বৈদ্যুতিক সিস্টেমের নিরাপত্তা এবং নির্ভরযোগ্যতার জন্য ওপেন সার্কিট মৌলিক। এগুলিকে প্রায়শই ত্রুটি বা ত্রুটি হিসাবে বিবেচনা করা হয়। তবে, বৈদ্যুতিক সিস্টেমে তাদের ইচ্ছাকৃত ব্যবহার সিস্টেমের নিরাপত্তা এবং নির্ভরযোগ্যতা নিশ্চিত করে। উদাহরণস্বরূপ, ডিভাইসগুলিতে অতিরিক্ত প্রবাহের ক্ষতি রোধ করার জন্য সার্কিটে ব্রেকার এবং ফিউজের মতো ওপেন সার্কিটগুলি অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ।

অন্যদিকে, যখন কোনও হস্তক্ষেপ ছাড়াই উৎস থেকে লোডে কারেন্ট প্রবাহিত হতে ব্যর্থ হয় তখন তাকে ওপেন সার্কিট ফল্ট বলা হয়। এই ধরণের ওপেন সার্কিট কাম্য নয় এবং সময়মতো সমাধান করা উচিত। একটি ওপেন সার্কিট ফল্ট সিস্টেমের ক্ষতি করতে পারে এবং সবচেয়ে খারাপ ক্ষেত্রে সম্পূর্ণ ব্যর্থতাও ঘটাতে পারে। সিস্টেমের নিরাপত্তা এবং নির্ভরযোগ্যতা নিশ্চিত করার জন্য, ওপেন সার্কিট ফল্টগুলি সময়মতো সমাধান করা উচিত।

বৈদ্যুতিক সিস্টেমে সার্কিট ব্রেকার, ফিউজ এবং ট্রানজিস্টরের মতো বিভিন্ন ইলেকট্রনিক ডিভাইস ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়। এই ডিভাইসগুলি ওপেন সার্কিটের নীতিতে কাজ করে। উদাহরণস্বরূপ, যখন ডিভাইসটি একটি নির্দিষ্ট সীমা থেকে কারেন্ট টেনে নেয়, তখন ফিউজ একটি ওপেন সার্কিট তৈরি করে এবং সার্কিটের পথ ভেঙে দেয়। অতএব, শক্তিশালী বৈদ্যুতিক সিস্টেম ডিজাইন করার জন্য ওপেন সার্কিট এবং তাদের পরিচালনার নীতিগুলি বোঝা বৈদ্যুতিক প্রকৌশল পেশাদারদের জন্য গুরুত্বপূর্ণ।

এই প্রবন্ধটি আপনাকে ওপেন সার্কিটের ধারণা, তাদের কারণ, বৈশিষ্ট্য, মূল নীতি এবং শর্ট সার্কিট থেকে কীভাবে তারা আলাদা তা বুঝতে সাহায্য করবে। এটি সিস্টেমের নিরাপত্তা এবং নির্ভরযোগ্যতার ক্ষেত্রে ওপেন সার্কিটের ভূমিকাও অন্বেষণ করে।

একটি ওপেন সার্কিট কি?

একটি ইলেকট্রনিক সার্কিট একটি বন্ধ লুপ পথ ছাড়া আর কিছুই নয়। এই বন্ধ লুপের মাধ্যমে উৎস থেকে লোডে কারেন্ট প্রবাহিত হয়। অন্যদিকে, একটি খোলা সার্কিট হল এমন একটি অবস্থা যেখানে উৎস থেকে লোডে কারেন্ট প্রবাহিত হতে পারে না। এটি বিভিন্ন কারণে ঘটতে পারে যার মধ্যে রয়েছে আলগা সংযোগ এবং ভাঙা তার। কিছু ক্ষেত্রে, অতিরিক্ত গরম বা তারের কারণে তারগুলি ভেঙে যেতে পারে। যদি খোলা সার্কিট শর্তটি প্রয়োজন না হয়, তবে এটি ভোল্টেজের ওঠানামা এবং অপ্রয়োজনীয় বিদ্যুতের ব্যবহার ঘটাতে পারে।

