டிரான்ஸ்பார்மர் வெடிப்பது எதனாலே??

டிரான்ஸ்பார்மர் யாவரும் அறிவர்! ஆங்காங்கே சாலைகளில் தென்படும் ஒரு பெரிய சாதனம்! இது ஏன் எப்போதாவது வெடிகுண்டு  போல் வெடிக்கிறது என்பதை தெரிந்து கொள்வதற்கு முன்னே, அதை எதற்காக உபயோகம் செய்கிறார்கள் , அது என்ன வேலை செய்கிறது என்பதனை ஒரு எட்டு எட்டி பார்த்து விட்டு வந்து விடுவோம்!

டிரான்ஸ்பார்மரை தமிழில் அழகாக மின்மாற்றி என்று அழைப்பர்! ஆம், அதன் பெயருக்கு தகுந்தாற் போல் , மின்சாரத்தை மாற்றி கொடுக்கின்றது! அவ்வாறு மின்சாரத்தை மாற்றி கொடுப்பதன் அவசியம் தான் என்ன என்ற சந்தேகம் தோன்றுகிறது அல்லவா?? அந்த சந்தேகத்தை முதலில் நிவர்த்தி செய்து விடுவோம்!

மின்சார வாரியம் , மின்சாரத்தை உற்பத்தி செய்து , அதை தனது வாடிக்கையாளர்களுக்கு விநியோகம் செய்வதற்கு ,அதை  உற்பத்தி ஆகும் இடத்திலிருந்து( வெகு தூரத்தில் இருந்து ) மின் கம்பிகளின் வழியே அனுப்ப வேண்டும்! அவ்வாறு மின்சாரத்தை மின் கம்பிகளின் வழியே அனுப்பும் போது, நம் வீடுகளுக்கு வழங்கப்படும் 230 வோல்ட் மின் அழுத்தத்தில் , மின்சாரத்தை அனுப்பினால் , மின்சக்தி விரயம்(Energy loss)ஏற்படும்!

அத்தகைய மின்சக்தி விரயத்தை தடுப்பதற்காக , மின்வாரியம் ,உற்பத்தி செய்யப்படுகின்ற மின்சாரத்தை , உயர் மின்அழுத்தத்தில் , அதாவது பல ஆயிரம்  வோல்ட் உயர் மின் அழுத்தத்தில்(High Voltage) , மின் கம்பிகளின் வழியே அனுப்புகின்றது!  இவ்வாறு , உயர் மின் அழுத்தத்தில், அனுப்பப்படுகின்ற மின்சாரத்தை , அப்படியே நம் வீடுகளில் உள்ள மின் உபகரணங்களுக்கு கொடுத்து விட முடியாது! அவ்வாறு , தப்பி தவறி குடுக்க நினைத்தால் , அந்த உபகரணங்கள் அனைத்தும் சுக்கு நூறாக வெடித்து சிதறி விடும். ஏனெனில் , நம் வீடுகளில் உபயோகப்படுத்த்தப்படும்  உபகரணங்கள் எல்லாம் , 220-250வோல்ட் குறைவான மின் அழுத்தத்தில், வேலை செய்யும் வண்ணம் வடிவமைக்கப் பட்டிருக்கின்றன! ஆக, மின்மாற்றியின் வேலை என்ன என்பது நான் இங்கே சொல்லாமலே உங்களுக்கு விளங்கி இருக்கும். அமாங்க! மின்மாற்றியின் வேலை , உயர் மின் அழுத்தத்தில் வரும் மின்சாரத்தை , நம் வீடுகளில் உள்ள உபகரணங்களை ஓட வைக்க தேவையான குறைந்த அழுத்தத்திற்கு(230Volt) மாற்றி கொடுப்பதே ஆகும்!

 

இனி, இந்த பெரிய சாதனத்தின் உள்ளே அப்படி என்னதான் இருக்கிறது என்று ஒரு பார்வை பார்த்து விடுவோம்.  இந்த சாதனத்தின் மைய பகுதியில், படத்தில் காட்டியது போல் ஒரு இரும்பு பட்டை இருக்கும். அந்த இரும்பு பட்டையில், இரண்டு காப்பிடப்பட்ட (Insulated )முறுக்கு கம்பிகள்(Coils ) கட்ட பட்டிருக்கும்! ஒன்று முதன்மை முறுக்கு கம்பி(Primary coil) மற்றொன்று இரண்டாவது முறுக்கு கம்பி(Secondary Coil)!

