ব্যাটারিতে বৈদ্যুতিক শক লাগে না কেন
এক অর্থে বলা যায়, আধুনিক প্রযুক্তি নির্ভর এই সভ্যতা টিকে আছে বিদ্যুতের ওপর ভর করে। সেটা সম্ভব হয়েছে এককালের রহস্যময় ও বিপদজনক বিদ্যুৎকে লাগাম পরিয়ে বশ করার কারণে। তবুও বিদ্যুতের ঝুঁকি পুরোপুরি দূর করা যায়নি। এখনও সামান্য অসাবধানতায় ভয়াবহ বৈদ্যুতিক শক খাওয়ার আশঙ্কা থাকে। এমনকি তা অনেক সময় মৃত্যুরও কারণ হয়।
ভাবতে অবাক লাগে, ব্যাটারিতেও বিদ্যুৎ আছে। সেই বিদ্যুতে এখন মোবাইল ফোনসহ ঘরের সাধারণ ইলেকট্রিক যন্ত্রপাতি থেকে শুরু করে বৈদ্যুতিক গাড়িও চালানো হচ্ছে। কিন্তু ব্যাটারিতে আমরা সাধারণত বৈদ্যুতিক শক খাই না! রিমোটের ব্যাটারি বদলানোর সময় আমরা নির্দ্বিধায় ব্যাটারির দুই প্রান্ত স্পর্শ করি, অথচ দেয়ালের সকেটের প্লাগ ঢোকাতে গেলেও অনেকের হয়তো বুক দুরুদুরু করে। তার কারণ কী?
এর উত্তরে বলতে হয়, বিদ্যুৎ সম্পর্কে আমাদের এই ধারণাটাই আসলে ভুল। সাবধান! ব্যাটারিও বিপদজনক হয়ে উঠতে পারে।
সে কথা খুলে বলার আগে, জানা দরকার ব্যাটারিতে যে বিদ্যুৎ সঞ্চয় করা হয়, তাকে বলা হয় ডিসি বা ডাইরেক্ট কারেন্ট। এই বিদ্যুৎকে তুলনা করা যায় একটি শান্ত নদীর সঙ্গে, যা সবসময় একদিকেই বয়ে চলে। এর কোনো ঢেউ নেই, কম্পন নেই। ব্যাটারি থেকে যে বিদ্যুৎ বের হয়, তা আসলে সোজা পজিটিভ প্রান্ত থেকে নেগেটিভ প্রান্তের দিকে যায়।
ব্যাটারিতে যে বিদ্যুৎ সঞ্চয় করা হয়, তাকে বলা হয় ডিসি বা ডাইরেক্ট কারেন্ট। এই বিদ্যুৎকে তুলনা করা যায় একটি শান্ত নদীর সঙ্গে, যা সবসময় একদিকেই বয়ে চলে। এর কোনো ঢেউ নেই, কম্পন নেই।
আর তার টেনে বাসায় যে বিদ্যুৎ আনা হয়, সেটি এসি বা অল্টারনেটিং কারেন্ট। এই বিদ্যুৎ অনেকটা সাগরের ঢেউয়ের মতো। এটি স্থির হয়ে চলে না, বরং প্রতি সেকেন্ডে বহুবার (বাংলাদেশে ৫০ বার) সামনে-পেছনে আসা-যাওয়া করে। এই দিক পরিবর্তনের কারণেই এর নাম অল্টারনেটিং বা পরিবর্তনশীল কারেন্ট।
দৈনন্দিন জীবনে আমরা বেশিরভাই ডিসি চালিত বৈদ্যুতিক ডিভাইসগুলো ব্যবহার করি। যেমন মোবাইল ফোন, ল্যাপটপ, বৈদ্যুতিক গাড়ি। আবার টিভি, ফ্রিজে এসি বিদ্যুতের সংযোগ দেওয়া হলেও, সেগুলো আসলে চলে ডিসি বিদ্যুতে। সে ব্যাপারে পরে বলছি। যাই হোক, সাধারণত এসব ডিভাইসের জন্য যে বিদ্যুৎ লাগে, তা তুলনামূলকভাবে কম ভোল্টেজের।