চিত্র ১-এ দেখানো LED আলোর একটি উদাহরণ নেওয়া যাক। যখন সুইচটি শর্ট সার্কিট হিসেবে কাজ করে, তখন উৎস থেকে লোডে কারেন্ট প্রবাহিত হবে এবং LED-কে আলোকিত করবে। অন্যদিকে, যখন সুইচটি চিত্র ২-এ দেখানো একটি ওপেন সার্কিট হিসেবে কাজ করে, তখন কারেন্ট উৎস থেকে লোডে ভ্রমণ করতে ব্যর্থ হয় এবং LED বন্ধ অবস্থায় থাকে। অতএব, এটি লক্ষণীয় যে, একটি ওপেন সার্কিট বা শর্ট সার্কিটে থাকা অবস্থায় একটি সুইচের অবস্থান সার্কিটের সম্পূর্ণ কার্যকারিতা পরিবর্তন করে।

ওপেন সার্কিট সম্পর্কে ধারণা

বৈদ্যুতিক সার্কিট মোকাবেলা করার জন্য, খোলা এবং শর্ট সার্কিটের অ্যানাটমি বোঝা অপরিহার্য। এই ধারণাগুলি বোঝা বৈদ্যুতিক সিস্টেমের ক্ষতি রোধ করতে এবং সুরক্ষা নিশ্চিত করতে সাহায্য করতে পারে। এই বিভাগে, আমরা খোলা সার্কিট অ্যানাটমি এবং এর খোলা সার্কিট প্রতিরোধের বিস্তারিত বিবরণ এবং প্রযুক্তিগত বৈশিষ্ট্যগুলি কভার করব।

একটি উন্মুক্ত সার্কিটের অ্যানাটমি

সাধারণভাবে অ্যানাটমি হলো একটি সিস্টেমের গঠনের অধ্যয়ন। অতএব, সার্কিট অ্যানাটমি হলো একটি সার্কিটের গঠনের অধ্যয়ন। সার্কিট অ্যানাটমি বোঝা ইঞ্জিনিয়ারদের বৈদ্যুতিক সিস্টেমের ত্রুটিগুলি সনাক্ত এবং নির্ণয় করতে সাহায্য করে।

একটি সার্কিটের কিছু মৌলিক উপাদান থাকে যা ইলেকট্রনের প্রবাহ বজায় রাখার জন্য অবশ্যই বিদ্যমান থাকতে হবে। একটি ওপেন সার্কিট হল এক ধরণের ইলেকট্রনিক সার্কিট যা লোডে কারেন্ট প্রবাহকে বাধা দেয়। একটি ওপেন সার্কিটে নিম্নলিখিত মূল উপাদানগুলি থাকে।

1.     শক্তির উৎস: সাধারণত, ব্যাটারি বা সৌর কোষ প্রধান শক্তির উৎস হিসেবে কাজ করে। শক্তির উৎস সাধারণত সক্রিয় থাকে কিন্তু ভাঙা তার বা আলগা সংযোগের কারণে সার্কিটে বিদ্যুৎ প্রবাহিত হয় না।

2.     বোঝা: একটি সার্কিটের উপাদান যা বৈদ্যুতিক শক্তি ব্যবহার করে কাঙ্ক্ষিত আউটপুট যেমন রেজিস্টর, ফ্যান এবং বাল্ব তৈরি করে।

3.     ভাঙা তার: তারের ছিঁড়ে যাওয়ার কারণ বিভিন্ন কারণ হতে পারে যেমন অতিরিক্ত গরম হওয়া এবং ত্রুটিপূর্ণ উপাদান। এই ভাঙা তারগুলি একটি খোলা সার্কিট তৈরি করে যা সার্কিটের কর্মহীনতার দিকে পরিচালিত করে।

