পরিবাহিতা: সংজ্ঞা | সমীকরণ | পরিমাপ | প্রয়োগ
বৈদ্যুতিক পরিবাহিতাএটি কেবল একটি বিমূর্ত ধারণার চেয়ে অনেক বেশি কিছু; এটি আমাদের আন্তঃসংযুক্ত বিশ্বের মৌলিক মেরুদণ্ড, যা আপনার হাতে থাকা সর্বশেষ ইলেকট্রনিক ডিভাইস থেকে শুরু করে আমাদের শহরগুলিকে আলোকিত করে এমন বিশাল বিদ্যুৎ বিতরণ গ্রিড পর্যন্ত সবকিছুকে নীরবে বিদ্যুৎ সরবরাহ করে।
প্রকৌশলী, পদার্থবিদ এবং পদার্থ বিজ্ঞানী, অথবা পদার্থের আচরণ সত্যিকার অর্থে বুঝতে চাওয়া যে কারও জন্য, পরিবাহিতা আয়ত্ত করা অ-আলোচনাযোগ্য। এই গভীর নির্দেশিকাটি কেবল পরিবাহিতার একটি সুনির্দিষ্ট সংজ্ঞা প্রদান করে না বরং এর গুরুত্বপূর্ণ গুরুত্বও তুলে ধরে, এটিকে প্রভাবিতকারী কারণগুলি অন্বেষণ করে এবং সেমিকন্ডাক্টর, পদার্থ বিজ্ঞান এবং পুনর্নবীকরণযোগ্য শক্তির মতো বিভিন্ন ক্ষেত্রে এর অত্যাধুনিক প্রয়োগগুলি তুলে ধরে। এই অপরিহার্য বৈশিষ্ট্যটি বোঝা কীভাবে বৈদ্যুতিক জগত সম্পর্কে আপনার জ্ঞানকে বিপ্লব করতে পারে তা অন্বেষণ করতে কেবল ক্লিক করুন।
সুচিপত্র:
2. পরিবাহিতা প্রভাবিতকারী উপাদানগুলি
৪. পরিবাহিতা কীভাবে পরিমাপ করবেন: সমীকরণ
৫. পরিবাহিতা পরিমাপের জন্য ব্যবহৃত সরঞ্জাম
৭. প্রায়শই জিজ্ঞাসিত প্রশ্নাবলী
পরিবাহিতা কী?
বৈদ্যুতিক পরিবাহিতা (σ) হল একটি মৌলিক ভৌত বৈশিষ্ট্য যা একটি পদার্থের বৈদ্যুতিক প্রবাহকে সমর্থন করার ক্ষমতা পরিমাপ করে।। মূলত, এটি নির্ধারণ করে যে চার্জ বাহক, মূলত ধাতুতে থাকা মুক্ত ইলেকট্রন, কত সহজেই কোনও পদার্থ অতিক্রম করতে পারে। এই অপরিহার্য বৈশিষ্ট্যটি মাইক্রোপ্রসেসর থেকে শুরু করে পৌর বিদ্যুৎ অবকাঠামো পর্যন্ত অসংখ্য অ্যাপ্লিকেশনের জন্য শক্ত ভিত্তি।
পরিবাহিতার পারস্পরিক অংশ হিসেবে, বৈদ্যুতিক প্রতিরোধ ক্ষমতা (ρ) হল কারেন্ট প্রবাহের বিরোধিতা। অতএব,কম প্রতিরোধের সাথে সরাসরি উচ্চ পরিবাহিতা মিলে যায়। এই পরিমাপের জন্য আদর্শ আন্তর্জাতিক একক হল সিমেন্স প্রতি মিটার (এস/মি.), যদিও প্রতি সেন্টিমিটারে মিলিসিমেন্স (মিলিসেকেন্ড/সেমি) সাধারণত রাসায়নিক এবং পরিবেশগত বিশ্লেষণে ব্যবহৃত হয়।
পরিবাহিতা বনাম প্রতিরোধ ক্ষমতা: পরিবাহিতা বনাম অন্তরক
ব্যতিক্রমী পরিবাহিতা (σ) পদার্থকে পরিবাহী হিসেবে চিহ্নিত করে, যেখানে উচ্চারিত প্রতিরোধ ক্ষমতা (ρ) তাদেরকে আদর্শ অন্তরক হিসেবে উপস্থাপন করে। মৌলিকভাবে, বস্তুগত পরিবাহিতার তীব্র বৈপরীত্য মোবাইল চার্জ বাহকগুলির ডিফারেনশিয়াল প্রাপ্যতা থেকে উদ্ভূত হয়।
উচ্চ পরিবাহিতা (পরিবাহী)
তামা এবং অ্যালুমিনিয়ামের মতো ধাতুগুলির পরিবাহিতা অত্যন্ত উচ্চ। এর কারণ তাদের পারমাণবিক গঠন, যার মধ্যে রয়েছে সহজে চলমান ভ্যালেন্স ইলেকট্রনের একটি বিশাল 'সমুদ্র' যা পৃথক পরমাণুর সাথে দৃঢ়ভাবে আবদ্ধ নয়। এই বৈশিষ্ট্যটি বৈদ্যুতিক তার, বিদ্যুৎ সঞ্চালন লাইন এবং উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি সার্কিট ট্রেসের জন্য এগুলিকে অপরিহার্য করে তোলে।
যদি আপনি পদার্থের বিদ্যুৎ পরিবাহিতা সম্পর্কে আরও জানতে আগ্রহী হন, তাহলে আপনার জীবনের সমস্ত পদার্থের বিদ্যুৎ পরিবাহিতা প্রকাশের উপর আলোকপাত করে পোস্টটি পড়তে দ্বিধা করবেন না।
কম পরিবাহিতা (অন্তরক)
