ટ્રાન્સફૉર્મર

January, 2014

ટ્રાન્સફૉર્મર : ચુંબકીય યુગ્મન(coupling) દ્વારા એકથી બીજા પ્રત્યાવર્તી વિદ્યુતપ્રવાહપરિપથમાં વિદ્યુત-ઊર્જા સ્થાનાંતરિત કરવા માટે વિદ્યુતસ્થિર ઘટક. સામાન્ય રીતે તેમાં વિદ્યુતરોધક(insulated) વાહક દ્રવ્યનાં બે કે વધુ આંટાના ગૂંચળાનો સમાવેશ થાય છે. તેમાં એવી ગોઠવણ કરવામાં આવે છે કે એક આંટા સાથે સંકળાયેલ ચુંબકીય અભિવાહ (flux) બીજા આંટાઓ સાથે પણ સંકળાય છે. એટલે કે બે ગૂંચળાં વચ્ચે અન્યોન્ય પ્રેરકત્વ અસ્તિત્વ ધરાવે છે. એક પ્રાથમિક (primary) ગૂંચળા ઉપરથી બીજા ગૌણ (secondary) ગૂંચળા ઉપર ચુંબકીય ક્ષેત્ર, ઊર્જાનું સ્થાનાંતરણ કરે છે. બે પરિપથ વચ્ચે ટ્રાન્સફૉર્મર આ અસરો પેદા કરે છે : (1) જુદા જુદા મૂલ્યવાળું વોલ્ટેજ, (2) જુદા જુદા મૂલ્યનો વિદ્યુતપ્રવાહ, (3) કલાકોણ(phase-angle)માં તફાવત, (4) પ્રતિબાધા(impedance)ના સ્તરમાં તફાવત, (5) બે પરિપથ વચ્ચે અથવા ભૂમિ સાથે, વોલ્ટેજ વિદ્યુતરોધન-(insulation)નો તફાવત.

ટ્રાન્સફૉર્મર ભિન્ન ભિન્ન પ્રકારની જરૂરિયાતો પૂરી કરે છે. રહેઠાણોમાં બહુલપ્રરૂપી (poly-type) વિતરણ ટ્રાન્સફૉર્મર પાવર પૂરો પાડે છે. પાવરના ઉત્પાદનમથકે તેનો ઉપયોગ થાય છે. આવા મુખ્ય મથક આગળ વોલ્ટેજનું ઉન્નયન (step up) અને ઉપમથકે બીજા ટ્રાન્સફૉર્મર વડે અવનયન(step down) કરવામાં આવે છે. ઉપકરણ ટ્રાન્સફૉર્મર વડે વિદ્યુતપ્રવાહ અને વોલ્ટેજનું ચોકસાઈપૂર્વક માપન કરવામાં આવે છે. શ્રાવ્ય અને ર્દશ્ય આવૃત્તિ ધરાવતું ટ્રાન્સફૉર્મર વિસ્તૃત આવૃત્તિપટ ઉપર કાર્ય કરે છે. રેડિયો આવૃત્તિ ટ્રાન્સફૉર્મર સંકીર્ણ આવૃત્તિપટ ઉપર એકથી બીજા પરિપથ ઉપર ઊર્જાનું સ્થાનાંતર કરે છે.

ટ્રાન્સફૉર્મરનું વર્ગીકરણ આવૃત્તિને આધારે થાય છે; જેમ કે, પાવર આવૃત્તિ પરિપથ માટે પાવર ટ્રાન્સફૉર્મર, શ્રાવ્ય આવૃત્તિ પરિપથ માટે શ્રાવ્ય ટ્રાન્સફૉર્મર વગેરે. અલબત્ત, બધાને માટે પાયાનો સિદ્ધાંત તો એક જ છે.

પાવર ટ્રાન્સફૉર્મર પ્રત્યાવર્તી પ્રવાહ વિદ્યુત-ઊર્જાનું સંચારણ અને વિતરણ, ટ્રાન્સફૉર્મર સિવાય શક્ય નથી. પ્રત્યાવર્તી વોલ્ટેજનું, પાવરના થોડાક વ્યય સાથે, ઉન્નયન અથવા અવનયન કરવા માટે ટ્રાન્સફૉર્મર સક્ષમ છે. યુ.એસ.એ. અને કૅનેડામાં 60 હર્ટ્ઝ આવૃત્તિ સાથે અને બાકીની દુનિયામાં 50 હર્ટ્ઝ આવૃત્તિવાળાં ટ્રાન્સફૉર્મર કાર્યરત છે. જનિત્ર અને પાવર ગ્રિડનું જોડાણ જંગી ટ્રાન્સફૉર્મર વડે કરવામાં આવે છે. આવા ટ્રાન્સફૉર્મરને યુનિટ ટ્રાન્સફૉર્મર કહે છે. ગ્રાહક સુધી પાવર પહોંચાડનાર ટ્રાન્સફૉર્મરને વિતરણ ટ્રાન્સફૉર્મર કહે છે.

