পিজোইলেকট্রিক ক্রিস্টাল থেকে পাওয়ার জেনারেশন

সেই সময় থেকে লোকেরা জানতে পেরেছে যে শক্তি উৎপাদনের সবচেয়ে নির্ভরযোগ্য উত্সগুলি বিলুপ্তির একটি পর্যায়ে চলে আসবে এবং আমরা কয়েক দশক বা তার পরে এটির জন্য কম ছুটব এবং পৃথিবী বিদ্যুৎহীন জায়গায় পরিণত হবে। এবং কল্পনা করুন যে এটি ঘটলে সেই সমস্ত সিস্টেম এবং প্রযুক্তি যা আমরা এত বেশি নির্ভর করি সেগুলি চলা বন্ধ হয়ে যাবে। সবচেয়ে বড় কথা ইন্টারনেট চিরতরে বন্ধ হয়ে যাবে! এবং এটি একটি মহান ধাক্কা হবে. সুতরাং, তারা ইন্টারনেটের গুরুত্ব উপলব্ধি করার আগেই, এমনকি এটি আসলে অস্তিত্বে আসার আগেই বা ইন্টারনেট একটি প্রযুক্তিতে পরিণত হওয়ার আগে যা সমস্ত প্রযুক্তিগত উন্নয়নের কেন্দ্র, তারা শক্তি উৎপাদনের বিকল্প উত্সগুলির জন্য কাজ শুরু করে।

অনেকগুলি বিকল্প উত্স ইতিমধ্যেই একটি পূর্ণাঙ্গ জেনারেশন প্ল্যান্টে পরিণত হয়েছে এবং কিছু এখনও তাদের সম্ভাব্যতা এবং তাদের প্রয়োগ ব্যবহারিকভাবে পরীক্ষা করার জন্য পরীক্ষাগারে রয়েছে৷ শক্তির এই বিকল্প উত্সগুলির মধ্যে একটি যা একটি পূর্ণাঙ্গ প্রজন্মের শিল্পে প্রবেশ করেনি তা হল পাইজোইলেকট্রিসিটি বা ইলেকট্রিসিটি ফর্ম পিজোইলেকট্রিক ক্রিস্টাল৷

Piezoelectric Crystals কি?

পাইজোইলেক্ট্রিক প্রভাবটি 1880 সালে দুই ফরাসি পদার্থবিদ, ভাই পিয়ের এবং পল-জ্যাক কুরি, কোয়ার্টজ, ট্যুরমালাইন এবং রোচেল লবণের (পটাসিয়াম সোডিয়াম টারট্রেট) স্ফটিকের মধ্যে আবিষ্কার করেছিলেন। তারা গ্রীক শব্দ “Piezein থেকে নামটি নিয়েছে ”, যার অর্থ “টিপতে ”।

যে ক্রিস্টালগুলিকে সংকুচিত, বাঁকানো বা বিকৃত করার সময় চার্জ ধারণ করে তাকে পিজোইলেকট্রিক বলা হয়। এটি বৈদ্যুতিক এবং যান্ত্রিক দোলনের মধ্যে একটি সুবিধাজনক ট্রান্সডুসার প্রভাব প্রদান করে৷

কোয়ার্টজ এই বৈশিষ্ট্যটি প্রদর্শন করে এবং অত্যন্ত স্থিতিশীল। যখন একটি কোয়ার্টজ স্ফটিকের উপর বাহ্যিক বল প্রয়োগ করা হয়, তখন পৃষ্ঠ জুড়ে উত্পন্ন ভোল্টেজের একটি পরিবর্তন হবে। এই পরিবর্তনটি শব্দ বা কম্পনের অনুরূপ মান দ্বারা পরিমাপ করা হয়।

Piezoelectricity কি?

কিছু ​​স্ফটিক (যেমন কোয়ার্টজ) চেপে দিন এবং আপনি তাদের মাধ্যমে বিদ্যুৎ প্রবাহিত করতে পারেন। বিপরীতটিও সাধারণত সত্য:আপনি যদি একই স্ফটিকের মধ্য দিয়ে বিদ্যুত পাস করেন তবে তারা সামনে এবং পিছনে কম্পিত হয়ে "নিজেদের চেপে ধরে"৷

প্রযুক্তিগত ভাষায়:

“পিজোইলেকট্রিসিটি (যাকে পিজোইলেক্ট্রিক ইফেক্টও বলা হয়) হল একটি ক্রিস্টালের চারপাশে বৈদ্যুতিক সম্ভাবনার (অন্য কথায় ভোল্টেজ) চেহারা যখন আপনি এটিকে যান্ত্রিক চাপের শিকার করেন (এটি চেপে ধরে)।"

কিভাবে Piezoelectric Effect তৈরি হয়?