4.     স্যুইচ করুন: সুইচ হল সেই ডিভাইস যা আমরা ইচ্ছাকৃতভাবে সার্কিটে প্লাগ করি যাতে রিলে, ট্রানজিস্টর, থাইরিস্টর বা ডায়োডের মতো নিয়ন্ত্রিত কারেন্ট প্রবাহ সম্ভব হয়।

ওপেন সার্কিট রেজিস্ট্যান্স

যখন সার্কিটকে সংযুক্ত করে একটি ক্লোজ লুপ তৈরি করে এমন তার বা পরিবাহীটি ভেঙে যায় বা বাধাপ্রাপ্ত হয়, তখন এটি কারেন্ট প্রবাহ বন্ধ করে দেয়। ওহমের সূত্র অনুসারে, রোধ কারেন্ট প্রবাহের বিরোধিতা করে। অতএব, তাত্ত্বিকভাবে, সার্কিটে শূন্য কারেন্ট অসীম রোধ প্রদান করে। এই অসীম রোধকে ওপেন সার্কিট রেজিস্ট্যান্স বলা হয়। ওপেন সার্কিট অবস্থার জন্য, এটি উপসংহারে আসা যেতে পারে যে;

   ওহমের সূত্র প্রয়োগ করলে বলা হয় যে:

বৈদ্যুতিক সিস্টেমে ওপেন সার্কিট রেজিস্ট্যান্স একটি গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে কারণ এটি সার্কিটের সম্পূর্ণ ব্লকেজ/ব্রেককে প্রতিনিধিত্ব করে। সাধারণত, সার্কিটের একটি অসীম রেজিস্ট্যান্স এমন একটি ত্রুটিকে প্রতিনিধিত্ব করে যা সময়মতো সংশোধন না করলে সিস্টেমের ক্ষতি করতে পারে। উদাহরণস্বরূপ, স্মার্টফোনের অস্বাভাবিক কার্যকারিতা শারীরিক চাপ বা প্রিন্টেড সার্কিট বোর্ড (PCB) এর ভাঙা চিহ্নের কারণে হতে পারে। ভাঙা চিহ্নগুলি একটি ওপেন সার্কিট অবস্থার দিকে পরিচালিত করে। ইলেকট্রনিক ডিভাইসে ওপেন সার্কিট অবস্থার অন্যান্য সম্ভাব্য কারণগুলির মধ্যে শারীরিক চাপ, তীব্র কম্পন এবং চরম তাপমাত্রার তারতম্য অন্তর্ভুক্ত থাকতে পারে।

ওপেন সার্কিটের কারণ  

ওপেন সার্কিট হওয়ার সম্ভাবনা ইচ্ছাকৃত বা অনিচ্ছাকৃত হতে পারে। তবে, ওপেন সার্কিটের সবচেয়ে সাধারণ কারণ হল উপাদান ব্যর্থতা, বাহ্যিক কারণ এবং মানুষের ত্রুটি।

উপাদান ব্যর্থতা

যখন একটি সার্কিট ডিজাইনের এক বা একাধিক উপাদান ত্রুটিপূর্ণ বা ক্ষতিগ্রস্ত হয়। উপাদান ব্যর্থতার অনেক কারণ থাকতে পারে তবে সবচেয়ে সাধারণ কারণগুলি হল;

1.     প্রস্ফুটিত প্রতিরোধক: ইলেকট্রনিক সার্কিটে, অতিরিক্ত গরমের কারণে রেজিস্টারগুলি প্রায়শই পুড়ে যায়। এর ফলে একটি ওপেন সার্কিট তৈরি হয়।

2.     ভাঙা তার: সময়ের সাথে সাথে এবং বার্ধক্যের প্রভাবে, তারগুলি ভেঙে যেতে পারে এবং একটি খোলা সার্কিট তৈরি করতে পারে। ভাঙা তারের অন্যান্য কারণগুলি শারীরিক চাপ এবং দুর্ঘটনার কারণেও হতে পারে।