ટ્રાન્સફૉર્મરના એક કુંડલન(winding)માં પ્રવાહને લીધે પેદા થતું ચુંબકીય ફલક્સ બીજા કુંડલન સાથે સંકળાયેલું ન હોય તો તેને ક્ષરણ(leakage) ફલક્સ કહે છે. કુંડલનની અન્યોન્ય અસર મહત્તમ કરવા માટે લોખંડની મિશ્રધાતુના અંતર્ભાગ (core) સાથે બધાં જ કુંડલનને સાંકળી લેવામાં આવે છે. આ અંતર્ભાગ અન્યોન્ય ચુંબકીય ફલક્સને માટે ઉચ્ચ પારગમ્યતા(permeance)ના પથ તરીકે કાર્ય કરે છે. આમ તો બધું જ અન્યોન્ય ફલક્સ અંતર્ભાગમાં થઈને પસાર થાય છે.

એક-કલીય (single-phase) ટ્રાન્સફૉર્મરની રચના આકૃતિ 1માં દર્શાવી છે :

આકૃતિ 1 : એક-અવસ્થા અંતર્ભાગમાં કુંડલનનું સ્થાન
(અ) કવચ સ્વરૂપ, (આ) અંતર્ભાગ સ્વરૂપ

આકૃતિ 1(અ)માં કરેલી ગોઠવણીને સંવૃત્ત સ્વરૂપ(shell form)નું ટ્રાન્સફૉર્મર કહે છે અને આકૃતિ 1-(આ)માં કરેલી ગોઠવણીને અંતર્ભાગ-રૂપ (core-form) ટ્રાન્સફૉર્મર કહે છે. આકૃતિમાં કુંડલન તરીકે દર્શાવેલ દરેક લંબચોરસમાં ઓછામાં ઓછાં બે ગૂંચળાં દર્શાવ્યાં છે. આકૃતિ 2માં દર્શાવ્યા પ્રમાણે ગૂંચળાં સંકેન્દ્રી (concentric) અથવા અંતરાપત્રિત (interleaved) હોય છે. સંવૃત્ત પ્રકારનાં બધાં જ કુંડલન મધ્યસ્થ પાયા ઉપર હોય છે. જ્યારે અંતર્ભાગ પ્રકારમાં પ્રાથમિકના અર્ધા આંટા અને ગૌણના અર્ધા આંટા છેડે આવેલા બે પાયા ઉપર હોય છે. આમ કુંડલનનાં બે અડધિયાંને શ્રેણી કે સમાંતરમાં જોડી શકાય છે. સંકેન્દ્રી ગોઠવણીમાં નિમ્ન વોલ્ટેજ કુંડલન અંતર્ભાગની નજીક હોય છે.

આકૃતિ 2 : કુંડલનની ગોઠવણી : (અ) સંકેન્દ્રી, (આ) અંતરાપત્રિત

પાવર ટ્રાન્સફૉર્મર પાયાના બે સિદ્ધાંત ઉપર કાર્ય કરે છે : (1) ફૅરાડેનો વોલ્ટેજનો નિયમ, (2)  ઍમ્પિયરનો નિયમ. ફૅરાડેના નિયમ મુજબ સંકળાયેલા ચુંબકીય ફલક્સને કારણે કુંડલનમાં પ્રેરિત થતું વોલ્ટેજ કુંડલનના આંટાની સંખ્યા અને ચુંબકીય ફલક્સના ફેરફારના દરના સમપ્રમાણમાં હોય છે. એટલે કે પ્રેરિત વોલ્ટેજ

જ્યાં N1 જે ગૂંચળામાં વોલ્ટેજ પ્રેરિત થાય છે તેના આંટાની સંખ્યા છે અને fi દરેક આંટા સાથે થતું ચુંબકીય ફલક્સ છે. ફલક્સનો એકમ વેબર છે. ચુંબકીય ફલક્સના ફેરફારનો દર છે, જેનો એકમ વેબર/ સેકન્ડ છે. અંતર્ભાગ ફલક્સ દ્વારા ટ્રાન્સફૉર્મરનાં બે કુંડલનમાં પ્રેરિત થતો વોલ્ટેજનો ગુણોત્તર નીચે પ્રમાણે મળે છે :

