෝල්ටීයතාවය ඉතා කාර්යක්ෂමව පාලනය කිරීමට සහ නියාමනය කිරීමට හැකියාව ලැබේ. විවිධ වර්ග සහ හැඩයන් සහිතව, එක් එක් විශේෂිත යෙදුම්වලට අනුව සකස් කර ඇති අතර, ප්‍රේරක යනු අප දිනපතා භාවිතා කරන බොහෝ ඉලෙක්ට්‍රොනික උපාංගවල අත්‍යවශ්‍ය සංරචක වේ.
ප්‍රේරක ද්‍රව්‍ය සහ නිෂ්පාදන තාක්ෂණයන්හි දියුණුව, කාර්ය සාධනය සහ කාර්යක්ෂමතාවයේ වැඩිදියුණු කිරීම් අඛණ්ඩව සිදු කරමින්, විදුලි සංදේශ, අභ්‍යවකාශ, පරිගණකකරණය සහ පුනර්ජනනීය බලශක්තිය ඇතුළු පුළුල් පරාසයක ක්ෂේත්‍රවල නවෝත්පාදනයන් සඳහා මග පාදයි. සංඥා සමීකරණය, බලශක්ති ගබඩා කිරීම සහ තවත් බොහෝ දේ සඳහා පදනමක් ලෙස, විදුලි හා ඉලෙක්ට්‍රොනික ඉංජිනේරු විද්‍යාවට සම්බන්ධ ඕනෑම කෙනෙකුට ප්‍රේරක පිළිබඳ දැනුම අත්‍යවශ්‍ය වේ.