যেমন টিভি রিমোটের জন্য লাগে ১.৫ ভোল্টের ব্যাটারি, স্মার্টফোনের ব্যাটারি ৩.৭ থেকে ৪.২ ভোল্ট, গাড়ির ব্যাটারি ১২ ভোল্ট, ল্যাপটপের চার্জার ৭ থেকে ১৪ ভোল্ট। আবার এত কম ভোল্টেজে সাধারণত শরীরের ভেতর দিয়ে উল্লেখযোগ্য কারেন্ট প্রবাহিত হতে পারে না। তাই এসব ব্যাটারিতে হাত দিলে তেমন কিছু অনুভব হয় না, শকও লাগে। আসলে মানুষের শরীরের চামড়ার এক ধরনের প্রাকৃতিক রোধ বা রেজিস্ট্যান্স আছে। বিশেষ করে ত্বক শুকনো থাকলে রোধও বেশি থাকে। হিসেবে দেখা গেছে, শুকনো ত্বকের রোধ প্রায় ১০ হাজার থেকে ১ লাখ ওহম পর্যন্ত হতে পারে। তাই সাধারণ ব্যাটারির এই অল্প ভোল্টেজ চামড়ার সেই বাধা ভেদ করে শরীরের ভেতরে ঢুকতে পারে না। তাই আমরা ব্যাটারি স্পর্শ করলেও আমরা সাধারণত শক খাই না।
মানুষের শরীরের চামড়ার এক ধরনের প্রাকৃতিক রোধ বা রেজিস্ট্যান্স আছে। বিশেষ করে ত্বক শুকনো থাকলে রোধও বেশি থাকে। শুকনো ত্বকের রোধ প্রায় ১০ হাজার থেকে ১ লাখ ওহম পর্যন্ত হতে পারে।
অন্যদিকে ঘরের বৈদ্যুতিক লাইন হলো এসি। আর তার ভোল্টেজ বাংলাদেশে ২২০ ভোল্ট। এই ভোল্টেজে শরীরে কারেন্ট প্রবেশ করলে তীব্র ঝাঁকুনি অনুভব হয়, পেশী আক্রান্ত হয়, এমনকি মৃত্যুও হতে পারে। ফলে এসি মানে বিপদ, আর ডিসি মানে নিরাপদ—এরকম একটা ভাবনা আমাদের মাথায় ঢুকে গেছে।
কিন্তু এই ধারণাটা আসলে ভুল। বাস্তবে বিপদের মাপকাঠি হলো ভোল্টেজ, কারেন্টের ধরন নয়। আসলে ব্যাটারি বা ডিসি বিদ্যুৎও বিপদজনক হয়ে উঠতে পারে। এমনকি অনেক ক্ষেত্রে সেটা এসি বিদ্যুতের চেয়েও বেশি। ব্যাটারি বা ডিসির ভোল্টেজ ৫০-৬০ ভোল্টের বেশি হলে ডিসি বিদ্যুৎ ভয়ঙ্কর রূপ ধারণ করতে পারে।
এসি কারেন্ট প্রতি সেকেন্ডে ৫০ বার দিক পরিবর্তন করে (50Hz)। এই ওঠানামার কারণে এটি মানুষের শরীরের পেশিকে সংকুচিত ও প্রসারিত করে। ফলে এসি বিদ্যুতের শক আপনাকে ধাক্কা দিয়ে ছিটকে দিতে পারে। কিন্তু ডিসি কারেন্ট একদিকে প্রবাহিত হয়। এটি উচ্চ ভোল্টেজের হলে শরীরের পেশিকে একনাগাড়ে শক্ত করে ধরে ফেলে। তাই উচ্চ ভোল্টেজের ডিসি বিদ্যুৎ অনেকটা অজগর সাপের মতো, একবার ধরলে পেশিকে শক্ত করে বা লক করে ফেলে। ফলে হাত ছাড়ানো কঠিন হয়ে যায়। এতে শরীর পুড়ে যাওয়ার ঝুঁকি বাড়ে। তাই সোলার প্যানেল বা ইলেকট্রিক গাড়ির ব্যাটারি নিয়ে কাজ করার সময় ইঞ্জিনিয়াররা সর্বোচ্চ সতর্কতা অবলম্বন করেন।
