বিজ্ঞাপন
বিজ্ঞাপন
default-image

২ নং ছবির গ্রাফটিতে যে আকার বা প্যাটার্নটি আমরা দেখতে পাচ্ছি, তাকে বলা হয় স্কয়ার ওয়েভ (Square wave)। অর্থাৎ পরিবর্তনের সময় একটি সমকোণী চতুর্ভুজের মতো প্যাটার্নটি ৯০ ডিগ্রি কোণে পরিবর্তিত হচ্ছে। আমরা ব্যাটারি দুটিকে সুইচ দিয়ে পাল্টাতে থাকলে এ ধরনের কারেন্টের আকার দেখতে পাব। সাধারণত আমরা মেইনস লাইনের মাধ্যমে যে এসি পাই, তা আসে বিদ্যুত্চুম্বকীয় জেনারেটর থেকে। মাইকেল ফ্যারাডের আবিষ্কৃত বিদ্যুৎ চুম্বকীয় আবেশের ওপর ভিত্তি করে জেনারেটর তৈরি করা হয়। এ ধরনের এসি উত্সকে বৃত্তের মধ্যে একটি ঢেউ আঁকা সাংকেতিক চিহ্ন দিয়ে দেখানো হয়, যেমনটি দেখানো হয়েছে ৩ নং ছবিতে। এ জেনারেটরে সহজাত যে ভোল্টেজ তৈরি হয়, তা-ও দিক পরিবর্তী বা এসি। তবে এর মানের পরিবর্তনের আকারটি ভিন্ন, ৩ নং ছবির নিচের গ্রাফের মতো, সুন্দর ঢেউখেলানো। গাণিতিক সাইন (sine) ফাংশনের প্যাটার্নের সঙ্গে এর হুবহু মিল। জেনারেটরের কার্যকরণের সঙ্গে এ মিলের বৈজ্ঞানিক কারণও রয়েছে। তাই এ ধরনের প্যাটার্নকে বলা হয় সাইন ওয়েভ আর এ ধরনের জেনারেটরকে বলা হয় সাইন ওয়েভ জেনারেটর।

এবার আসা যাক আমাদের মূল বিষয়ে। ডায়োড ব্যবহার করে এসিকে কীভাবে ডিসিতে রূপান্তর করা যাবে। আমরা আগের পর্বে দেখেছি, ডায়োড একদিকে কারেন্ট চলতে দেয়, উল্টো দিকে দেয় না। তাহলে ব্যাপারটা খুবই সহজ হবে গেল না কি? ৩ নং সার্কিটের মধ্যে সুবিধামতো জায়গায় একটি ডায়োড বসিয়ে দিলেই হলো, যেমনটি দেখিয়েছি আমরা ৪ নং ছবিতে। এখানে ডায়োডটি কেবল তার সংকেতের তিরচিহ্নিত দিকে কারেন্ট চলতে দেয়, উল্টো দিকে দেয় না। কারেন্টটির দিকও ছবিতে দেখানো হয়েছে। লোড রেজিস্টর RL-এর ভেতর দিয়ে কারেন্ট IL1 চলার কারণে RL-এর ওপরের প্রান্তে যে ভোল্টেজ তৈরি হবে, তার পরিমাণ হবে VL1 = IL1 X RL, ওহমের সূত্রের অনুগত সূত্রের মাধ্যমে। আর এর মানটি হবে পজিটিভ, গ্রাউন্ডের তুলনায়। তাই ‘+’ দেখানো হয়েছে ছবিতে। তবে একটা জিনিস খেয়াল করতে হবে। এখানে উেসর যে কারেন্ট প্যাটার্ন ছিল, সেটি ছিল সাইন ওয়েভ। এর পজিটিভ অর্ধেককে, অর্থাৎ ‘ক’ অংশকে ডায়োড যেতে দিচ্ছে, ‘খ’ অংশকে নয়। ৩ নং ছবির গ্রাফের নিচের অংশকে বাদ দিলেই কারেন্টের প্যাটার্নটি পেয়ে যাব, যেটি হবে তার ওপরের অংশ। আবার এ কারেন্টটির কারণে যেহেতু ওপরের সূত্র অনুযায়ী VL1 তৈরি হচ্ছে, তাই VL1 এবং IL1-এর প্যাটার্ন দুটিও একই হবে, কেবল তাদের উলম্ব (Vertical) অক্ষ রেখার নাম, মান ও একক পরিবর্তিত হবে।