3.     ত্রুটিপূর্ণ সুইচ: একটি সাধারণ পর্যবেক্ষণ হল আলো ব্যবস্থার ত্রুটি। এটি ত্রুটিপূর্ণ সুইচের কারণে। সুইচের ত্রুটির কারণে একটি ওপেন সার্কিট হয়।

বাইরের

বিভিন্ন বাহ্যিক কারণও ওপেন সার্কিট ফল্টের জন্য গুরুত্বপূর্ণ অবদান রাখে।

1.     জলবায়ু সংক্রান্ত কারণ: একটি সার্কিটের ত্রুটি তাপমাত্রার তারতম্যের কারণেও হতে পারে যা একটি ওপেন সার্কিট অবস্থার সৃষ্টি করে।

2.     বিদ্যুৎ বিভ্রাট: বিদ্যুৎ বিভ্রাট একটি বড় ওপেন সার্কিট ফল্ট যা সময়মতো সমাধান করা উচিত।

3.     হার্ডওয়্যারের ক্ষতি: শারীরিক চাপ বা কম্পনের কারণে ইলেকট্রনিক ডিভাইসের সার্কিটে ক্ষতি হলে সার্কিটে বিরতি দেখা দিতে পারে। উদাহরণস্বরূপ, রাস্তার কম্পনের কারণে সাইকেলের ব্যাটারির সংযোগ বিচ্ছিন্ন হতে পারে।

মানুষের ত্রুটি

কখনও কখনও একজন ইনস্টলেশন অপারেটর বা টেকনিশিয়ানের ভুলের কারণে ত্রুটি দেখা দিতে পারে এবং ওপেন সার্কিট ফল্ট হতে পারে। এর মধ্যে রয়েছে ভুল সংযোগ, অনুপযুক্ত ইনসুলেশন এবং বৈদ্যুতিক যন্ত্রাংশের ভুল পরিচালনা।

ওপেন সার্কিট বনাম শর্ট সার্কিট

বৈদ্যুতিক প্রকৌশলে, নিরাপদ এবং নির্ভরযোগ্য বৈদ্যুতিক সিস্টেম ডিজাইনের জন্য দুটি অত্যন্ত বিপরীত ধারণা, অর্থাৎ ওপেন সার্কিট এবং শর্ট সার্কিট বোঝা অপরিহার্য। একটি ওপেন সার্কিট হল এমন একটি অবস্থা যেখানে কারেন্ট উৎস থেকে লোডে ভ্রমণ করতে ব্যর্থ হয় এবং অসীম প্রতিরোধ প্রদান করে। অন্যদিকে, একটি শর্ট সার্কিট কারেন্ট প্রবাহের জন্য সর্বনিম্ন প্রতিরোধ (0Ω) পথ প্রদান করে এবং অসীম প্রবাহ প্রদান করে। সিস্টেমের ব্যর্থতা রোধ করার জন্য সিস্টেমের ত্রুটি সনাক্তকরণ এবং সংশোধন করার জন্য ওপেন সার্কিট এবং শর্ট সার্কিটের ধারণাগুলি অপরিহার্য।

একটি উন্মুক্ত সার্কিটে, উৎস থেকে লোডে কারেন্ট যেতে পারে না। যেহেতু ইলেকট্রন একটি উন্মুক্ত সার্কিটে ভ্রমণ করতে পারে না, তাই তারা অসীম প্রতিরোধ, শূন্য কারেন্ট এবং উৎস থেকে লোডে কোনও শক্তি স্থানান্তর প্রদান করে না। অন্যদিকে, একটি শর্ট সার্কিট একটি ন্যূনতম প্রতিরোধ পথ প্রদান করে। অতএব, ন্যূনতম প্রতিরোধ পথটি কারেন্টের একটি বিশাল প্রবাহ, শূন্য সম্ভাব্য পার্থক্য এবং সর্বাধিক শক্তি স্থানান্তরের দিকে পরিচালিত করে। এর ফলে বৈদ্যুতিক উপাদানগুলি অতিরিক্ত গরম হতে পারে এবং ইলেকট্রনিক উপাদানগুলির সম্ভাব্য ক্ষতি হতে পারে।