અહીં e2, N2 આંટાવાળા બીજા ગૂંચળામાં પ્રેરિત થતું વોલ્ટેજ છે અને  ગૂંચળાના અંતર્ભાગ આગળ ચુંબકીય ફલક્સના ફેરફારનો દર છે અને   ગૂંચળા સાથે સંકળાયેલ ચુંબકીય ફલક્સના ફેરફારનો દર છે.

સમીકરણ 2  ટ્રાન્સફૉર્મર માટે પાયાનો સિદ્ધાંત છે. ઉચ્ચ વોલ્ટેજ કુંડલન વધારે અને નિમ્ન વોલ્ટેજ કુંડલન ઘણા ઓછા આંટા ધરાવે છે. N1/N2 ને સામાન્ય રીતે આંટાનો અથવા રૂપાંતરણ (transformation) ગુણોત્તર કહે છે. તેની સંજ્ઞા a છે.

વોલ્ટેજ પ્રેરિત (induce) કરવા માટે ફલક્સમાં ફેરફાર થવો જોઈએ. ચક્રીય રીતે પરિવર્તી ફલક્સ વડે જ સ્થિર સ્થિતિવાળું વોલ્ટેજ મેળવી શકાય છે, એટલે કે સામાન્ય ટ્રાન્સફૉર્મરના કાર્ય માટે વોલ્ટેજ અને ફ્લક્સ આવશ્યક છે કારણ કે પ્રત્યાવર્તી પાવર, પ્રણાલી(system)ના કાર્ય માટે અનિવાર્ય છે. પ્રત્યાવર્તી પ્રથા ઉપર કાર્ય કરતી પ્રયુક્તિઓમાં ફલક્સ અને જ્યાવક્રીય (sinusoidal) વોલ્ટેજ હોય તો પાવરનો ઓછો વ્યય થાય છે.

આકૃતિ 3 : ટ્રાન્સફૉર્મરના ઘટકો

આકૃતિ 3માં સંવૃત્ત સ્વરૂપના દ્વિ-કુંડલન ટ્રાન્સફૉર્મરના ભાગ દર્શાવ્યા છે. અંતર્ભાગનો મધ્યસ્થ પાયો પૂર્ણ પારસ્પરિક ફલક્સ ધરાવે છે અને બહારનો પ્રત્યેક પાયો તેનું અર્ધ-ફલક્સ ધરાવે છે. આ રીતે બહારના પ્રત્યેક પાયાના આડછેદનું ક્ષેત્રફળ મધ્યસ્થ પાયાના આડછેદના ક્ષેત્રફળ કરતાં અર્ધું હોય છે. અંતર્ભાગ સ્તરિત (laminated) કરેલ હોય છે, એટલે કે તે લોખંડની મિશ્રધાતુની પાતળી પ્લેટોની થપ્પી હોય છે. લોખંડના ઑક્સાઇડ અથવા અન્ય પડ વડે સ્તરિકાને અલગિત (insulated) કરેલ હોય છે. આવી રચના કરવામાં ન આવે તો ઘૂમરી (eddy) પ્રવાહ પેદા થાય છે. ઘૂમરી પ્રવાહને કારણે અંતર્ભાગમાં વધુ પડતી ઉષ્મા પેદા થાય છે, જેથી ટ્રાન્સફૉર્મરની ક્ષમતા ઘટે છે.

પ્રચાલન આવૃત્તિને અનુલક્ષીને સ્તરિકાની જાડાઈ નક્કી કરવામાં આવે છે. 60 હર્ટ્ઝ આવૃત્તિ માટે સ્તરિકાની જાડાઈ 0.36 મિમી. હોય છે. વિતરણ ટ્રાન્સફૉર્મરના અંતર્ભાગમાં લોખંડની મિશ્રધાતુની પટ્ટીઓ અને પાવર ટ્રાન્સફૉર્મરના અંતર્ભાગમાં ચુંબકીય કાચનો ઉપયોગ કરી શકાય છે.

