একটি 12V DC মোটর কত বিদ্যুৎ উৎপাদন করতে পারে? (1W থেকে 150W)

একটি 12V DC মোটর কত শক্তি উৎপন্ন করতে পারে

A 12V ডিসি মোটর একটি জেনারেটর হিসাবে ব্যবহৃত সাধারণত মধ্যে উত্পাদন 1W এবং 150W বৈদ্যুতিক শক্তি, এর শারীরিক আকার, ঘুরার নকশা এবং এটি কত দ্রুত কাটছে তার উপর নির্ভর করে। একটি ছোট শখ-আকারের মোটর (যেমন একটি 130-আকার বা 385-আকারের ইউনিট) উচ্চ RPM-তেও শুধুমাত্র 1-15W উৎপন্ন করে, যখন একটি বড় গিয়ারযুক্ত মোটর যেমন একটি গাড়ির ওয়াইপার বা উইন্ডো মোটর উচ্চ টর্ক উইন্ডিংয়ের কারণে অনেক কম RPM-এ 20-50W উৎপন্ন করতে পারে।

মোটরটির "12V" রেটিং একটি নির্দিষ্ট উত্পাদন ক্ষমতা নয়, একটি মোটর হিসাবে ব্যবহার করার সময় এটির ডিজাইন করা অপারেটিং ভোল্টেজকে বর্ণনা করে। যখন জেনারেটর হিসাবে বিপরীত দিকে কাটা হয়, তখন এটি যে প্রকৃত ভোল্টেজ এবং শক্তি উৎপন্ন করে তা সম্পূর্ণরূপে নির্ভর করে তার রেট দেওয়া RPM-এর সাপেক্ষে ঘূর্ণন গতির উপর এবং যে লোড এর সাথে সংযুক্ত থাকে তার প্রতিরোধের উপর।

একটি ডিসি মোটর জেনারেটিং ইলেকট্রিসিটির পিছনে পদার্থবিদ্যা

যেকোন ডিসি মোটর জেনারেটর হিসাবে কাজ করতে পারে কারণ একই চুম্বক-এবং-কুণ্ডলী বিন্যাস যা ঘূর্ণন উৎপন্ন করে যখন কারেন্ট প্রবাহিত হয় তখন শ্যাফ্টটি বাইরের দিকে ঘুরলে ভোল্টেজও উৎপন্ন করে। এটি ফ্যারাডে এর ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক ইন্ডাকশন আইনের সরাসরি প্রয়োগ।

ব্যাক-ইএমএফ এবং ভোল্টেজ কনস্ট্যান্ট

প্রতিটি DC মোটরের একটি ভোল্টেজ ধ্রুবক (Ke), প্রতি RPM ভোল্টে পরিমাপ করা হয়, যা ঘূর্ণন গতির প্রতি ইউনিটে কত ভোল্টেজ তৈরি করে তা বর্ণনা করে। 3,000 RPM এর নো-লোড গতিতে 12V এর জন্য রেট করা একটি মোটরটির প্রায় Ke-এর আছে 0.004 V/RPM (12 ÷ 3,000), অর্থাৎ এটিকে বাহ্যিকভাবে ঠিক 3,000 RPM এ স্পিন করলে 12V ওপেন-সার্কিটের কাছাকাছি উৎপন্ন হবে।

কারেন্ট কানেক্টেড লোডের উপর নির্ভর করে

ভোল্টেজ একা পাওয়ার আউটপুট নির্ধারণ করে না; বর্তমান বিষয়গুলি সমানভাবে। যে কারেন্ট প্রবাহিত হয় তা মোটর অভ্যন্তরীণ ঘূর্ণন প্রতিরোধ ক্ষমতা এবং যে বাহ্যিক লোড (ব্যাটারি, প্রতিরোধক, লাইট বাল্ব) সংযুক্ত থাকে উভয়ই সহ সার্কিটের মোট প্রতিরোধ দ্বারা বিভক্ত জেনারেটেড ভোল্টেজ দ্বারা সেট করা হয়।