রাবার, কাচ এবং সিরামিকের মতো উপকরণগুলিকে ইনসুলেটর বলা হয়। এগুলিতে খুব কম বা কোনও মুক্ত ইলেকট্রন থাকে না, যা বৈদ্যুতিক প্রবাহকে তীব্রভাবে প্রতিরোধ করে। এই বৈশিষ্ট্যটি সমস্ত বৈদ্যুতিক সিস্টেমে সুরক্ষা, বিচ্ছিন্নতা এবং শর্ট সার্কিট প্রতিরোধের জন্য এগুলিকে গুরুত্বপূর্ণ করে তোলে।
পরিবাহিতা প্রভাবিতকারী উপাদানগুলি
বৈদ্যুতিক পরিবাহিতা একটি মৌলিক পদার্থগত বৈশিষ্ট্য, কিন্তু একটি সাধারণ ভুল ধারণার বিপরীতে, এটি একটি স্থির ধ্রুবক নয়। বৈদ্যুতিক প্রবাহ পরিচালনা করার জন্য একটি পদার্থের ক্ষমতা বাহ্যিক পরিবেশগত পরিবর্তনশীল এবং সুনির্দিষ্ট রচনাগত প্রকৌশল দ্বারা গভীর এবং অনুমানযোগ্যভাবে প্রভাবিত হতে পারে। এই বিষয়গুলি বোঝা আধুনিক ইলেকট্রনিক্স, সেন্সিং এবং শক্তি প্রযুক্তির ভিত্তি:
১. বাহ্যিক কারণগুলি কীভাবে পরিবাহিতাকে প্রভাবিত করে
পদার্থটির তাৎক্ষণিক পরিবেশ এর চার্জ বাহকদের (সাধারণত ইলেকট্রন বা গর্ত) গতিশীলতার উপর উল্লেখযোগ্য নিয়ন্ত্রণ প্রয়োগ করে। আসুন আমরা সেগুলি বিস্তারিতভাবে অন্বেষণ করি:
১. তাপীয় প্রভাব: তাপমাত্রার প্রভাব
তাপমাত্রা সম্ভবত বৈদ্যুতিক প্রতিরোধ এবং পরিবাহিতার সবচেয়ে সার্বজনীন সংশোধক।
বিশুদ্ধ ধাতুর বিশাল সংখ্যাগরিষ্ঠের জন্য,তাপমাত্রা বৃদ্ধির সাথে সাথে পরিবাহিতা হ্রাস পায়। তাপীয় শক্তি ধাতুর পরমাণুগুলিকে (স্ফটিক জালি) বৃহত্তর প্রশস্ততার সাথে কম্পিত করে, এবং ফলস্বরূপ, এই তীব্র জালি কম্পনগুলি (বা ফোনন) বিক্ষিপ্ত হওয়ার ফ্রিকোয়েন্সি বৃদ্ধি করে, কার্যকরভাবে ভ্যালেন্স ইলেকট্রনের মসৃণ প্রবাহকে বাধাগ্রস্ত করে। এই ঘটনাটি ব্যাখ্যা করে কেন অতিরিক্ত উত্তপ্ত তারগুলি বিদ্যুৎ ক্ষয় ঘটায়।
বিপরীতভাবে, সেমিকন্ডাক্টর এবং ইনসুলেটরগুলিতে, তাপমাত্রা বৃদ্ধির সাথে সাথে পরিবাহিতা নাটকীয়ভাবে বৃদ্ধি পায়। অতিরিক্ত তাপীয় শক্তি ভ্যালেন্স ব্যান্ড থেকে ব্যান্ড গ্যাপ জুড়ে এবং পরিবাহী ব্যান্ডে ইলেকট্রনগুলিকে উত্তেজিত করে, ফলে বৃহত্তর সংখ্যক মোবাইল চার্জ বাহক তৈরি হয় এবং প্রতিরোধ ক্ষমতা উল্লেখযোগ্যভাবে হ্রাস পায়।
2. যান্ত্রিক চাপ: চাপ এবং স্ট্রেনের ভূমিকা
যান্ত্রিক চাপ প্রয়োগ করলে কোনও পদার্থের পারমাণবিক ব্যবধান এবং স্ফটিক গঠন পরিবর্তন হতে পারে, যা পরিবাহিতাকে প্রভাবিত করে এবং পাইজোরেসিস্টিভ সেন্সরগুলিতে এটি একটি গুরুত্বপূর্ণ ঘটনা।
কিছু পদার্থে, সংকোচনশীল চাপ পরমাণুগুলিকে একে অপরের কাছাকাছি আনতে বাধ্য করে, ইলেকট্রন অরবিটালের ওভারল্যাপ বৃদ্ধি করে এবং চার্জ বাহকগুলির চলাচলকে সহজ করে তোলে, যার ফলে পরিবাহিতা বৃদ্ধি পায়।
সিলিকনের মতো উপকরণগুলিতে, স্ট্রেচিং (টেনসাইল স্ট্রেন) বা স্কুইজিং (সংকোচনশীল স্ট্রেন) ইলেকট্রন শক্তি ব্যান্ডগুলিকে পুনর্বিন্যাস করতে পারে, যা চার্জ বাহকগুলির কার্যকর ভর এবং গতিশীলতা পরিবর্তন করে। এই সুনির্দিষ্ট প্রভাবটি স্ট্রেন গেজ এবং চাপ ট্রান্সডিউসারগুলিতে ব্যবহার করা হয়।
২. অপবিত্রতা কীভাবে পরিবাহিতাকে প্রভাবিত করে
সলিড-স্টেট ফিজিক্স এবং মাইক্রোইলেকট্রনিক্সের ক্ষেত্রে, বৈদ্যুতিক বৈশিষ্ট্যের উপর চূড়ান্ত নিয়ন্ত্রণ অর্জিত হয় কম্পোজিশনাল ইঞ্জিনিয়ারিংয়ের মাধ্যমে, মূলত ডোপিংয়ের মাধ্যমে।