ஒரு மின்கம்பி வழியாக , மாறு திசை மின்னோட்டம்(Alternating current) கொடுக்கப்படும் போது , அந்த மின்கம்பியில் ஒரு மாறுதிசை காந்த புலம்(Alternating Magnetic field) உண்டாகும்! அவ்வாறு மாறு திசை காந்தபுலம் உண்டாகும் போது , அதன் அருகே ஒரு மின் கடத்தி(Conductor) இருந்தால் , அதிலே மின்சாரம் தூண்டப்படும்!இதை மின் காந்த தூண்டல்(Electro Magnetic Induction) என்று சொல்லுவர்!

அதே போல , இங்கே முதன்மை முறுக்கு கம்பியில் ஒரு மாறுதிசை மின்னோட்டம் கொடுக்கப்படுகிறது . அந்த மாறுதிசை மின்னோட்டத்தால் ஒரு மாறுதிசை காந்தபுலம் உண்டாகிறது . முதன்மை முறுக்கு கம்பியில் ஏற்படும் மாறுதிசை காந்த புலத்தால் , பக்கத்தில் இருக்கும் இரண்டாவது முறுக்கு கம்பியில் , மின்சாரம் தூண்டப்படுகிறது! சரி , மின்அழுத்த மாற்றம் எப்படி உண்டாகிறது என்பதை அடுத்து பார்க்கலாம்!

இந்த முதன்மை முறுக்கு கம்பி(Primary coil) , மின்சார உற்பத்தி நிலையத்தில் இருந்து , உயர் மின் அழுத்தத்தில் அனுப்பப்படும் மின்சாரத்தை   ஏந்தி வரும் மின்கம்பிகளோடு இணைக்கப்பட்டிருக்கும். இரண்டாவது முறுக்கு கம்பி , நம் வீடுகளுக்கு, குறைவான மின் அழுத்தத்தில் கொடுக்கப்படும் மின்சாரத்தை ஏந்தி செல்லும் கம்பிகளோடு இணைக்கப்பட்டிருக்கும்!

இப்பொழுது எப்படி மின் அழுத்த மாற்றம் உண்டாகிறது என்று பார்க்கலாம்! மின் அழுத்த மாற்றத்தை உண்டு செய்வது , இந்த முறுக்கு கம்பியில் எத்தனை முறுக்குகள்(Turns) இருக்கிறது என்பதை பொறுத்தது!

முதன்மை முறுக்கு கம்பி மற்றும் இரண்டாவது முறுக்கு கம்பி இரண்டிலும் ஒரே எண்ணிக்கையில் முறுக்குகள் அமைந்திருந்தால் , எந்த மாற்றமும் இன்றி , முதன்மை முறுக்கு கம்பியில் என்ன மின் அழுத்தம் இருந்ததோ அதே மின் அழுத்தம் இரண்டாவது முறுக்கு கம்பியிலும் தூண்டப்படும்! இரண்டாவது முறுக்கு கம்பியில் தூண்டப்படும் மின்சாரமும் , முதன்மை முறுக்கு கம்பியில் ஓடும் அளவே இருக்கும்!

முதன்மை முறுக்கு கம்பியில் இருக்கும் முறுக்கின் எண்ணிக்கையை விட குறைவாக இரண்டாவது முறுக்கு கம்பியில் முறுக்குகள் அமைந்திருக்கும் போது , மின் அழுத்த மாற்றம் உண்டாகும்! இங்கே , உயர் மின்அழுத்த மின்சாரம் , குறைவான மின்அழுத்த மின்சாரமாக மாற்றம் பெறுகிறது! இதனை படி குறைப்பு மின்மாற்றி (Stepdown Transformer)  என்று அழைப்பர் !

      

முதன்மை முறுக்கு கம்பியில் உள்ள முறுக்குகளை காட்டிலும் எண்ணிக்கை அதிகமாக இரண்டாவது முறுக்கு கம்பியில் முறுக்குகள் அமைந்திருக்கும் போது , மின் அழுத்த மாற்றம் உண்டாகும் ! இங்கே , குறைவான அழுத்தம் உள்ள மின்சாரம் , அதிக அழுத்தம் உள்ள மின்சாரமாக மாற்றம் பெறுகிறது ! இதனை  படி உயர்த்தி மின்மாற்றி (Step  Up Transformer )என்று அழைப்பர்!