ওপেন সার্কিট এবং শর্ট সার্কিটের মধ্যে মূল পার্থক্যগুলি সারণি I তে চিত্রিত করা হয়েছে। 

সারণি I: ওপেন সার্কিট বনাম শর্ট সার্কিট তুলনা

	ভোল্টেজ, বৈদ্যুতিক একক বিশেষ	বর্তমান	সহ্য করার ক্ষমতা	ক্ষমতা
ওপেন সার্কিট	একটি ইনপুট ভোল্টেজের সমান
শর্ট সার্কিট	V= I x R => I x 0 => 0 ভোল্ট		শূন্য ওহম (0Ω)

অতএব, ওপেন সার্কিট এবং শর্ট সার্কিটের মূল বৈশিষ্ট্যগুলি সারণি I তে পাওয়া যাবে।

টেবিল II: ওপেন সার্কিট এবং শর্ট সার্কিটের বৈশিষ্ট্য

খোলা বর্তনী ভোল্টেজ

একটি ডিভাইসের সর্বোচ্চ ভোল্টেজ ক্ষমতা নির্ধারণে ওপেন সার্কিট ভোল্টেজ গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে। ওপেন সার্কিট ভোল্টেজ হল একটি ডিভাইস সর্বোচ্চ ভোল্টেজ যা উৎপাদন করতে পারে। এটি লোড ছাড়াই পরিমাপ করা হয়। ইলেকট্রনিক উৎপাদনকারী কোম্পানিগুলি ডিভাইসের প্রযুক্তিগত ম্যানুয়ালটিতে এই ভোল্টেজের কথা উল্লেখ করেছে।

শর্ট সার্কিট কারেন্ট

শর্ট সার্কিট কারেন্ট বলতে একটি ব্যাটারির উচ্চ কারেন্টকে বোঝায় যা ফিউজ চালু করার জন্য উৎপন্ন হয়, যা ইলেকট্রনিক ডিভাইসের ক্ষতি রোধ করে। সাধারণত যখন কোনও লোড সংযুক্ত না থাকে তখন শর্ট সার্কিট কারেন্ট পরিমাপ করা হয়। বেশিরভাগ ক্ষেত্রে, কোম্পানিগুলি ইলেকট্রনিক ডিভাইসের স্পেসিফিকেশন হিসাবে শর্ট সার্কিট কারেন্টের কথা উল্লেখ করে।

বৈদ্যুতিক সিস্টেমে ওপেন সার্কিট সনাক্তকরণ

বৈদ্যুতিক সিস্টেমে খোলা সার্কিট সনাক্তকরণ হল তাদের কার্যকর নির্ণয়ের দিকে প্রথম পদক্ষেপ। বৈদ্যুতিক সিস্টেমে সম্ভাব্য খোলা সার্কিট সনাক্ত করার বিভিন্ন উপায় রয়েছে। এর মধ্যে রয়েছে:

• শারীরিক পরিদর্শন:  একজন টেকনিশিয়ান পরিদর্শন করে কোনও ভাঙা তার এবং আলগা সংযোগ, যদি থাকে, তা খুঁজে বের করতে পারেন।

• বিপ টেস্ট: ডিজিটাল মাল্টিমিটার (DMM) কে ডায়োড টেস্টিং মোডে সেট করুন। যদি দুটি টার্মিনালের মধ্যে একটি ওপেন সার্কিট থাকে, তাহলে DMM এর প্রোবগুলি বিপ করবে না।

• মাল্টিমিটার পরীক্ষা:  বিভিন্ন সন্দেহজনক বিন্দুতে রোধ এবং ভোল্টেজ পরিমাপ করুন। যদি মাল্টিমিটারটি অসীম রোধ দেখায়, তবে এটি একটি ওপেন সার্কিট নির্দেশ করে।