ডোপিং হলো সিলিকন বা জার্মেনিয়ামের মতো অত্যন্ত বিশুদ্ধ, অভ্যন্তরীণ বেস উপাদানে নির্দিষ্ট অপরিষ্কার পরমাণুর (সাধারণত প্রতি মিলিয়ন অংশে পরিমাপ করা হয়) অত্যন্ত নিয়ন্ত্রিত প্রবর্তন।
এই প্রক্রিয়াটি কেবল পরিবাহিতা পরিবর্তন করে না; এটি মৌলিকভাবে উপাদানের বাহকের ধরণ এবং ঘনত্বকে সামঞ্জস্য করে কম্পিউটিংয়ের জন্য প্রয়োজনীয় পূর্বাভাসযোগ্য, অপ্রতিসম বৈদ্যুতিক আচরণ তৈরি করে:
এন-টাইপ ডোপিং (নেতিবাচক)
এমন একটি মৌলের সাথে পরিচয় করিয়ে দেওয়া যেখানে হোস্ট উপাদানের (যেমন, সিলিকন, যার ৪টি) চেয়ে বেশি ভ্যালেন্স ইলেকট্রন (যেমন, ফসফরাস বা আর্সেনিক, যার ৫টি) থাকে। অতিরিক্ত ইলেকট্রন সহজেই পরিবাহী ব্যান্ডে দান করা হয়, যার ফলে ইলেকট্রন প্রাথমিক চার্জ বাহক হয়ে ওঠে।
পি-টাইপ ডোপিং (পজিটিভ)
কম ভ্যালেন্স ইলেকট্রন বিশিষ্ট একটি মৌলের সাথে পরিচয় করিয়ে দেওয়া (যেমন, বোরন বা গ্যালিয়াম, যার 3 আছে)। এটি একটি ইলেকট্রন শূন্যস্থান বা 'গর্ত' তৈরি করে যা একটি ধনাত্মক চার্জ বাহক হিসেবে কাজ করে।
ডোপিংয়ের মাধ্যমে পরিবাহিতা সঠিকভাবে নিয়ন্ত্রণ করার ক্ষমতা হল ডিজিটাল যুগের ইঞ্জিন:
অর্ধপরিবাহী ডিভাইসের জন্য, এটি গঠন করতে ব্যবহৃত হয়p-nজংশন, ডায়োড এবং ট্রানজিস্টরের সক্রিয় অঞ্চল, যা কেবলমাত্র এক দিকে কারেন্ট প্রবাহকে অনুমতি দেয় এবং ইন্টিগ্রেটেড সার্কিট (ICs) এর মূল সুইচিং উপাদান হিসেবে কাজ করে।
তাপবিদ্যুৎ যন্ত্রের ক্ষেত্রে, বিদ্যুৎ উৎপাদন এবং শীতলকরণের জন্য ব্যবহৃত উপকরণগুলিতে দুর্বল তাপীয় পরিবাহিতা (তাপমাত্রার গ্রেডিয়েন্ট বজায় রাখার জন্য) এর বিপরীতে ভাল বৈদ্যুতিক পরিবাহিতা (চার্জ স্থানান্তরের জন্য) এর প্রয়োজনীয়তার ভারসাম্য বজায় রাখার জন্য পরিবাহিতা নিয়ন্ত্রণ অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ।
উন্নত সংবেদনের দৃষ্টিকোণ থেকে, কেমিরেসিস্টর তৈরি করার জন্য উপকরণগুলিকে ডোপ করা বা রাসায়নিকভাবে পরিবর্তন করা যেতে পারে, যার পরিবাহিতা নির্দিষ্ট গ্যাস বা অণুর সাথে আবদ্ধ হওয়ার পরে নাটকীয়ভাবে পরিবর্তিত হয়, যা অত্যন্ত সংবেদনশীল রাসায়নিক সেন্সরের ভিত্তি তৈরি করে।
বিজ্ঞান ও প্রকৌশলের কার্যত প্রতিটি ক্ষেত্রেই পরবর্তী প্রজন্মের প্রযুক্তি বিকাশ, সর্বোত্তম কর্মক্ষমতা নিশ্চিতকরণ এবং দক্ষতা সর্বাধিক করার জন্য পরিবাহিতা বোঝা এবং সঠিকভাবে নিয়ন্ত্রণ করা অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ।
পরিবাহিতা ইউনিট
পরিবাহিতার জন্য আদর্শ SI একক হল সিমেন্স প্রতি মিটার (S/m)। তবে, বেশিরভাগ শিল্প এবং পরীক্ষাগার পরিবেশে, সিমেন্স প্রতি সেন্টিমিটার (S/cm) হল আরও সাধারণ ভিত্তি একক। যেহেতু পরিবাহিতা মানগুলি বিভিন্ন মাত্রার ক্রম বিস্তৃত হতে পারে, তাই পরিমাপ সাধারণত উপসর্গ ব্যবহার করে প্রকাশ করা হয়:
১. ডিআয়নাইজড বা রিভার্স অসমোসিস (RO) জলের মতো কম পরিবাহিতাযুক্ত তরলের জন্য মাইক্রোসিমেন্স প্রতি সেন্টিমিটার (mS/cm) ব্যবহার করা হয়।
২. কলের জল, প্রক্রিয়াজাত জল, অথবা লোনা দ্রবণের জন্য মিলিসিমেন্স প্রতি সেন্টিমিটার (mS/cm) সাধারণ(১ মিলিসেকেন্ড/সেমি = ১,০০০ μসেকেন্ড/সেমি).