মূল ফ্যাক্টর যা জেনারেটেড আউটপুট নির্ধারণ করে

চারটি ভেরিয়েবল একসাথে নির্ধারণ করে যে প্রদত্ত 12V DC মোটর প্রকৃত সেটআপে কতটা বিদ্যুৎ উৎপন্ন করবে।

• ঘূর্ণন গতি (RPM) - RPM এর সাথে প্রায় রৈখিকভাবে ভোল্টেজ স্কেল তৈরি করে, তাই শ্যাফটের গতি দ্বিগুণ করা ওপেন-সার্কিট ভোল্টেজকে প্রায় দ্বিগুণ করে
• উইন্ডিং রেজিস্ট্যান্স - মোটা কপার উইন্ডিং সহ মোটর (সাধারণ বড়, গিয়ারড মোটরগুলিতে) অভ্যন্তরীণভাবে কম ভোল্টেজ হারায় এবং লোডে আরও ব্যবহারযোগ্য শক্তি সরবরাহ করে
• চুম্বকের শক্তি - শক্তিশালী স্থায়ী চুম্বক RPM প্রতি আরও ভোল্টেজ প্ররোচিত করে, এই কারণেই ব্রাশহীন এবং উচ্চ-টর্ক ডিসি মোটরগুলি সাধারণত একই ভোল্টেজ রেটিং-এর সস্তা শখের মোটরগুলিকে ছাড়িয়ে যায়
• লোড রেজিস্ট্যান্স - একটি লোড যার রেজিস্ট্যান্স খুব কম তা অত্যধিক কারেন্ট টানে এবং উইন্ডিংকে অতিরিক্ত গরম করে, যখন খুব বেশি লোড কারেন্টকে সীমাবদ্ধ করে এবং সম্ভাব্য আউটপুট নষ্ট করে

মোটর আকার দ্বারা উত্পন্ন ভোল্টেজ এবং শক্তি

নীচের টেবিলটি সাধারণ 12V-রেটেড DC মোটর আকারের জন্য আনুমানিক বাস্তব-বিশ্বের আউটপুট দেয় যখন তাদের রেট করা গতির কাছাকাছি জেনারেটর হিসাবে বাহ্যিকভাবে কাটা হয়।

গিয়ারযুক্ত মোটরগুলি অনেক ধীর গতিতে ঘুরতে থাকা সত্ত্বেও ছোট অগিয়ারযুক্ত শখের মোটরগুলিকে ছাড়িয়ে যাওয়ার প্রবণতা রাখে, কারণ তাদের অভ্যন্তরীণ গিয়ারবক্সটি মোটর উইন্ডিংগুলিকে সম্পূর্ণরূপে কাঁচা RPM-এর উপর নির্ভর না করে আরও দক্ষ টর্ক-থেকে-কারেন্ট অনুপাতে কাজ করতে দেয়।

একটি নির্দিষ্ট মোটর থেকে প্রত্যাশিত আউটপুট কিভাবে গণনা করা যায়

উপরের সাধারণ সারণীর চেয়ে আরও সুনির্দিষ্ট অনুমানের জন্য, মোটরের ডেটাশিট থেকে তিনটি সংখ্যা যুক্তিসঙ্গতভাবে সঠিক গণনার অনুমতি দেয়।

1. মোটরের লেবেল বা ডেটাশিটে রেট করা ভোল্টেজ এবং নো-লোড RPM খুঁজুন (উদাহরণস্বরূপ, 4,000 RPM এ 12V)
2. ভোল্টেজ ধ্রুবক গণনা করুন: Ke = রেটেড ভোল্টেজ ÷ নো-লোড RPM (12 ÷ 4,000 = 0.003 V/RPM)
3. ওপেন-সার্কিট ভোল্টেজ অনুমান করতে আপনার প্রকৃত ড্রাইভিং গতি দ্বারা Ke কে গুণ করুন (2,000 RPM এ ঘুরলে মোটামুটি 6V পাওয়া যায়)
4. কারেন্ট অনুমান করতে মোট সার্কিট রেজিস্ট্যান্স (মোটর উইন্ডিং রেজিস্ট্যান্স প্লাস লোড রেজিস্ট্যান্স) দিয়ে সেই ভোল্টেজকে ভাগ করুন, তারপর পাওয়ারের জন্য কারেন্ট দিয়ে ভোল্টেজকে গুণ করুন

