হুইটস্টোন ব্রিজ পদ্ধতিতে সমস্যার সমাধান | ইলেকট্রিক্যাল এন্ড ইলেকট্রনিক্স মেজারমেন্টস – ০২

একাডেমিক ডেস্ক, ইলেক্ট্রিক্যাল গুরুকুল, GOLN

3 years ago

হুইটস্টোন ব্রিজ পদ্ধতিতে সমস্যার সমাধান ক্লাসটি “ইলেকট্রিক্যাল এন্ড ইলেকট্রনিক্স মেজারমেন্টস – ০২ [Electrical and Electronic Measurements-02 ]” কোর্সের “অধ্যায় ০৫/Chapter 05” এ পড়ানো হয় | এই ক্লাসটি বাংলাদেশ কারিগরি শিক্ষা বোর্ড [Bangladesh Technical Education Board] এর পলিটেকনিক [Polytechnic] ডিসিপ্লিন এর ৬ষ্ঠ সেমিস্টার, ইলেকট্রিক্যাল টেকনোলজি [ 6th Semester, Electrical Technology ] এ পড়ানো হয়।

হুইটস্টোন ব্রিজ পদ্ধতিতে সমস্যার সমাধান

হুইটস্টোন সেতু মূলত ব্যবহৃত হয় অজানা রোধের মান নির্ণয় করতে। সেতু বর্তনীটিতে তড়িৎ প্রবাহে ভারসাম্য এনে তড়িৎ ও বৈদ্যুতিন বর্তনীর অজানা রোধের পরিমাপ করা হয়। সেতুর একটি বাহুতে অজানা রোধটি থাকে। বর্তনীর প্রাথমিক সুবিধা হলো এর দ্বারা অত্যন্ত নির্ভুলভাবে পরিমাপ করা যায় (সাধারণ ভোল্টেজ বিভাজক বিধি দিয়ে এ সূক্ষ্ম পরিমাপ নেওয়া যায় না)। এর কার্যপ্রণালি মূল বিভব মাপকের মতো।

১৮৩৩ সালে স্যামুয়েল হান্টার ক্রিস্টি এ সেতু উদ্ভাবন করেছিলেন এবং ১৮৪৩ সালে স্যার চার্লস হুইটস্টোন এটিকে উন্নত এবং জনপ্রিয় করে তুলেছিলেন। হুইটস্টোন সেতুর অন্যতম প্রাথমিক ব্যবহার ছিল মাটি পরীক্ষণ এবং তুলনা করার জন্য।

চিত্র অনুযায়ী, $<img decoding="async" src="https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/d00293eef2122e0d38951629d0b5537d1706909d" alt="{\displaystyle \scriptstyle R_{x}}" aria-hidden="true" width="936.4" height="793.3">$ হল স্থির কিন্তু অজানা রোধ, যার পরিমাপ করতে হবে।

পার্স করতে ব্যর্থ (সম্ভব হলে ম্যাথএমএল (MathML) (পরীক্ষামূলক): “http://localhost:6011/bn.wikipedia.org/v1/” সার্ভার থেকে অবৈধ উত্তর (“Math extension cannot connect to Restbase.”):): {\displaystyle \scriptstyle R_1,} $2,<img decoding="async" src="https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/3831cdbc5fdaf11731e15c66b46d4e5bb36639bc" alt="{\displaystyle \scriptstyle R_{2},}" aria-hidden="true" width="1092" height="793.3">$ এবং $3<img decoding="async" src="https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/6c9728936d651e814d7912bbfab9369422ff7c52" alt="{\displaystyle \scriptstyle R_{3}}" aria-hidden="true" width="895.1" height="865.1">$ জানা রোধ মাপের রোধক। এর মধ্যে $2<img decoding="async" src="https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/a8ba159f476fd116915b99d95178e2960568bac1" alt="{\displaystyle \scriptstyle R_{2}}" aria-hidden="true" width="895.1" height="793.3">$ এর রোধের মাপকে নিয়ন্ত্রণ করা যায়। $2<img decoding="async" src="https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/a8ba159f476fd116915b99d95178e2960568bac1" alt="{\displaystyle \scriptstyle R_{2}}" aria-hidden="true" width="895.1" height="793.3">$ মানকে পরিবর্তন করা হয় যতক্ষণ না সেতু “ভারসাম্য” অর্জন করে এবং গ্যালভানোমিটার $<img decoding="async" src="https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/caf504e3be39948a2660bc371a061a4fbec94e3c" alt="{\displaystyle \scriptstyle V_{g}}" aria-hidden="true" width="759.1" height="936.9">$ এর মধ্য দিয়ে কোনও তড়িৎ প্রবাহিত হয় না। এই সময়ে, দুটি মধ্য বিন্দুর (B এবং D) মধ্যে বিভব হবে শূন্য।