এসি কারেন্ট প্রতি সেকেন্ডে ৫০ বার দিক পরিবর্তন করে। এই ওঠানামার কারণে এটি মানুষের শরীরের পেশিকে সংকুচিত ও প্রসারিত করে। ফলে এসি বিদ্যুতের শক আপনাকে ধাক্কা দিয়ে ছিটকে দিতে পারে।
বিদ্যুৎ কীভাবে মানুষকে আঘাত করে
বৈদ্যুতিক শক একটি জটিল শারীরিক ঘটনা। মানবদেহের ভেতর দিয়ে বিদ্যুৎ প্রবাহিত হলে কয়েকটি জিনিস একসঙ্গে ঘটে। পেশী অনিচ্ছাকৃতভাবে সংকুচিত হয়ে যায়, স্নায়ুতন্ত্র বিপর্যস্ত হয়, হার্টের স্বাভাবিক ছন্দ ভেঙে পড়তে পারে এবং শরীরের ভেতরে তাপ উৎপন্ন হয়ে টিস্যু পুড়ে যায়।
এই সবকিছুর মূলে আছে কারেন্ট, অর্থাৎ শরীরের ভেতর দিয়ে প্রতি সেকেন্ডে কতটুকু চার্জ প্রবাহিত হচ্ছে। চিকিৎসাবিজ্ঞানীরা দেখেছেন, মাত্র ১ থেকে ৫ মিলিঅ্যাম্পিয়ার কারেন্টে হাতে সামান্য ঝিনঝিন অনুভূতি হয়। ১০ থেকে ২০ মিলিঅ্যাম্পিয়ারে পেশী জমে যায়। ১০০ মিলিঅ্যাম্পিয়ার বা মাত্র এক-দশ অ্যাম্পিয়ার কারেন্ট বুকের ভেতর দিয়ে গেলে হৃদযন্ত্র অনিয়মিতভাবে কাঁপতে শুরু করে, যাকে বলে ভেন্ট্রিকুলার ফিব্রিলেশন। এবং এটাই বেশিরভাগ বিদ্যুৎস্পৃষ্ট মৃত্যুর কারণ।
এখন প্রশ্ন হলো, শরীরে কতটুকু কারেন্ট প্রবেশ করবে সেটা কীভাবে নির্ধারিত হয়?
ওহমের সূত্র অনুযায়ী, কারেন্ট = ভোল্টেজ ÷ রোধ। আগেই বলেছি, মানুষের শরীরের রোধ শুকনো অবস্থায় প্রায় ১ লাখ ওহম এবং ভেজা অবস্থায় তা মাত্র কয়েক হাজার ওহমে নেমে আসে। এই হিসেব করলেই বোঝা যায়, ভোল্টেজ যত বেশি, শরীরে কারেন্ট তত বেশি প্রবাহিত হবে। সুতরাং বিপদের আসল নির্ণায়ক হলো ভোল্টেজ।
একটি সোলার প্যানেল সিস্টেমের কথা ভাবুন। বাড়িতে ব্যবহৃত সাধারণ সোলার ইনস্টলেশনেও প্যানেলের সিরিজ সংযোগে ৩০০ থেকে ৬০০ ভোল্ট ডিসি তৈরি হতে পারে। আবার ইলেকট্রিক গাড়ির ব্যাটারি প্যাক ৪০০ থেকে ৮০০ ভোল্ট ডিসিতে কাজ করে। এই ভোল্টেজ সরাসরি শরীরে প্রয়োগ হলে শুকনো শরীরেও ৩ থেকে ৬ মিলিঅ্যাম্পিয়ার কারেন্ট প্রবাহিত হতে পারে। আর ভেজা বা ঘামযুক্ত শরীরে এটা দশগুণ বেড়ে যায়—যা হৃদযন্ত্র বন্ধ করে দেওয়ার জন্য যথেষ্ট।
১০০ মিলিঅ্যাম্পিয়ার বা মাত্র এক-দশ অ্যাম্পিয়ার কারেন্ট বুকের ভেতর দিয়ে গেলে হৃদযন্ত্র অনিয়মিতভাবে কাঁপতে শুরু করে, যাকে বলে ভেন্ট্রিকুলার ফিব্রিলেশন।
ইলেকট্রনিক যন্ত্রপাতি কোন বিদ্যুৎ ব্যবহার করে? কেন?