৩. কৃষিকাজে প্রতি মিটারে ডেসি সিমেন্স (dS/m) প্রায়শই ব্যবহৃত হয় এবং এটি mS/cm (১ dS/m = ১ mS/cm) এর সমতুল্য।
পরিবাহিতা কীভাবে পরিমাপ করবেন: সমীকরণ
Aপরিবাহিতা মিটারসরাসরি পরিবাহিতা পরিমাপ করে না। পরিবর্তে, এটি পরিবাহিতা পরিমাপ করে (সিমেন্সে) এবং তারপর সেন্সর-নির্দিষ্ট কোষ ধ্রুবক (K) ব্যবহার করে পরিবাহিতা গণনা করে। এই ধ্রুবক (সেমি একক সহ)-1) হল সেন্সরের জ্যামিতির একটি ভৌত বৈশিষ্ট্য। যন্ত্রটির মূল গণনা হল:
পরিবাহিতা (সেকেন্ড/সেমি) = পরিমাপিত পরিবাহিতা (সেকেন্ড) × কোষ ধ্রুবক (কে, সেমি⁻¹-তে)
এই পরিমাপটি পেতে ব্যবহৃত পদ্ধতিটি প্রয়োগের উপর নির্ভর করে। সবচেয়ে সাধারণ পদ্ধতিতে যোগাযোগকারী (পটেনশিওমেট্রিক) সেন্সর অন্তর্ভুক্ত, যা তরলের সাথে সরাসরি যোগাযোগকারী ইলেকট্রোড (প্রায়শই গ্রাফাইট বা স্টেইনলেস স্টিল) ব্যবহার করে। বিশুদ্ধ জলের মতো কম পরিবাহিতা প্রয়োগের জন্য একটি সাধারণ 2-ইলেকট্রোড নকশা কার্যকর। আরও উন্নত 4-ইলেকট্রোডসেন্সরপ্রদান করাঅনেক বিস্তৃত পরিসরে উচ্চ নির্ভুলতা এবং মাঝারি ইলেকট্রোড ফাউলিংয়ের কারণে ত্রুটির জন্য কম সংবেদনশীল।
কঠোর, ক্ষয়কারী, অথবা অত্যন্ত পরিবাহী দ্রবণগুলির জন্য যেখানে ইলেকট্রোডগুলি দূষিত বা ক্ষয়প্রাপ্ত হতে পারে, সেখানে আবেশক (টরয়েডাল) সেন্সরগুলি কার্যকর হয়। এই অ-যোগাযোগ সেন্সরগুলিতে একটি টেকসই পলিমারে আবদ্ধ দুটি তার-ক্ষত কয়েল থাকে। একটি কয়েল দ্রবণে একটি বৈদ্যুতিক কারেন্ট লুপ প্ররোচিত করে এবং দ্বিতীয় কয়েলটি এই কারেন্টের মাত্রা পরিমাপ করে, যা তরলের পরিবাহিতার সাথে সরাসরি সমানুপাতিক। এই নকশাটি অত্যন্ত শক্তিশালী কারণ কোনও ধাতব অংশ প্রক্রিয়াটির সংস্পর্শে আসে না।
পরিবাহিতা এবং তাপমাত্রার পরিমাপ
পরিবাহিতা পরিমাপ তাপমাত্রার উপর অত্যন্ত নির্ভরশীল। তরল পদার্থের তাপমাত্রা বৃদ্ধির সাথে সাথে এর আয়নগুলি আরও বেশি গতিশীল হয়ে ওঠে, যার ফলে পরিমাপিত পরিবাহিতা বৃদ্ধি পায় (প্রায়শই প্রতি °C ~2%)। পরিমাপ সঠিক এবং তুলনীয় তা নিশ্চিত করার জন্য, সেগুলিকে একটি আদর্শ রেফারেন্স তাপমাত্রায় স্বাভাবিক করতে হবে, যা সর্বজনীন২৫°সে..