ફલક્સમાં થતા પ્રત્યાવર્તી ફેરફારને લીધે અંતર્ભાગનાં સૂક્ષ્મ ચુંબકો(magnetic domains)નું નમન(orientation) વારંવાર બદલાતું હોઈ તેમાં શૈથિલ્યહાનિ (hysterisis loss) થતી હોય છે. શૈથિલ્યહાનિ અને ઘૂમરી-પ્રવાહ વડે થતી હાનિના સરવાળાને અંતર્ભાગ હાનિ (core loss) કહે છે. સ્થાયી સ્થિતિમાં અંતર્ભાગ ફલક્સનું ચરમ મૂલ્ય નીચેના સૂત્રથી મળે છે :

જ્યાં V1 અસરકારક અથવા સરેરાશ વર્ગિત વર્ગમૂળ વોલ્ટેજ છે. N1 આંટાની સંખ્યા અને f1 હટર્ઝમાં આવૃત્તિ છે.

ગૌણ કુંડલનના છેડા સાથે વિદ્યુતબોજ જોડવામાં આવે ત્યારેપ્રત્યાવર્તી અંતર્ભાગ ફલક્સથી પ્રેરિત થતા વોલ્ટેજ e2ને કારણે બોજ અને કુંડલનમાં થઈને પ્રવાહ વહે છે. આકૃતિ 3માં દર્શાવ્યા પ્રમાણે સ્રોત–પ્રવાહ પ્રાથમિક ગૂંચળાના ધન છેડેથી દાખલ થાય છે અને ગૌણના ધન છેડેથી બહાર નીકળે છે. બે કુંડલનને જમણા હાથનો નિયમ લાગુ પાડતાં ગૌણમાં બોજ પ્રવાહથી ચુંબકીય ચાલક બળ (magnetomotive force, MMF) પેદા થાય છે, જે પ્રાથમિકના MMFથી ઉદભવતા ક્ષેત્રનો વિરોધ કરે છે. પરિક્રમી સ્વરૂપમાં ઍમ્પિયરના નિયમ મુજબ બંધ પથને લાગુ પાડવામાં આવેલ ચુંબકીય ચાલકબળ, પરિબદ્ધ પથ સાથે સંકલિત વિદ્યુતપ્રવાહ જેટલું થાય છે. આકૃતિ 3માં ઍમ્પિયરનો નિયમ એમાંથી ગમે તે એક  પથને લાગુ પાડી શકાય છે.

વાસ્તવિક પરિબદ્ધ પ્રવાહ અને અંતર્ભાગને લાગુ પાડેલ (MMF)

અંતર્ભાગ ફલક્સ એ અંતર્ભાગ પારગમ્યતા(permeability) અને પ્રયોજિત ચું. ચા. બળ(Fc)ના ગુણાકાર બરાબર થાય છે.

 એ ઉત્તેજક પ્રવાહનું તત્કાલીન મૂલ્ય છે. અંતર્ભાગની પારગમ્યતાનું મૂલ્ય વધારે હોય તો ઉપરના પદનું મૂલ્ય ઘટે છે. સમીકરણ (8)ને નીચે પ્રમાણે પણ લખી શકાય છે :

…………………………………..  (9)

જ્યાં iex ઉત્તેજક પ્રવાહ છે.

આદર્શ ટ્રાન્સફૉર્મરને ઉત્તેજક પ્રવાહની જરૂર પડતી નથી. એટલે કે, અંતર્ભાગને અનંત પારગમ્યતા હોય છે અને પ્રાથમિક પ્રવાહ નીચે પ્રમાણે મળે છે :

આદર્શ ટ્રાન્સફૉર્મરનો અવરોધ શૂન્ય હોય છે અને તેની રચના એવી રીતે કરવામાં આવે છે કે તેમાં ક્ષરણ ફલક્સ હોતું નથી. હકીકતમાં આ શક્ય નથી. આદર્શ ટ્રાન્સફૉર્મર પ્રેરિત અને અંતિમ વોલ્ટેજ સરખા થાય  છે :

      v1i1= v2i2  વોલ્ટ ઍમ્પિયર ……………………………………………(11)

અને તાત્ક્ષણિક નિવેશ (input) પાવર અને તાત્ક્ષણિક નિર્ગત (output) પાવર સમાન થાય છે. આ સ્થિતિમાં આંતરિક વ્યય થતો નથી અને આદર્શ ટ્રાન્સફૉર્મરને 100 % ક્ષમતા હોય છે.

rms ફેઝર(સદિશ)ના સંદર્ભમાં વોલ્ટેજ અને વિદ્યુતપ્રવાહ નીચેનો સંબંધ ધરાવે છે :