Piezoelectric Effect তৈরির জন্য, একটি প্রাকৃতিক কোয়ার্টজ ক্রিস্টালকে সমান বেধের আয়তক্ষেত্রাকার বা ডিম্বাকৃতির পাতলা প্লেটের আকারে কাটতে হবে। প্রতিটি স্ফটিকের তিনটি সেট অক্ষ রয়েছে - অপটিক্যাল অক্ষ, তিনটি বৈদ্যুতিক অক্ষ OX1, OX2 এবং OX3 একে অপরের সাথে 120 ডিগ্রি এবং তিনটি যান্ত্রিক অক্ষ OY1, OY2 এবং OY3 একে অপরের সাথে 120 ডিগ্রিতে। যান্ত্রিক অক্ষগুলি বৈদ্যুতিক অক্ষের সমকোণে থাকবে। কিছু পরামিতি যা প্রয়োগের জন্য ক্রিস্টালের প্রকৃতি নির্ধারণ করে:

৷
1. যে কোণে প্রাকৃতিক কোয়ার্টজ ক্রিস্টাল থেকে ওয়েফার কাটা হয়
2. প্লেট বেধ
3. প্লেটের মাত্রা
4. মাউন্ট করার উপায়

যদি একটি বৈদ্যুতিক অক্ষের (X-অক্ষ) দিকে বৈদ্যুতিক চাপ প্রয়োগ করা হয়, তাহলে Y-অক্ষের দিকে একটি যান্ত্রিক স্ট্রেন তৈরি হয়, যা লম্ব প্রাসঙ্গিক এক্স-অক্ষ। একইভাবে, যদি Y-অক্ষ বরাবর একটি যান্ত্রিক স্ট্রেন দেওয়া হয়, তাহলে ক্রিস্টালের মুখে বৈদ্যুতিক চার্জ উৎপন্ন হবে, X-অক্ষের লম্ব যা Y-অক্ষের সমকোণে অবস্থিত।

এছাড়াও পড়ুন:IoT কি প্রাকৃতিক সম্পদ সংরক্ষণের স্মার্ট সমাধান?

ইনভার্স পিজোইলেকট্রিক প্রভাব

পিজোইলেকট্রিক প্রভাব বিপরীত হতে পারে, যাকে ইনভার্স পাইজোইলেকট্রিক প্রভাব বলা হয়। এটি একটি পাইজোইলেকট্রিক ক্রিস্টাল সঙ্কুচিত বা প্রসারিত করতে বৈদ্যুতিক ভোল্টেজ প্রয়োগ করে তৈরি করা হয়। ইনভার্স পাইজোইলেক্ট্রিক প্রভাব ব্যবহার করে এমন ডিভাইস তৈরি করতে সাহায্য করতে পারে যা অ্যাকোস্টিক শব্দ তরঙ্গ তৈরি করে। পাইজোইলেকট্রিক অ্যাকোস্টিক ডিভাইসের উদাহরণ হল স্পিকার (সাধারণত হ্যান্ডহেল্ড ডিভাইসে পাওয়া যায়) বা বাজার।

পিজোইলেকট্রিসিটির সুবিধা

৷
1. উচ্চ ফ্রিকোয়েন্সি রেসপন্স - তারা খুব উচ্চ ফ্রিকোয়েন্সি রেসপন্স অফার করে যার মানে খুব উচ্চ গতিতে পরিবর্তন হওয়া প্যারামিটার সহজেই অনুধাবন করা যায়।
2. উচ্চ ক্ষণস্থায়ী প্রতিক্রিয়া - পাইজোইলেকট্রিক ট্রান্সডুসার মাইক্রোসেকেন্ডের ঘটনা সনাক্ত করতে পারে এবং রৈখিক আউটপুটও দিতে পারে।
3. উচ্চ আউটপুট - তারা উচ্চ আউটপুট অফার করে যা ইলেকট্রনিক সার্কিটে পরিমাপ করা হয়।
4. ছোট আকার - এগুলি খুব কমপ্যাক্ট এবং আকারে ছোট যার শক্ত শক্ত নির্মাণ রয়েছে৷
5. বেরিয়াম টাইটানেট এবং কোয়ার্টজ যেকোন পছন্দসই আকার এবং আকারে তৈরি করা যেতে পারে। এটিতে একটি বড় অস্তরক ধ্রুবক রয়েছে। ক্রিস্টাল অক্ষটি ওরিয়েন্টেশনের দিকনির্দেশ করে নির্বাচনযোগ্য।