আধুনিক পরিবাহিতা মিটারগুলি একটি ব্যবহার করে স্বয়ংক্রিয়ভাবে এই সংশোধন সম্পাদন করেসমন্বিততাপমাত্রাসেন্সর। এই প্রক্রিয়াটি, যা স্বয়ংক্রিয় তাপমাত্রা ক্ষতিপূরণ (ATC) নামে পরিচিত, একটি সংশোধন অ্যালগরিদম প্রয়োগ করে (যেমন রৈখিক সূত্রজি ২৫ = জি_টি/[১+α(টি-২৫)]) পরিবাহিতা রিপোর্ট করা যেন এটি 25°C তাপমাত্রায় পরিমাপ করা হয়েছে।
কোথায়:
জি₂₅= ২৫°C তাপমাত্রায় সংশোধিত পরিবাহিতা;
জি_টি= প্রক্রিয়া তাপমাত্রায় পরিমাপ করা কাঁচা পরিবাহিতাT;
T= পরিমাপ করা প্রক্রিয়া তাপমাত্রা (°C তে);
α (আলফা)= দ্রবণের তাপমাত্রা সহগ (যেমন, NaCl দ্রবণের জন্য 0.0191 অথবা 1.91%/°C)।
ওহমের সূত্র দিয়ে পরিবাহিতা পরিমাপ করুন
ওহমের সূত্র, যা তড়িৎ বিজ্ঞানের ভিত্তিপ্রস্তর, একটি পদার্থের তড়িৎ পরিবাহিতা (σ) পরিমাপের জন্য একটি ব্যবহারিক কাঠামো প্রদান করে। এই নীতিভোল্টেজ (V), কারেন্ট (I) এবং রেজিস্ট্যান্স (R) এর মধ্যে সরাসরি সম্পর্ক স্থাপন করেএই সূত্রটি কোনও পদার্থের ভৌত জ্যামিতি অন্তর্ভুক্ত করে, এর অভ্যন্তরীণ পরিবাহিতা বের করা যেতে পারে।
প্রথম ধাপ হল একটি নির্দিষ্ট উপাদানের নমুনায় ওহমের সূত্র (R = V/I) প্রয়োগ করা। এর জন্য দুটি সুনির্দিষ্ট পরিমাপ গ্রহণ করা প্রয়োজন: নমুনা জুড়ে প্রয়োগ করা ভোল্টেজ এবং ফলস্বরূপ এর মধ্য দিয়ে প্রবাহিত কারেন্ট। এই দুটি মানের অনুপাত নমুনার মোট বৈদ্যুতিক প্রতিরোধ ক্ষমতা প্রদান করে। তবে, এই গণনা করা প্রতিরোধটি সেই নমুনার আকার এবং আকৃতির সাথে নির্দিষ্ট। এই মানটিকে স্বাভাবিক করতে এবং উপাদানের অন্তর্নিহিত পরিবাহিতা নির্ধারণ করতে, এর ভৌত মাত্রাগুলি বিবেচনা করতে হবে।
দুটি গুরুত্বপূর্ণ জ্যামিতিক কারণ হল নমুনার দৈর্ঘ্য (L) এবং এর ক্রস-সেকশনাল এরিয়া (A)। এই উপাদানগুলি একটি একক সূত্রে একত্রিত করা হয়েছে: σ = L / (R^A)।
এই সমীকরণটি কার্যকরভাবে প্রতিরোধের পরিমাপযোগ্য, বাহ্যিক বৈশিষ্ট্যকে পরিবাহিতার মৌলিক, অভ্যন্তরীণ বৈশিষ্ট্যে রূপান্তরিত করে। এটি স্বীকার করা গুরুত্বপূর্ণ যে চূড়ান্ত গণনার নির্ভুলতা সরাসরি প্রাথমিক তথ্যের মানের উপর নির্ভরশীল। V, I, L, অথবা A পরিমাপে যেকোনো পরীক্ষামূলক ত্রুটি গণনাকৃত পরিবাহিতার বৈধতাকে ঝুঁকির মুখে ফেলবে।
পরিবাহিতা পরিমাপের জন্য ব্যবহৃত সরঞ্জামগুলি
শিল্প প্রক্রিয়া নিয়ন্ত্রণ, জল পরিশোধন এবং রাসায়নিক উৎপাদনে, বৈদ্যুতিক পরিবাহিতা কেবল একটি নিষ্ক্রিয় পরিমাপ নয়; এটি একটি গুরুত্বপূর্ণ নিয়ন্ত্রণ পরামিতি। সঠিক, পুনরাবৃত্তিযোগ্য তথ্য অর্জন একটি একক, সর্ব-উদ্দেশ্যমূলক সরঞ্জাম থেকে আসে না। পরিবর্তে, এর জন্য একটি সম্পূর্ণ, মিলিত সিস্টেম তৈরি করা প্রয়োজন যেখানে প্রতিটি উপাদান একটি নির্দিষ্ট কাজের জন্য নির্বাচিত হয়।
একটি শক্তিশালী পরিবাহিতা ব্যবস্থা দুটি প্রাথমিক অংশ নিয়ে গঠিত: নিয়ামক (মস্তিষ্ক) এবং সেন্সর (ইন্দ্রিয়), উভয়কেই সঠিক ক্রমাঙ্কন এবং ক্ষতিপূরণ দ্বারা সমর্থিত হতে হবে।
১. মূল: পরিবাহিতা নিয়ন্ত্রক
সিস্টেমের কেন্দ্রীয় কেন্দ্র হলদ্যঅনলাইনপরিবাহিতা নিয়ন্ত্রক, যা কেবল একটি মান প্রদর্শনের চেয়ে অনেক বেশি কিছু করে। এই নিয়ামকটি "মস্তিষ্ক" হিসেবে কাজ করে, সেন্সরকে শক্তি প্রদান করে, কাঁচা সংকেত প্রক্রিয়াকরণ করে এবং ডেটাকে কার্যকর করে তোলে। এর মূল কাজগুলির মধ্যে রয়েছে:
① স্বয়ংক্রিয় তাপমাত্রা ক্ষতিপূরণ (ATC)