சாலையில் காணப்படும் பெரிய மின்மாற்றிகளை  கொஞ்ச நேரம் மறந்துடுங்க! நம் வீட்டுக்குள்ளேயே நிறைய குட்டி குட்டி மின்மாற்றிகள் இருக்கின்றன! ஆச்சரியமாக இருக்கிறது அல்லவா! நம் வீட்டில் உள்ள எல்லா மின் உபகரணங்களுக்கும் 220-240வோல்ட் மின் அழுத்தம் தேவை படுவதில்லை . அதாவது நம் மடிகணினி(Laptop), செல்போன் போன்ற உபகரணங்களுக்கு குறைவான மின் அழுத்தம் , குறைவான அளவு மின்சாரம் போதுமானது!  நீங்கள் அவற்றின் குண்டு சார்ஜரை(Charger) ஒரு எட்டு ஆராய்ந்து பார்த்தீர்களானால் ,  அதன் உள்ளே ஒளிந்திருக்கும் குட்டி மின்மாற்றிகளை கண்டு பிடித்து விடலாம் !

ஒவ்வொரு மின் உபகரணத்துக்கும் ஏற்றாற் போல் மின் அழுத்தத்தை மாற்றி கொடுக்கும் இந்த மின் மாற்றி , நிஜமாகவே ஒரு வரப்பிரசாதம் தான்! சரி , கடைசியாக ஏன் இந்த மின்மாற்றி , எப்பொழுதாவது , வெடித்து நம்மை பயமுறுத்துகிறது என்று பார்த்து விடுவோம்!

ஏற்கனவே மின்மாற்றியின் உள்ளே என்னென்ன இருக்கிறது என்று பார்த்தோம். அந்த மொத்த கட்டமைப்பையும், சூடு ஏறாமல் குளிர்ச்சியாக வைத்து கொள்ள, கனிம எண்ணெய்(Mineral oil) குளிரூட்டியாக(Coolant) பயன்படுத்த படுகிறது.

   

மின்மாற்றி வெடிப்பதற்கான முதல் காரணம் , புயல் நேரங்களில் ,மின்கம்பிகளை எதிர்பாராமல் தாக்கும் மின்னல் போன்றவற்றால் தான்! அவ்வாறு மின்கம்பிகளை , மின்னல் பதம் பார்க்கும் போது ,மின் கம்பிகளில் ஒரு மின் சக்தி எழுச்சி(Power Surge ) ஏற்படும்! அத்தகைய மின்சக்தி எழுச்சியால், மின்மாற்றிக்கு அதிகமான மின்சுமை(Power Overload ) உண்டாகும். அதிகப்படியான மின்சுமையால், மின்மாற்றியின் உள்ளே இருக்கும் முறுக்கு கம்பிகள் அதிகமாக சூடாகி, தீப்பொறி கிளம்பும்! அப்படி கிளம்பும் தீப்பொறி , மின்மாற்றியின் உள்ளே குளிரூட்டியாக செயல்படும் கனிம எண்ணெய்யை தீ பற்ற வைத்து விடும். கனிம எண்ணெயில் தீ பற்றியவுடன் , மின்மாற்றியின் உள்ளே அழுத்தம்(Pressure) அதிகமாகி டமார்.. என்ற பெரும் சப்தத்துடன் வெடித்து விடுகிறது!

மேலும் , மின்சார விநியோக அமைப்பில் , ஏதேனும் ஒரு இடத்தில் மின்கம்பியில் பழுதோ , இல்லை மின் சாதனத்தில் பழுதோ ஏற்படின், அதிக அளவு மின்சாரம் , மின்மாற்றியில் பாய்ந்து, அது வெடிப்பதற்கு ஏதுவாகிறது!
மின்மாற்றியின் உள்ளே, நடு மையத்தில் இருக்கும் இரும்பு பட்டையில் , சுற்றி கட்ட பட்டிருக்கும், காப்பிடப்பட்ட முறுக்கு கம்பிகளில், காப்புகள்(Insulation) நாளடைவில் சேதம் அடையும் போது , குறுகிய சுற்று ஏற்படுவதற்கான வாய்ப்புகள் அதிகம்! மின்மாற்றி வெடிப்பதற்கான முக்கியமான காரணங்களில் இதுவும் ஒன்று!

இத்தகைய ஆபத்துகள் எதுவும் நேராமல் மின்மாற்றியை காக்க, அதன் உள்ளே பாதுகாப்பு அமைப்பு இல்லையா?? கண்டிப்பாக இருக்கிறது! எப்பவும் வரும் மின் அழுத்தத்தை விட அதிகமான மின் அழுத்தத்தை, இந்த பாதுகாப்பு அமைப்பு உணர்ந்து , மின்மாற்றியை வேலை நிறுத்தம் செய்ய வைக்க சுமார் 60 கணப்பொழுது(mill seconds ) தேவைப்படும். அப்படி வேலை நிறுத்தம் செய்ய வைக்க தவறி விடும் போது , மின்மாற்றி வெடிப்பது தவிர்க்க முடியாது போய் விடுகிறது !