આથી બોજ પ્રતિબાધા ઓહમમાં નીચેના સૂત્રથી મળે છે :

પ્રાથમિક સાથે જોડેલા જનિત્રની સામે પ્રતિબાધા નીચેના સૂત્રથી મળે છે :

તે જ રીતે ક્રમ 1 ના કુંડલનને બોજ લાગુ પાડતાં ક્રમ 2ના કુંડલનને છેડે દેખાતી પ્રતિબાધા નીચેના સૂત્રથી મળે છે :

ઘણાંખરાં પાવર ટ્રાન્સફૉર્મર ઇજનેરી હેતુઓ માટે આદર્શ હોય છે. વાસ્તવિક ટ્રાન્સફૉર્મરને સમીકરણ (12), (14), (15) સંતોષકારક રીતે લાગુ પડે છે.

ત્રિ-પ્રાવસ્થા (three-phase) પાવરનું રૂપાંતરણ  ત્રણ એક-કલીય ટ્રાન્સફૉર્મર અથવા એક ત્રિ-પ્રાવસ્થા પાવર ટ્રાન્સફૉર્મર વડે કરી શકાય છે. તેમાં ત્રિ-પ્રાવસ્થા પાવરનું, એક વોલ્ટેજ સ્તરથી બીજા સ્તર સુધી રૂપાંતરણ કરવામાં આવે છે. ત્રિ-પ્રાવસ્થા પાવર ટ્રાન્સફૉર્મરમાં એક જ અંતર્ભાગ ઉપર ત્રણ પ્રાથમિક અને ત્રણ ગૌણ કુંડલન સેટ હોય છે. ત્રિ-પ્રાવસ્થા ટ્રાન્સફૉર્મરના અંતર્ભાગ અને સંવૃત્ત રચના આકૃતિ 4માં દર્શાવી છે.

આકૃતિ 4 : કુંડલનનું સ્થાન દર્શાવતો ખાસ ત્રિ-પ્રાવસ્થા અંતર્ભાગ
(અ) અંતર્ભાગ સ્વરૂપ, (આ) સંવૃત્ત સ્વરૂપ

ટ્રાન્સફૉર્મરની ક્ષમતા નીચે પ્રમાણે આપી શકાય છે :

ટ્રાન્સફૉર્મરનો નિર્ગત પાવર તેના નિવેશ પાવર અને ટ્રાન્સફૉર્મરના આંતરિક વ્યયના તફાવત જેટલો થાય છે. આંતરિક પાવર વ્યયમાં કુંડલનના ઓહ્મિક વ્યય બરાબર થાય છે તેને કૉપર-વ્યય અને આંતરિક હાનિ પણ કહે છે :

આથી નિવેશ પાવર એ નિર્ગત પાવર, કૉપર-વ્યય અને અંતર્ભાગ હાનિના સરવાળા બરાબર થાય છે.

પૂર્ણભાર હોય ત્યારે 20,000 KVA (કિલોવોલ્ટ ઍમ્પિયર) પાવર ટ્રાન્સફૉર્મરની ક્ષમતા 99.4 % અને 5 KVAની ક્ષમતા 94 % હોય છે.

શ્રાવ્ય અને રેડિયો આવૃત્તિ ટ્રાન્સફૉર્મરનું બીજું પ્રયોજન સંકેતનું પ્રક્રમણ છે. કોઈ પ્રકારના તરંગસ્વરૂપનું ટ્રાન્સફૉર્મર વડે એક પરિપથ ઉપરથી બીજા પરિપથ ઉપર વિતરણ કરવામાં આવે છે. એટલે કે, ઊર્જાને બીજા પરિપથ ઉપર પહોંચાડવામાં આવે છે. સંકેત પ્રક્રમણ સાથે સંકેતનું તરંગસ્વરૂપ જળવાઈ રહે તે આવશ્યક છે. આ માટે સામાન્ય રીતે સુરેખ (linear) હોય તેવા બોજ પર સંકેત-ઊર્જાનું વિતરણ કરવામાં આવે છે. આવો બોજ અવરોધક હોવો જોઈએ. ટ્રાન્સફૉર્મર ઉપર બોજ લાગુ પાડવામાં ન આવે તો, ટ્રાન્સફૉર્મરના અંતર્ભાગમાં સંકેત-ઊર્જા ચુંબકન (magnetisation) પ્રેરિત કરે છે. આથી ચુંબકીય શૈથિલ્યને કારણે પ્રસંવાદી (harmonic) અને અંતરા-સમાવર્તિત (intermodulation) વિકૃતિ પેદા થાય છે. ગૌણ ગૂંચળા સાથે નિર્ગત પરિપથમાં અવરોધક બોજ મૂકવો જોઈએ, જેથી બિનસુરેખ ચુંબકનપ્રવાહની વિપરીત અસર ન્યૂનતમ કરી શકાય. બોજની એવી પસંદગી કરવામાં આવે છે, જેથી કલા-વિકૃતિ (phase-distortion) ઉપર મર્યાદા લાવી શકાય.