পরিবাহিতা তাপমাত্রার প্রতি অত্যন্ত সংবেদনশীল। একটি শিল্প নিয়ন্ত্রক, যেমনSUP-TDS210-B এর জন্য একটি তদন্ত জমা দিন।অথবাউচ্চ-নির্ভুলতাSUP-EC8.0 সম্পর্কে, প্রতিটি রিডিংকে 25°C মানদণ্ডে স্বয়ংক্রিয়ভাবে সংশোধন করার জন্য একটি সমন্বিত তাপমাত্রা উপাদান ব্যবহার করে। নির্ভুলতার জন্য এটি অপরিহার্য।
② আউটপুট এবং অ্যালার্ম
এই ইউনিটগুলি পরিমাপকে একটি PLC-এর জন্য 4-20mA সংকেতে রূপান্তরিত করে, অথবা অ্যালার্ম এবং ডোজিং পাম্প নিয়ন্ত্রণের জন্য ট্রিগার রিলেতে রূপান্তর করে।
③ ক্যালিব্রেশন ইন্টারফেস
নিয়মিত, সহজ ক্যালিব্রেশন সম্পাদনের জন্য কন্ট্রোলারটি একটি সফ্টওয়্যার ইন্টারফেস দিয়ে কনফিগার করা হয়েছে।
2. সঠিক সেন্সর নির্বাচন করা
সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ অংশ হল সেন্সর (অথবা প্রোব) সম্পর্কে আপনার পছন্দ, কারণ এর প্রযুক্তি অবশ্যই আপনার তরলের বৈশিষ্ট্যের সাথে মেলে। ভুল সেন্সর ব্যবহার পরিমাপ ব্যর্থতার প্রধান কারণ।
বিশুদ্ধ পানি এবং RO সিস্টেমের জন্য (কম পরিবাহিতা)
বিপরীত অসমোসিস, ডিআয়নাইজড ওয়াটার, বা বয়লার ফিডওয়াটারের মতো অ্যাপ্লিকেশনের জন্য, তরলটিতে খুব কম আয়ন থাকে। এখানে, একটি দুই-ইলেকট্রোড পরিবাহিতা সেন্সর (যেমনদ্যSUP-TDS7001 সম্পর্কে) আদর্শ পছন্দtoপরিমাপজলের পরিবাহিতাএর নকশা এই নিম্ন পরিবাহিতা স্তরে উচ্চ সংবেদনশীলতা এবং নির্ভুলতা প্রদান করে।
সাধারণ উদ্দেশ্যে এবং বর্জ্য জলের জন্য (মাঝারি থেকে উচ্চ পরিবাহিতা)
নোংরা দ্রবণে, যেখানে ঝুলন্ত কঠিন পদার্থ থাকে বা বিস্তৃত পরিমাপ পরিসীমা থাকে (যেমন বর্জ্য জল, নলের জল, বা পরিবেশগত পর্যবেক্ষণ), সেন্সরগুলি দূষণের ঝুঁকিতে থাকে। এই ক্ষেত্রে, একটি চার-ইলেকট্রোড পরিবাহিতা সেন্সর যেমনদ্যSUP-TDS7002 এর জন্য এই নকশাটি ইলেকট্রোড পৃষ্ঠের উপর জমাট বাঁধার দ্বারা কম প্রভাবিত হয়, যা পরিবর্তনশীল পরিস্থিতিতে অনেক প্রশস্ত, আরও স্থিতিশীল এবং আরও নির্ভরযোগ্য রিডিং প্রদান করে।
কঠোর রাসায়নিক এবং স্লারিগুলির জন্য (আক্রমণাত্মক এবং উচ্চ পরিবাহিতা)
অ্যাসিড, ক্ষারক, বা ঘষিয়া তুলিয়া ফেলিতে সক্ষম স্লারিগুলির মতো আক্রমণাত্মক মাধ্যম পরিমাপ করার সময়, ঐতিহ্যবাহী ধাতব ইলেকট্রোডগুলি ক্ষয়প্রাপ্ত হবে এবং দ্রুত ব্যর্থ হবে। সমাধানটি হল একটি নন-কন্টাক্ট ইন্ডাক্টিভ (টরয়েডাল) পরিবাহিতা সেন্সর যেমনদ্যSUP-TDS6012 এর জন্যলাইনআপ। এই সেন্সরটি দুটি এনক্যাপসুলেটেড কয়েল ব্যবহার করে তরল পদার্থে কারেন্ট প্ররোচিত করে এবং পরিমাপ করে, সেন্সরের কোনও অংশ স্পর্শ না করেই। এটি এটিকে ক্ষয়, দূষণ এবং ক্ষয় থেকে কার্যত প্রতিরোধী করে তোলে।
৩. প্রক্রিয়া: দীর্ঘমেয়াদী নির্ভুলতা নিশ্চিত করা
সিস্টেমের নির্ভরযোগ্যতা একটি গুরুত্বপূর্ণ প্রক্রিয়ার মাধ্যমে বজায় রাখা হয়: ক্যালিব্রেশন। একটি কন্ট্রোলার এবং সেন্সর, যতই উন্নত হোক না কেন, একটির বিরুদ্ধে পরীক্ষা করা আবশ্যকপরিচিতরেফারেন্সসমাধান(একটি পরিবাহিতা মান) নির্ভুলতা নিশ্চিত করার জন্য। এই প্রক্রিয়াটি সময়ের সাথে সাথে যেকোনো ছোটখাটো সেন্সর ড্রিফট বা ফাউলিংয়ের জন্য ক্ষতিপূরণ দেয়। একটি ভালো কন্ট্রোলার, যেমনদ্যSUP-TDS210-C এর জন্য একটি তদন্ত জমা দিন, আমরা 24 ঘন্টার মধ্যে আপনার সাথে যোগাযোগ করব।, এটিকে একটি সহজ, মেনু-চালিত পদ্ধতি করে তোলে।
সুনির্দিষ্ট পরিবাহিতা পরিমাপ অর্জন করা স্মার্ট সিস্টেম ডিজাইনের বিষয়। এর জন্য আপনার নির্দিষ্ট অ্যাপ্লিকেশনের জন্য তৈরি একটি সেন্সর প্রযুক্তির সাথে একটি বুদ্ধিমান নিয়ামক মেলানো প্রয়োজন।
বিদ্যুৎ সঞ্চালনের জন্য সবচেয়ে ভালো উপাদান কী?