উদাহরণ স্বরূপ, একটি 2-ওহম অভ্যন্তরীণ প্রতিরোধের 6V ওপেন-সার্কিট উত্পন্ন একটি মোটর, একটি 4-ওহম লোডের সাথে সংযুক্ত, মোটামুটিভাবে আঁকা হবে 1A (মোট 6V ÷ 6 ohms), প্রায় 4W লোড প্রদান করে যখন বাকি 2W উইন্ডিংয়ের ভিতরে তাপ হিসাবে হারিয়ে যায়।

জেনারেটরের আউটপুট রেটেড মোটর পাওয়ারের চেয়ে কম কেন?

একটি মোটরের মুদ্রিত ওয়াটেজ রেটিং বর্ণনা করে যে এটি একটি মোটর হিসাবে ব্যবহার করার সময় বৈদ্যুতিক ইনপুট থেকে কত যান্ত্রিক শক্তি রূপান্তর করতে পারে, একটি জেনারেটরে উল্টে গেলে এটি কত বিদ্যুৎ উৎপাদন করবে তা নয়। বেশ কিছু ক্ষয়ক্ষতি এই রেট করা চিত্রের নিচে প্রকৃত উৎপন্ন আউটপুট কমিয়ে দেয়।

অভ্যন্তরীণ প্রতিরোধের ক্ষতি

প্রতিটি মোটরের তামার উইন্ডিং-এর প্রতিরোধ ক্ষমতা থাকে যা কিছু উত্পন্ন শক্তিকে তাপ হিসেবে লোডের কাছে পৌঁছে দেওয়ার পরিবর্তে অপচয় করে, সাধারণত এর জন্য দায়ী 10-25% ছোট ডিসি মোটর মোট উত্পাদিত শক্তি.

ঘর্ষণ এবং ব্রাশের ক্ষতি

ব্রাশ করা ডিসি মোটরগুলি কনট্যাক্ট ঘর্ষণ এবং বিয়ারিং ড্র্যাগ ব্রাশ করার অতিরিক্ত শক্তি হারায়, এই কারণেই ব্রাশবিহীন ডিসি মোটরগুলি একই আকার এবং রেটিংযুক্ত ব্রাশ করা মোটরগুলির তুলনায় 5-10% বেশি ব্যবহারযোগ্য শক্তি তৈরি করে।

সামগ্রিক দক্ষতা পরিসীমা

বেশিরভাগ ছোট থেকে মাঝারি আকারের 12V ডিসি মোটর কাজ করে 60-80% দক্ষতা যখন জেনারেটর হিসাবে ব্যবহার করা হয়, মানে 20W মোটর পাওয়ারের জন্য রেট করা একটি মোটর বাস্তবসম্মতভাবে আদর্শ ড্রাইভিং পরিস্থিতিতে 12-16W ব্যবহারযোগ্য উত্পন্ন বিদ্যুৎ সরবরাহ করতে পারে।

জেনারেটর হিসাবে একটি 12V ডিসি মোটরের ব্যবহারিক অ্যাপ্লিকেশন

একটি জেনারেটর হিসাবে বিপরীতে একটি 12V DC মোটর ব্যবহার করা বেশ কয়েকটি ছোট-স্কেল এবং DIY পাওয়ার জেনারেশন সেটআপগুলিতে সাধারণ।

