বৈদ্যুতিক পাখা ধীরে বা জোরে ঘুরলে বিদ্যুৎ খরচ কি একই হয় ? ইঞ্জিনিয়ারিং দৃষ্টিকোণ থেকে ব্যাখ্যা করা হলো

 বৈদ্যুতিক পাখার বিদ্যুৎ খরচ ব্যাখ্যা করতে ইলেকট্রিক্যাল ইঞ্জিনিয়ারিং এর প্রেক্ষাপটে কিছু প্রযুক্তিগত বিষয় আলোচনা করতে হয়, যেমন মোটরের গঠন, পাওয়ার ড্র, এবং বিদ্যুৎ-গতি সম্পর্ক।

১. মোটরের কার্যপ্রণালী এবং বিদ্যুৎ খরচ

বৈদ্যুতিক পাখার মোটর সাধারণত সিঙ্গেল-ফেজ ইন্ডাকশন মোটর বা ক্যাপাসিটার স্টার্ট ক্যাপাসিটার রান (CSCR) মোটর দিয়ে তৈরি হয়। যখন মোটর চালু হয়, তখন এটি একটি নির্দিষ্ট Rated Power (যেমন ৭৫ ওয়াট) অনুযায়ী শক্তি খরচ করে। মোটরের পাওয়ার খরচ নির্ধারণের জন্য একটি সাধারণ সূত্র ব্যবহার করা হয়:

\text{Power (W)} = \text{Voltage (V)} \times \text{Current (I)} \times \text{Power Factor} \times \text{Efficiency}

এখানে,

Voltage (V): মোটরের ইনপুট ভোল্টেজ

Current (I): মোটরে প্রবাহিত কারেন্ট

Power Factor: মোটরের ফেজ অ্যাঙ্গেলের কসমিক অংশ, যা সঠিক পাওয়ার ড্রকে বোঝায় (সাধারণত ০.৮ থেকে ০.৯)

Efficiency: মোটরের কর্মদক্ষতা (সাধারণত ৮০%-৯০%)

২. মোটরের গতি (Speed) এবং বিদ্যুৎ খরচের সম্পর্ক

মোটরের গতি নিয়ন্ত্রণ করা হয় স্ট্যাটরের কয়েলগুলিতে ভোল্টেজ নিয়ন্ত্রণের মাধ্যমে। পাখার গতি কমালে ভোল্টেজ ও কারেন্টের পরিমাণও কিছুটা কমে, কিন্তু বিদ্যুৎ খরচের হ্রাস রৈখিক নয়। সাধারণত, মোটর গতি কমলে, মোটরের মেকানিকাল লোড (Mechanical Load) এবং টর্ক (Torque) কমে, যার ফলে মোটরের শক্তি খরচও কিছুটা কমে। কিন্তু কিছু মূল বিষয় মাথায় রাখতে হবে:

1. Fan Load Characteristics: পাখার লোড (বায়ু প্রতিরোধ) বর্গফল নিয়ম (Square Law) অনুযায়ী কাজ করে। অর্থাৎ, মোটরের গতি বা RPM (Revolutions Per Minute) দ্বিগুণ করলে বিদ্যুৎ খরচ প্রায় চারগুণ বেড়ে যায়।

2. Power Consumption vs. Speed Control: পাখার গতি কমানোর জন্য রেজিস্টিভ বা ক্যাপাসিটিভ নিয়ন্ত্রণ ব্যবহার করা হয়, যেমন Fan Regulator। রেজিস্টিভ নিয়ন্ত্রণে কিছু শক্তি তাপ আকারে নষ্ট হয়, তাই গতি কমালেও মোটর নিজেই একটি নির্দিষ্ট পরিমাণ বিদ্যুৎ খরচ করে। ক্যাপাসিটিভ নিয়ন্ত্রণে কম শক্তি অপচয় হয়, তাই এটি বেশি কার্যকর।

3. মোটরের Torque-Speed Curve: ইন্ডাকশন মোটরের Torque-Speed Characteristics অনুযায়ী, মোটর যখন পূর্ণ গতিতে চলে, তখন তার Rated Power Consumption (যেমন ৭৫ ওয়াট) থাকে। কিন্তু গতি কমানোর সময় টর্ক ও পাওয়ার খরচ হ্রাস পায়, যার ফলে পাওয়ার ড্র একটু কমে, কিন্তু খুব বেশি কমে না।

৩. উদাহরণ দিয়ে বিশ্লেষণ

ধরা যাক, একটি ৭৫ ওয়াটের পাখা পূর্ণ গতিতে চলছে:

Speed 5 (Full Speed): ৭৫ ওয়াট বিদ্যুৎ খরচ

Speed 3 (Medium Speed): প্রায় ৫০-৫৫ ওয়াট বিদ্যুৎ খরচ

Speed 1 (Low Speed): প্রায় ৩০-৪০ ওয়াট বিদ্যুৎ খরচ

এক্ষেত্রে, গতি কমানো হলে বিদ্যুৎ খরচ কমে, কিন্তু Efficiency Loss এবং Reactive Power (যা বিদ্যুৎ খরচে প্রভাব ফেলে) থাকার কারণে বিদ্যুৎ খরচ ১:১ হারে কমে না।

৪. বিদ্যুৎ খরচের আরও নির্দিষ্ট বিশ্লেষণ

বিদ্যুৎ খরচ নির্ধারণে পাখার গতির সঙ্গে কয়েকটি নির্দিষ্ট নিয়ম মানা হয়:

\text{Power} \propto \text{Speed}^3

অর্থাৎ, গতি দ্বিগুণ করলে বিদ্যুৎ খরচ আটগুণ বৃদ্ধি পায়, এবং অর্ধেক করলে বিদ্যুৎ খরচ প্রায় ৮ ভাগের ১ অংশে চলে আসে। তবে, বাস্তবে বিদ্যুৎ খরচ প্রায় ৪০-৫০% পর্যন্ত কমতে পারে কারণ অন্যান্য উপাদানগুলিও বিদ্যুৎ খরচে ভূমিকা রাখে।

৫. উপসংহার

পাখার গতি কমালে বিদ্যুৎ খরচ কমে, কিন্তু এটি গতি অনুযায়ী সম্পূর্ণ রৈখিকভাবে কমে না।

কার্যকারণ এবং টর্ক নিয়ন্ত্রণের উপর ভিত্তি করে বিদ্যুৎ খরচ নির্ভর করে।

ক্যাপাসিটিভ রেগুলেটর ব্যবহার করলে বিদ্যুৎ খরচ নিয়ন্ত্রণ আরও কার্যকরভাবে করা যায়।

এই বিশ্লেষণ ইলেকট্রিক্যাল ইঞ্জিনিয়ারিংয়ের দৃষ্টিকোণ থেকে পাখার বিদ্যুৎ খরচের বিষয়টি স্পষ্টভাবে তুলে ধরে।