যেহেতু এ ক্ষেত্রে কারেন্টের দিক অপরিবর্তিত থাকছে, তাই আমরা বলতে পারি যে আমরা এসিকে ডিসিতে রূপান্তর করতে পেরেছি। তবে আমরা অবশ্যই খেয়াল করতে পারছি যে ১ নং ছবিতে দেওয়া ব্যাটারির কারেন্ট গ্রাফের সঙ্গে এ গ্রাফের মিল নেই। আগেরটিতে কারেন্ট ও ভোল্টেজের মান সময়ের সঙ্গে বদলাত না, কিন্তু এ ক্ষেত্রে তা সময়ের সঙ্গে বদলাচ্ছে। কিন্তু দুটিই দিক অপরিবর্তী, তাই দুটিই ডিসি।

default-image

৩ নং ছবিতে যে সাইন ওয়েভ দেখানো হয়েছিল, তাকে বলা হয় পূর্ণ ওয়েভ বা Full wave (ফুল ওয়েভ)। অপর দিকে ৪ নং ছবিতে যে গ্রাফ দেখানো হয়েছে, তাতে আগের ফুল ওয়েভের অর্ধেক অংশ আছে, তাই একে বলা হয় half wave (হাফ ওয়েভ)। যেহেতু এ কারেন্ট ও ভোল্টেজের মান সময়ের সঙ্গে পরিবর্তিত হচ্ছে, একে আমরা পরিবর্তনশীল ডিসি (varying DC) বলতে পারি।

default-image

৪ নং ছবিতে আমরা গ্রাউন্ডের সাপেক্ষে পজিটিভ ডিসি উত্স তৈরি করতে পেরেছি। ডায়োডটিকে ঘুরিয়ে দিলেই আমরা গ্রাউন্ডের সাপেক্ষে নেগেটিভ ডিসি উত্সও তৈরি করতে পারব, যেমনটি দেখানো হয়েছে ৫ নং ছবিতে। এখানে ৩ নং ছবির ফুল ওয়েভের ‘খ’ অংশের হাফ ওয়েভ কাজ করছে এবং আউটপুটের VL2 ভোল্টেজটি হচ্ছে নেগেটিভ।

তাহলে দেখা গেল, আমরা খুব সহজেই এসিকে ডিসি করতে পারি। তবে এ পরিবর্তনশীল ডিসি দিয়ে কোনো কোনো যন্ত্র চালানো গেলেও সব ব্যাটারিচালিত যন্ত্র চালানো যাবে না। যেমন এটি দিয়ে রেডিও চালালে একটি ‘ঘ..র..র...’ শব্দ তৈরি হবে। এটি আসবে ভোল্টেজের নিয়মিত বাড়া-কমার কারণে।

আর মেইন লাইনের বিদ্যুৎ সেকেন্ডে ৫০ বার পরিবর্তিত হয় বলে ৫০ হার্টজ ফ্রিকোয়েন্সির শব্দ হবে এটি—যা আমরা শুনতে পাই। পরবর্তী পর্যায়গুলোতে আমরা আলোচনা করব কীভাবে এই পরিবর্তনশীল ডিসিকে ব্যাটারির ডিসির মতো স্থির মানে নেওয়া যায়।

default-image

ও, আরেকটি কথা। এ ডায়োডকে কেন রেকটিফায়ার ডায়োড বলা হয়? ঐতিহাসিকভাবে ব্যাটারির মাধ্যমেই মানুষ চলবিদ্যুৎ পেয়েছে। তাই ব্যাটারির স্থির মানকেই আমরা বিশুদ্ধ বিদ্যুতের রূপ কল্পনা করে নিয়েছি। পরে যখন জেনারেটর আবিষ্কারের পর এসি আসতে শুরু করল, এটি আমাদের কল্পনায় হলো ‘দূষিত’ বা অবিশুদ্ধ। অতএব ‘অবিশুদ্ধ’ বিদ্যুৎকে যে ‘বিশুদ্ধ’ করতে পারবে, তার নাম রেকটিফায়ার বা সংশোধক হওয়াটাই তো স্বাভাবিক।

লেখক: অধ্যাপক, বায়োমেডিকেল ফিজিকস অ্যান্ড টেকনোলজি বিভাগ, ঢাকা বিশ্ববিদ্যালয়

* লেখাটি ২০১৭ সালে বিজ্ঞানচিন্তার সেপ্টেম্বর সংখ্যায় প্রকাশিত

পদার্থবিজ্ঞান থেকে আরও পড়ুন
মন্তব্য করুন
বিজ্ঞাপন
বিজ্ঞাপন