বিদ্যুৎ সঞ্চালনের জন্য সর্বোত্তম উপাদান হল খাঁটি রূপা (Ag), যা যেকোনো উপাদানের মধ্যে সর্বোচ্চ বৈদ্যুতিক পরিবাহিতা প্রদান করে। তবে, এর উচ্চ ব্যয় এবং ক্ষয় (জারণ) করার প্রবণতা এর ব্যাপক প্রয়োগকে সীমিত করে। বেশিরভাগ ব্যবহারিক ব্যবহারের জন্য, তামা (Cu) হল আদর্শ, কারণ এটি অনেক কম খরচে দ্বিতীয় সেরা পরিবাহিতা প্রদান করে এবং অত্যন্ত নমনীয়, যা এটিকে তার, মোটর এবং ট্রান্সফরমারের জন্য আদর্শ করে তোলে।
বিপরীতভাবে, সোনা (Au), রূপা এবং তামার তুলনায় কম পরিবাহী হওয়া সত্ত্বেও, সংবেদনশীল, কম-ভোল্টেজের যোগাযোগের জন্য ইলেকট্রনিক্সে গুরুত্বপূর্ণ কারণ এটির উচ্চতর জারা প্রতিরোধ ক্ষমতা (রাসায়নিক জড়তা) রয়েছে, যা সময়ের সাথে সাথে সংকেতের অবক্ষয় রোধ করে।
পরিশেষে, অ্যালুমিনিয়াম (Al) দীর্ঘ-দূরত্বের, উচ্চ-ভোল্টেজ ট্রান্সমিশন লাইনের জন্য ব্যবহার করা হয় কারণ এর হালকা ওজন এবং কম খরচ উল্লেখযোগ্য সুবিধা প্রদান করে, যদিও তামার তুলনায় আয়তনের দিক থেকে এর পরিবাহিতা কম।
পরিবাহিতা প্রয়োগ
একটি উপাদানের বৈদ্যুতিক প্রবাহ প্রেরণের অন্তর্নিহিত ক্ষমতা হিসেবে, বৈদ্যুতিক পরিবাহিতা একটি মৌলিক বৈশিষ্ট্য যা প্রযুক্তিকে চালিত করে। এর প্রয়োগ বৃহৎ-স্কেল বিদ্যুৎ পরিকাঠামো থেকে শুরু করে মাইক্রো-স্কেল ইলেকট্রনিক্স এবং পরিবেশগত পর্যবেক্ষণ পর্যন্ত সবকিছুতেই বিস্তৃত। নীচে এর মূল প্রয়োগগুলি দেওয়া হল যেখানে এই বৈশিষ্ট্যটি অপরিহার্য:
বিদ্যুৎ, ইলেকট্রনিক্স এবং উৎপাদন
উচ্চ পরিবাহিতা আমাদের বৈদ্যুতিক জগতের ভিত্তি, অন্যদিকে নিয়ন্ত্রিত পরিবাহিতা শিল্প প্রক্রিয়ার জন্য অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ।
পাওয়ার ট্রান্সমিশন এবং ওয়্যারিং
তামা এবং অ্যালুমিনিয়ামের মতো উচ্চ-পরিবাহিতা উপকরণগুলি বৈদ্যুতিক তার এবং দীর্ঘ-দূরত্বের বিদ্যুৎ লাইনের জন্য আদর্শ। তাদের কম প্রতিরোধ ক্ষমতা I2R (জুল) তাপীকরণের ক্ষতি, দক্ষ শক্তি সঞ্চালন নিশ্চিত করে।
ইলেকট্রনিক্স এবং সেমিকন্ডাক্টর
মাইক্রো লেভেলে, প্রিন্টেড সার্কিট বোর্ড (PCB) এবং সংযোগকারীগুলিতে পরিবাহী ট্রেসগুলি সংকেতের জন্য পথ তৈরি করে। সেমিকন্ডাক্টরগুলিতে, সিলিকনের পরিবাহিতাকে সুনির্দিষ্টভাবে ম্যানিপুলেট করা হয় (ডোপড) ট্রানজিস্টর তৈরি করার জন্য, যা সমস্ত আধুনিক সমন্বিত সার্কিটের ভিত্তি।
তড়িৎ রসায়ন
এই ক্ষেত্রটি ইলেক্ট্রোলাইটের আয়নিক পরিবাহিতার উপর নির্ভর করে। এই নীতিটি ব্যাটারি, জ্বালানি কোষ এবং ইলেক্ট্রোপ্লেটিং, ধাতু পরিশোধন এবং ক্লোরিন উৎপাদনের মতো শিল্প প্রক্রিয়াগুলির জন্য ইঞ্জিন।
যৌগিক উপকরণ
নির্দিষ্ট বৈদ্যুতিক বৈশিষ্ট্য সম্পন্ন কম্পোজিট তৈরি করতে পলিমারে পরিবাহী ফিলার (যেমন কার্বন বা ধাতব তন্তু) যোগ করা হয়। সংবেদনশীল ডিভাইসগুলিকে সুরক্ষিত করার জন্য ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক শিল্ডিং (EMI) এবং উৎপাদনে ইলেক্ট্রোস্ট্যাটিক ডিসচার্জ (ESD) সুরক্ষার জন্য এগুলি ব্যবহৃত হয়।
পর্যবেক্ষণ, পরিমাপ এবং রোগ নির্ণয়
পরিবাহিতা পরিমাপ বৈশিষ্ট্যের মতোই গুরুত্বপূর্ণ, যা একটি শক্তিশালী বিশ্লেষণাত্মক হাতিয়ার হিসেবে কাজ করে।