• ছোট বায়ু টারবাইন - অফ-গ্রিড সেটআপগুলিতে 12V ব্যাটারি চার্জ করার জন্য গিয়ারযুক্ত বা উচ্চ-টর্ক ডিসি মোটরগুলি একটি বায়ু চালিত প্রপেলার দ্বারা কাটা হয়
• হ্যান্ড-ক্র্যাঙ্ক বা প্যাডেল জেনারেটর - একটি ক্র্যাঙ্ক বা সাইকেল চাকার সাথে সংযুক্ত মাঝারি আকারের গিয়ারযুক্ত মোটর ফোন বা ছোট লাইট চার্জ করার জন্য 10-30W জেনারেট করতে পারে
• মাইক্রো-হাইড্রো সেটআপ - একটি জলের চাকা বা ছোট টারবাইন একটি ডিসি মোটরকে ঘুরিয়ে একটি স্রোত থেকে ব্যাটারি ব্যাঙ্ককে ট্রিকল-চার্জ করে
• শিক্ষামূলক এবং STEM প্রকল্প - ছোট শখের মোটরগুলি হাতে কাতালে একটি LED জ্বালিয়ে ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক ইন্ডাকশন নীতিগুলি প্রদর্শন করে

জেনারেটর হিসাবে একটি ডিসি মোটর ব্যবহার করার সময় আউটপুট সর্বাধিক করার জন্য টিপস

একটি 12V DC মোটর একটি জেনারেটর সেটআপে কতটা ব্যবহারযোগ্য বিদ্যুৎ সরবরাহ করে তা কিছু ব্যবহারিক সমন্বয় অর্থপূর্ণভাবে উন্নত করে।

• একটি উচ্চ-RPM শখের মোটরের উপর একটি গিয়ার বা উচ্চ-টর্ক মোটর চয়ন করুন যখন ড্রাইভিং গতি স্বাভাবিকভাবে কম হয়, যেমন হ্যান্ড ক্র্যাঙ্ক বা ছোট উইন্ড ব্লেড সহ
• মোটরের অভ্যন্তরীণ উইন্ডিং রেজিস্ট্যান্সের কাছাকাছি লোড রেজিস্ট্যান্সের সাথে মিল করুন, যেহেতু এই সংমিশ্রণটি সাধারণত লোডে সর্বোচ্চ ব্যবহারযোগ্য পাওয়ার ট্রান্সফার প্রদান করে।
• মোটরটিকে এর রেটেড RPM-এর অনেক উপরে চালানো এড়িয়ে চলুন, কারণ উত্পন্ন ভোল্টেজ 12V-এর বেশি হতে পারে এবং সংযুক্ত ইলেকট্রনিক্সের ক্ষতি করতে পারে বা উইন্ডিংগুলিকে অতিরিক্ত গরম করতে পারে
• ব্যাটারি চার্জ করার সময় একটি ব্রিজ রেকটিফায়ার এবং ভোল্টেজ রেগুলেটর যোগ করুন, যেহেতু কাঁচা জেনারেটরের আউটপুট গতির সাথে ওঠানামা করে এবং নিরাপদ, স্থিতিশীল চার্জিংয়ের জন্য কন্ডিশনার প্রয়োজন
• ওয়্যারিংকে ছোট রাখুন এবং পর্যাপ্ত পুরু গেজ তার ব্যবহার করুন, যেহেতু পাতলা বা লম্বা তারের প্রতিরোধ ক্ষমতা যোগ করে যা সরাসরি সরবরাহ করা শক্তি হ্রাস করে

এই সমন্বয়গুলির সাথে, এমনকি একটি সস্তা 12V গিয়ারযুক্ত ডিসি মোটর নির্ভরযোগ্যভাবে সরবরাহ করতে পারে 15-25W একটি ছোট DIY জেনারেটর সেটআপে ব্যবহারযোগ্য চার্জিং পাওয়ার, যা একটি 12V ব্যাটারি ব্যাঙ্কের মৌলিক LED আলো বা ছোট ইলেকট্রনিক্স শক্তির চার্জ বজায় রাখার জন্য যথেষ্ট৷