বেশির ভাগ যন্ত্রপাতিই সাধারণত ডিসি বিদ্যুৎ ব্যবহার করে। তবে ভারী যন্ত্রপাতি যেগুলোতে বড় বড় মটর থাকে (যেমন সাধারণ ফ্যান, পুরনো ফ্রিজ, ওয়াশিং মেশিন), সেগুলো সরাসরি এসি বিদ্যুৎ ব্যবহার করে মটর ঘোরানোর কাজে। কারণ মটর ঘোরানোর জন্য এসির দিক পরিবর্তন হওয়াটাই সহায়ক। তবে এখনকার আধুনিক ইনভার্টার প্রযুক্তির ফ্রিজ বা এসিতেও প্রথমে এসি-কে ডিসি করা হয় এবং পরে প্রয়োজনমতো তা নিয়ন্ত্রণ করা হয়।
অন্যদিকে ইলেকট্রনিক ডিভাইস যেমন স্মার্টফোন, ল্যাপটপ, টেলিভিশন বা কম্পিউটার মূলত সেমিকন্ডাক্টর (যেমন ট্রানজিস্টর) দিয়ে তৈরি। এগুলোর কাজ করার জন্য ডিসি বিদ্যুতই প্রয়োজন হওয়ার কারণ হলো: প্রথমত, মোবাইল, ল্যাপটপ, স্মার্টটিভিসহ বিভিন্ন ডিভাইসের ইলেকট্রনিক চিপগুলো খুব সংবেদনশীল। এসি কারেন্ট প্রতি সেকেন্ডে বহুবার দিক পরিবর্তন করে এবং ভোল্টেজ ওঠানামা করে। কিন্তু ইলেকট্রনিক সার্কিটের জন্য একদম স্থির এবং একমুখী বিদ্যুতের প্রয়োজন হয়। দ্বিতীয়ত, মেমোরি চিপ বা প্রসেসর তথ্য প্রসেস করার জন্য বাইনারি (০ এবং ১) লজিক ব্যবহার করে। এই লজিক বজায় রাখার জন্য বিদ্যুতের প্রবাহ একমুখী হওয়া জরুরি, যা শুধু ডিসিতেই সম্ভব। তৃতীয়ত আমরা যেসব ডিভাইস ব্যাটারিতে চালাই (ফোন, ঘড়ি), ব্যাটারি সবসময় ডিসি বিদ্যুৎ জমা রাখে। কারণ এসি বিদ্যুৎ রাসায়নিকভাবে জমা করে রাখা সম্ভব নয়।
তাই বিদ্যুতের তারের মাধ্যমে বাসাবাড়িতে এসি বিদ্যুৎ আনা হলেও প্রতিটি ইলেকট্রনিক ডিজাইসে একটা অ্যাডাপ্টর রাখা হয়। এই যন্ত্রাংশটিই ২২০ ভোল্টকে প্রয়োজন অনুসারে ৫ বা ১২ ভোল্টে নামিয়ে আনে। অন্যদিকে রেক্টিফায়ার নামের একটি সার্কিট এসি বিদ্যুৎকে রূপান্তর করে ডিসি বিদ্যুতে।
এসি কারেন্ট প্রতি সেকেন্ডে বহুবার দিক পরিবর্তন করে এবং ভোল্টেজ ওঠানামা করে। কিন্তু ইলেকট্রনিক সার্কিটের জন্য একদম স্থির এবং একমুখী বিদ্যুতের প্রয়োজন হয়।
তাহলে এসি বিদ্যুতের দরকার কী
স্বাভাবিকভাবেই প্রশ্ন আসে, আমাদের বেশিরভাগ যন্ত্রপাতি যদি ডিসি ব্যবহার করা হয়, তাহলে এসি বিদ্যুতের কাজ কী? বিদ্যুৎ কোম্পানিগুলো এসি বিদ্যুৎই-বা তৈরি করে কেন?