পানির গুণমান এবং পরিবেশগত পর্যবেক্ষণ
পানির বিশুদ্ধতা এবং লবণাক্ততা পরিমাপের জন্য পরিবাহিতা পরিমাপ একটি প্রাথমিক পদ্ধতি। যেহেতু দ্রবীভূত আয়নিক কঠিন পদার্থ (টিডিএস) সরাসরি পরিবাহিতা বৃদ্ধি করে, পানীয় জল পর্যবেক্ষণের জন্য সেন্সর ব্যবহার করা হয়,পরিচালনা করাবর্জ্য জলচিকিৎসা, এবং কৃষিতে মাটির স্বাস্থ্য মূল্যায়ন করুন।
মেডিকেল ডায়াগনস্টিক্স
মানবদেহ জৈব-বৈদ্যুতিক সংকেতের উপর কাজ করে। ইলেক্ট্রোকার্ডিওগ্রাফি (ECG) এবং ইলেক্ট্রোএনসেফালোগ্রাফি (EEG) এর মতো চিকিৎসা প্রযুক্তিগুলি শরীরে আয়ন দ্বারা পরিচালিত ক্ষুদ্র বৈদ্যুতিক প্রবাহ পরিমাপ করে কাজ করে, যা হৃদরোগ এবং স্নায়বিক অবস্থার নির্ণয়ের অনুমতি দেয়।
প্রক্রিয়া নিয়ন্ত্রণ সেন্সর
রাসায়নিকেএবংখাদ্যউৎপাদন, পরিবাহিতা সেন্সরগুলি রিয়েল-টাইমে প্রক্রিয়াগুলি পর্যবেক্ষণ করতে ব্যবহৃত হয়। তারা ঘনত্বের পরিবর্তন সনাক্ত করতে পারে, বিভিন্ন তরলের মধ্যে ইন্টারফেস সনাক্ত করতে পারে (যেমন, পরিষ্কার-স্থানে সিস্টেমে), অথবা অমেধ্য এবং দূষণ সম্পর্কে সতর্ক করতে পারে।
প্রায়শই জিজ্ঞাসিত প্রশ্নাবলী
প্রশ্ন ১: পরিবাহিতা এবং প্রতিরোধ ক্ষমতার মধ্যে পার্থক্য কী?
A: পরিবাহিতা (σ) হল একটি পদার্থের বৈদ্যুতিক প্রবাহ প্রবাহিত করার ক্ষমতা, যা সিমেন্স প্রতি মিটারে (S/m) পরিমাপ করা হয়। প্রতিরোধ ক্ষমতা (ρ) হল বিদ্যুৎ প্রবাহের বিরোধিতা করার ক্ষমতা, যা ওহম-মিটারে (Ω⋅m) পরিমাপ করা হয়। এগুলি প্রত্যক্ষ গাণিতিক পারস্পরিক (σ=1/ρ)।
প্রশ্ন ২: ধাতুগুলির উচ্চ পরিবাহিতা কেন?
A: ধাতুগুলি ধাতব বন্ধন ব্যবহার করে, যেখানে ভ্যালেন্স ইলেকট্রনগুলি কোনও একক পরমাণুর সাথে আবদ্ধ থাকে না। এটি একটি বিভাজিত "ইলেকট্রনের সমুদ্র" তৈরি করে যা উপাদানের মধ্য দিয়ে অবাধে চলাচল করে, যখন একটি ভোল্টেজ প্রয়োগ করা হয় তখন সহজেই একটি কারেন্ট তৈরি করে।
প্রশ্ন ৩: পরিবাহিতা কি পরিবর্তন করা যেতে পারে?
উত্তর: হ্যাঁ, পরিবাহিতা বাহ্যিক অবস্থার প্রতি অত্যন্ত সংবেদনশীল। সবচেয়ে সাধারণ কারণগুলি হল তাপমাত্রা (তাপমাত্রা বৃদ্ধি ধাতুতে পরিবাহিতা হ্রাস করে কিন্তু পানিতে তা বৃদ্ধি করে) এবং অমেধ্যের উপস্থিতি (যা ধাতুতে ইলেকট্রন প্রবাহকে ব্যাহত করে বা পানিতে আয়ন যোগ করে)।
প্রশ্ন ৪: রাবার এবং কাচের মতো উপকরণগুলিকে কী ভালো অন্তরক করে তোলে?
A: এই পদার্থগুলির শক্তিশালী সহযোজী বা আয়নিক বন্ধন থাকে যেখানে সমস্ত ভ্যালেন্স ইলেকট্রন শক্তভাবে আবদ্ধ থাকে। চলাচলের জন্য কোনও মুক্ত ইলেকট্রন না থাকায়, তারা বৈদ্যুতিক প্রবাহকে সমর্থন করতে পারে না। এটিকে খুব বড় "শক্তি ব্যান্ড ফাঁক" বলা হয়।
প্রশ্ন ৫: পানিতে পরিবাহিতা কীভাবে পরিমাপ করা হয়?
A: একটি মিটার দ্রবীভূত লবণ থেকে আয়নিক পরিবাহিতা পরিমাপ করে। এর প্রোব পানিতে একটি AC ভোল্টেজ প্রয়োগ করে, যার ফলে দ্রবীভূত আয়নগুলি (যেমন Na+ বা Cl−) চলাচল করে এবং একটি কারেন্ট তৈরি করে। মিটার এই কারেন্ট পরিমাপ করে, স্বয়ংক্রিয়ভাবে তাপমাত্রা সংশোধন করে এবং চূড়ান্ত মান রিপোর্ট করার জন্য সেন্সরের "কোষ ধ্রুবক" ব্যবহার করে (সাধারণত μS/cm)।
পোস্টের সময়: অক্টোবর-২৪-২০২৫