সুতরাং দুটি বাহুতে দুটি জানা রোধের অনুপাত পার্স করতে ব্যর্থ (সম্ভব হলে ম্যাথএমএল (MathML) (পরীক্ষামূলক): “http://localhost:6011/bn.wikipedia.org/v1/” সার্ভার থেকে অবৈধ উত্তর (“Math extension cannot connect to Restbase.”):): {\displaystyle \scriptstyle (R_2 / R_1)} অজানা বাহুর দুটি রোধের অনুপাতের $(3)<img decoding="async" src="https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/0a2281bb3d627f9f1aaae7cf8cdf49b39a15f7f0" alt="{\displaystyle \scriptstyle (R_{x}/R_{3})}" aria-hidden="true" width="2736.2" height="936.9">$ সমান। সেতু যদি ভারসাম্যহীন থাকে, তড়িতের অভিমুখ থেকে বোঝা যায় $2<img decoding="async" src="https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/a8ba159f476fd116915b99d95178e2960568bac1" alt="{\displaystyle \scriptstyle R_{2}}" aria-hidden="true" width="895.1" height="793.3">$ খুব বেশি বা খুব কম কিনা।

ভারসাম্যের সময়,

$<img decoding="async" src="https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/1d10637c0ae2c1ef7ee40aa0d5f8cce2108367b7" alt="{\displaystyle {\begin{aligned}{\frac {R_{2}}{R_{1}}}&={\frac {R_{x}}{R_{3}}}\\[4pt]\Rightarrow R_{x}&={\frac {R_{2}}{R_{1}}}\cdot R_{3}\end{aligned}}}" aria-hidden="true" width="7710" height="5385.9">$

একটি গ্যালভানোমিটার দিয়ে তড়িৎ প্রবাহ হচ্ছে কি না তা অত্যন্ত নির্ভুলভাবে পর্যবেক্ষণ করা যেতে পারে। অতএব, যদি $1,<img decoding="async" src="https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/eab1d2d9dcb704ff83294f77d9ec400338f7d5a9" alt="{\displaystyle \scriptstyle R_{1},}" aria-hidden="true" width="1092" height="793.3">$ $2,<img decoding="async" src="https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/3831cdbc5fdaf11731e15c66b46d4e5bb36639bc" alt="{\displaystyle \scriptstyle R_{2},}" aria-hidden="true" width="1092" height="793.3">$ এবং $3<img decoding="async" src="https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/6c9728936d651e814d7912bbfab9369422ff7c52" alt="{\displaystyle \scriptstyle R_{3}}" aria-hidden="true" width="895.1" height="865.1">$ নির্ভুল ভাবে জানা থাকে, তাহলে $<img decoding="async" src="https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/d00293eef2122e0d38951629d0b5537d1706909d" alt="{\displaystyle \scriptstyle R_{x}}" aria-hidden="true" width="936.4" height="793.3">$ কেও নির্ভুল ভাবে পরিমাপ করা যেতে পারে। $<img decoding="async" src="https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/d00293eef2122e0d38951629d0b5537d1706909d" alt="{\displaystyle \scriptstyle R_{x}}" aria-hidden="true" width="936.4" height="793.3">$ এর খুব ছোট পরিবর্তন হলেও ভারসাম্য ব্যাহত হয় এবং সহজেই বোঝা যেতে পারে।

অন্যভাবে, যদি $1,<img decoding="async" src="https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/eab1d2d9dcb704ff83294f77d9ec400338f7d5a9" alt="{\displaystyle \scriptstyle R_{1},}" aria-hidden="true" width="1092" height="793.3">$ $2,<img decoding="async" src="https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/3831cdbc5fdaf11731e15c66b46d4e5bb36639bc" alt="{\displaystyle \scriptstyle R_{2},}" aria-hidden="true" width="1092" height="793.3">$ এবং $3<img decoding="async" src="https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/6c9728936d651e814d7912bbfab9369422ff7c52" alt="{\displaystyle \scriptstyle R_{3}}" aria-hidden="true" width="895.1" height="865.1">$ জ্ঞাত হয়, কিন্তু $2<img decoding="async" src="https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/a8ba159f476fd116915b99d95178e2960568bac1" alt="{\displaystyle \scriptstyle R_{2}}" aria-hidden="true" width="895.1" height="793.3">$ নিয়ন্ত্রনযোগ্য না হয়, মিটার জুড়ে বিভব পার্থক্য বা মিটারের মধ্যে দিয়ে তড়িৎ প্রবাহের মান ব্যবহার করে $,<img decoding="async" src="https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/5d320d48b8e274237feb4c86a58beeb64a8a51ee" alt="{\displaystyle \scriptstyle R_{x},}" aria-hidden="true" width="1133.3" height="793.3">$ এর মান নির্ণয় করা যায়। এর জন্য কার্শফের বর্তনীর সমীকরণসমূহ দরকার হয়। এই বিন্যাসটি প্রায়শই বিকৃতি মাপন এবং রোধ থার্মোমিটার দিয়ে পরিমাপের ক্ষেত্রে ব্যবহৃত হয়। এর বড় কারণ হল একটি রোধকে শূন্য বিভবে নিয়ে আসার থেকে, কোন মিটার থেকে বিভবের পরিমাপ করা অনেক দ্রুত ও সহজ হয়।

হুইটস্টোন ব্রিজ পদ্ধতিতে সমস্যার সমাধান নিয়ে বিস্তারিত :

আরও দেখুনঃ