এর প্রধান কারণ পরিবহন সুবিধা। ডিসি কারেন্ট বেশিদূর যেতে পারে না। অল্প দূরত্ব যেতেই ভোল্টেজ হারায়। তার মানে প্রতি দেড় মাইলে একটা করে পাওয়ার স্টেশন বানাতে হবে। কিন্তু এসি বিদ্যুতের সুবিধাটা এখানেই।
বিদ্যুৎ কেন্দ্রগুলো সাধারণত লোকালয় থেকে অনেক দূরে (যেমন কাপ্তাই জলবিদ্যুৎ বা রূপপুর পারমাণবিক কেন্দ্র) তৈরি করা হয়। সেখান থেকে শত শত মাইল দূরে বিদ্যুৎ পাঠানোর সময় তারের ভেতর দিয়ে যেতে প্রচুর বিদ্যুৎ তাপ হিসেবে নষ্ট হয়। কিন্তু ভোল্টেজ যত বাড়ানো হয়, অপচয় তত কমে। ট্রান্সফরমারের মাধ্যমে এসির ভোল্টেজকে মুহূর্তেই কয়েক লাখ ভোল্টে তুলে দেওয়া যায়। এত উচ্চ ভোল্টেজে বিদ্যুৎ পাঠালে অপচয় হয় সর্বনিম্ন।
ডিসির ক্ষেত্রে ভোল্টেজ এভাবে বাড়ানো বা কমানো ঐতিহাসিকভাবে অনেক কঠিন ও ব্যয়বহুল ছিল। প্রায় দেড় শ বছর আগে বিজ্ঞানী টমাস আলভা এডিসন (ডিসির পক্ষে) এবং নিকোলা টেসলার (এসির পক্ষে) মধ্যে যে কারেন্ট ওয়ার শুরু হয়েছিল, তার ফল আজও আমরা ভোগ করছি।
বিদ্যুৎ কেন্দ্রগুলো সাধারণত লোকালয় থেকে অনেক দূরে তৈরি করা হয়। সেখান থেকে শত শত মাইল দূরে বিদ্যুৎ পাঠানোর সময় তারের ভেতর দিয়ে যেতে প্রচুর বিদ্যুৎ তাপ হিসেবে নষ্ট হয়।
সেই যুদ্ধে এসি জিতেছিল পরিবহন সুবিধার কারণে। আসলে ডিসি ভোল্টেজ সহজে বাড়ানো যায় না। তাই ডিসি কারেন্ট পরিবহনে প্রচুর শক্তি অপচয় হয়। এডিসনের সময়ে দেখা যেত, বিদ্যুৎ কেন্দ্র থেকে মাত্র ১-২ মাইল দূরে যেতেই ভোল্টেজ এত কমে যেত যে বাতি ঠিকমতো জ্বলত না। ডিসি বিদ্যুৎ কম ভোল্টেজে পাঠাতে হলে অনেক বেশি কারেন্ট প্রবাহিত করতে হয়। আর বেশি কারেন্ট বহনের জন্য তারের পুরুত্ব বা ব্যাস অনেক বেশি হতে হয়। হাজার হাজার মাইল জুড়ে এত মোটা তামার তার বিছানো অর্থনৈতিকভাবে অসম্ভব। অন্যদিকে, উচ্চ ভোল্টেজের এসি বিদ্যুৎ চিকন তার দিয়েও অনায়াসে অনেক দূরে পাঠানো যায়।
আবার ট্রান্সফর্মার ব্যবহার করে ভোল্টেজ বাড়িয়ে দীর্ঘ দূরত্বে পাঠানো যায়। তারপর আবার ভোল্টেজ কমিয়ে বাসাবাড়িতে নিয়ে যাওয়া যায়। অর্থাৎ কম খরচে, বেশি দূরত্বে পাঠানো যায়। ট্রান্সফর্মার দিয়ে এই কাজটা এসিতে করা পানির মতো সহজ, কিন্তু ডিসিতে তা খুবই ব্যয়বহুল ও জটিল। তাই বিদ্যুৎ কেন্দ্র থেকে ২ লাখ ২০ হাজার ভোল্টে বিদ্যুৎ পাঠিয়ে আপনার বাসার কাছে এসে তা ২২০ ভোল্টে নামিয়ে আনা হয়। ডিসির ক্ষেত্রে এটি করা অনেক কঠিন, তাই দূরপাল্লায় বিদ্যুৎ পাঠাতে এসি ব্যবহার করা হয়।