Piezoelectricity এর অসুবিধাগুলি

৷
1. আউটপুট কম - পাইজোইলেকট্রিক ট্রান্সডুসার থেকে প্রাপ্ত আউটপুট কম, তাই বাহ্যিক ইলেকট্রনিক সার্কিট সংযুক্ত করতে হবে।
2. যেহেতু ডিভাইসটি ছোট বৈদ্যুতিক চার্জ দিয়ে কাজ করে, তাই বৈদ্যুতিক ইন্টারফেসের জন্য তাদের উচ্চ প্রতিবন্ধক তারের প্রয়োজন।
3. আপেক্ষিক আর্দ্রতা 85% এর উপরে বাড়ে বা 35% এর নিচে নেমে যায়, এর আউটপুট প্রভাবিত হবে। যদি তাই হয়, এটিকে মোম বা পলিমার উপাদান দিয়ে প্রলেপ দিতে হবে।
4. আকৃতিতে গঠন – পর্যাপ্ত শক্তি সহ ক্রিস্টালগুলিকে পছন্দসই আকৃতি দেওয়া খুবই কঠিন৷
5. এটি স্ট্যাটিক অবস্থায় পরিমাপের জন্য উপযুক্ত নয়। ক্রিস্টালের তাপমাত্রার তারতম্য অনুযায়ী আউটপুট পরিবর্তিত হতে পারে।

Piezoelectric Transducers এর উদাহরণ

৷
1. কোয়ার্টজ
2. রোচেল সল্ট
3. পোলারাইজড বেরিয়াম টাইটানেট
4. অ্যামোনিয়াম ডাই-হাইড্রোজেন
5. লিথিয়াম সালফেট
6. ইটিলিন ডায়ামিন টার্টরেট
7. হাড়ের কোলাজেনও একটি পাইজোইলেক্ট্রিক
8. সাধারণ চিনি

এমন সব ধরনের পরিস্থিতি আছে যেখানে আমাদের যান্ত্রিক শক্তিকে (চাপ বা কোনো ধরনের নড়াচড়া) বৈদ্যুতিক সংকেতে বা বিপরীতে রূপান্তর করতে হবে। পাইজোইলেকট্রিক ট্রান্সডুসারগুলি তাদের রূপান্তরের জন্য ব্যবহার করার জন্য নিখুঁত ডিভাইস। এই ট্রান্সডুসারগুলিকে আমাদের দৈনন্দিন জীবনে অনেকগুলি প্রয়োগ করা হয়েছে যা নীচে তালিকাভুক্ত করা হয়েছে:

৷
1. আল্ট্রাসাউন্ড সরঞ্জামে, একটি পাইজোইলেকট্রিক ট্রান্সডুসার বৈদ্যুতিক শক্তিকে অত্যন্ত দ্রুত যান্ত্রিক কম্পনে রূপান্তরিত করে – এত দ্রুত, বাস্তবে, এটি শব্দ করে, কিন্তু আমাদের কানের পক্ষে শোনার জন্য খুব বেশি। এই আল্ট্রাসাউন্ড কম্পনগুলি স্ক্যানিং, পরিষ্কার এবং অন্যান্য সমস্ত ধরণের জিনিসের জন্য ব্যবহার করা যেতে পারে৷
2. এর চমৎকার ফ্রিকোয়েন্সি রেসপন্সের কারণে, এটি সাধারণত একটি অ্যাক্সিলোমিটার হিসেবে ব্যবহৃত হয়, যেখানে আউটপুট ত্বরণের মাধ্যাকর্ষণ প্রতি (1-30) mV ক্রমে থাকে।
3. পিজোইলেকট্রিক ট্রান্সডুসারগুলি গতিশীল পরিমাপের জন্য, যেমন প্যারামিটারগুলি যেগুলি দ্রুত হারে পরিবর্তিত হচ্ছে তার জন্য আরও কার্যকর। এর কারণ স্থির অবস্থার অধীনে বিকশিত সম্ভাব্যতা যন্ত্র দ্বারা ধারণ করা হয় না। এইভাবে পাইজোইলেকট্রিক ক্রিস্টালগুলি প্রাথমিকভাবে পৃষ্ঠের রুক্ষতার মতো পরিমাণের পরিমাপ এবং অ্যাক্সিলোমিটার এবং কম্পন পিকআপগুলিতেও ব্যবহৃত হয়৷
4. ইঞ্জিন ব্লকে বিস্ফোরণ সনাক্ত করতে স্বয়ংচালিত কোম্পানিগুলি পাইজোইলেকট্রিক ট্রান্সডুসার ব্যবহার করত।

এই প্রযুক্তিকে পূর্ণাঙ্গ উপায়ে বিদ্যুৎ উৎপাদনের জন্য ব্যবহার করার জন্য পরীক্ষা-নিরীক্ষা এখনও চলছে৷ ঠিক আছে পরবর্তী ব্লগে আমরা আমাদের বাড়িতে শক্তি উৎপন্ন করার জন্য পাইজোইলেকট্রিক ক্রিস্টালের কিছু সম্ভাব্য ব্যবহার সম্পর্কে আলোচনা করব।