সিস্টেমের নির্ভরযোগ্যতা এবং সুরক্ষায় ওপেন সার্কিটের গুরুত্ব

বৈদ্যুতিক ডিভাইসের জন্য ওপেন সার্কিট এবং শর্ট সার্কিট অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ এবং এগুলো সাবধানতার সাথে মোকাবেলা করা উচিত। এগুলোর অনুপযুক্ত পরিচালনা সিস্টেমের নিরাপত্তা এবং নির্ভরযোগ্যতার উপর সুদূরপ্রসারী পরিণতি ডেকে আনতে পারে। সার্কিট ব্রেকার, ফিউজ, ট্রানজিস্টর এবং রিলে সিস্টেমকে যেকোনো বিপদ থেকে রক্ষা করার জন্য ওপেন সার্কিটের নীতিতে কাজ করে।

A.    সার্কিট ব্রেকার: সার্কিট ব্রেকারগুলি একটি স্বয়ংক্রিয় ওপেন সার্কিট ডিজাইন ব্যবহার করে। যদি ডিভাইসটি তার নির্দিষ্ট সীমার বাইরে কারেন্ট টানে, তাহলে এটি ব্রেকারকে সার্কিটটি খুলতে ট্রিগার করে। এটি ডিভাইসটিকে সম্ভাব্য ক্ষতি থেকে রক্ষা করে।

B.    ফিউজ: ফিউজের গুরুত্বপূর্ণ উপাদান হল ধাতব তার। যখন ডিভাইসটি নির্দিষ্ট সীমার বাইরে কারেন্ট ব্যবহার করার চেষ্টা করে, তখন ধাতব তারটি গলে যাবে এবং একটি খোলা সার্কিট তৈরি করবে, যা ডিভাইসটিকে সম্ভাব্য ক্ষতি থেকে রক্ষা করবে। 

C.   স্যুইচ করুন: আপনার বাড়ির একটি সুইচবোর্ডও একটি ওপেন সার্কিটের উদাহরণ। এই বোর্ডগুলি ফ্যান এবং বাল্বের মতো যন্ত্রপাতির চালু এবং বন্ধ সময় নিয়ন্ত্রণ করতে ব্যবহৃত হয়।

বৈদ্যুতিক সিস্টেমের নির্ভরযোগ্যতা নিশ্চিত করার ক্ষেত্রে ওপেন সার্কিটও অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ, যেমন:

A.    বিপজ্জনক পরিস্থিতিতে, ওপেন সার্কিট সিস্টেমের ত্রুটিপূর্ণ অংশটিকে আলাদা করে এবং ডিভাইসটিকে সম্ভাব্য ব্যর্থতা থেকে রক্ষা করে। 

B.    যখন কারেন্ট নির্দিষ্ট সীমা অতিক্রম করে, তখন খোলা সার্কিট কারেন্ট প্রবাহ বিচ্ছিন্ন করে বৈদ্যুতিক ব্যবস্থাকে সুরক্ষিত করে।

উপসংহার

পরিশেষে, বৈদ্যুতিক ব্যবস্থায় ওপেন সার্কিট গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে। বেশিরভাগ ক্ষেত্রেই, ওপেন সার্কিটগুলিকে ত্রুটি হিসাবে শ্রেণীবদ্ধ করা হয়। তবে, সার্কিট ব্রেকার এবং ফিউজের মতো ইলেকট্রনিক সুরক্ষা ডিভাইসেও ওপেন সার্কিট ব্যবহার করা হয়। অতএব, ইলেকট্রনিক সিস্টেমের নিরাপত্তা, নির্ভরযোগ্যতা এবং রোগ নির্ণয়ের জন্য ওপেন সার্কিট, তাদের মূল নীতি, পার্থক্য, কারণ এবং বৈশিষ্ট্যগুলি বোঝা অপরিহার্য।