ઘણીબધી આવૃત્તિવાળી ઊર્જા ધરાવતા જટિલ સંકેતને એકથી બીજા પરિપથ ઉપર શ્રાવ્ય અથવા ર્દશ્ય ટ્રાન્સફૉર્મર વડે સ્થાનાંતરિત કરવામાં આવે છે. રેડિયો આવૃત્તિ (rf) અને મધ્યસ્થ આવૃત્તિ(if)ને ટ્રાન્સફૉર્મર વડે સંકીર્ણ આવૃત્તિપટની ઊર્જા સ્થાનાંતરિત થાય છે. શ્રાવ્ય અને ર્દશ્ય ટ્રાન્સફૉર્મરે વૉલ્ટેજ સંકેત પ્રત્યે એકસરખો પ્રતિભાવ આપવો જોઈએ. નીચેના સૂત્ર વડે અપાતા યુગ્મન ગુણાંક k માટે એકમની રચના કરવામાં આવે છે :

જ્યાં L1 અને L2 અનુક્રમે પ્રાથમિક અને ગૌણ ગૂંચળાનાં પ્રેરકત્વ (inductance) છે અને M અન્યોન્ય પ્રેરકત્વ છે (જુઓ આકૃતિ 5) :

આકૃતિ 5 : સંજ્ઞાઓ સાથે ટ્રાન્સફૉર્મરનું રેખાચિત્ર

ઉચ્ચ યુગ્મન ગુણાંક માટે અંતરાપત્રિત કુંડલન અને ઉચ્ચ પારગમ્યતાવાળા લોખંડના અંતર્ભાગનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે. આથી ફ્લક્સ સઘન બને છે. ઉચ્ચતમ ગુણવત્તાવાળા ર્દશ્ય ટ્રાન્સફૉર્મર માટેનું મૂલ્ય 0.9998 જેટલું ઊંચું હોવું જોઈએ. આ મૂલ્યપાવર ટ્રાન્સફૉર્મર માટે 0.98થી વધુ હોતું નથી. શ્રાવ્ય અને રેડિયો આવૃત્તિ ટ્રાન્સફૉર્મરની રચના આકૃતિ 6માં દર્શાવી છે.

આકૃતિ 6 : શ્રાવ્ય અને શ્ય આવૃત્તિ ટ્રાન્સફૉર્મર
(અ) લોખંડના અંતર્ભાગવાળું શ્રાવ્ય ટ્રાન્સફૉર્મર,
(આ) હવાના અંતર્ભાગવાળું રેડિયો આવૃત્તિ ટ્રાન્સફૉર્મર.

શ્રાવ્ય અને ર્દશ્ય ટ્રાન્સફૉર્મર : આવું ટ્રાન્સફૉર્મર બે અનુનાદ (resonance) ધરાવે છે : એક અનુનાદ બિંદુ નિમ્ન સંકેત આવૃત્તિ મર્યાદાની નજીક હોય છે અને બીજું બિંદુ ઉચ્ચ મર્યાદા નજીક હોય છે. ઊર્જાનું ક્ષમતાપૂર્વક સ્થાનાંતરણ કરવા માટે સમસ્વરણ (tuning) સંધારિત્ર (capacitor) ઉમેરવામાં આવે છે.

આકૃતિ 7 : ભારિત ટ્રાન્સફૉર્મરનો પરિપથ

કોઈ પણ પ્રકારનું ટ્રાન્સફૉર્મર ઊર્જાને એકથી બીજા પરિપથમાં સ્થાનાંતરિત કરવા માટેની પ્રયુક્તિ છે. સ્થાનાંતરિત ઊર્જા પરિપથમાં અથવા બાહ્ય બોજ પરિપથમાં શોષાય છે. ટ્રાન્સફૉર્મર સમાવતા પરિપથનો ઇષ્ટતમ વર્તાવ સિદ્ધ કરવા માટે તેની યોગ્ય સમાપ્તિ જરૂરી છે. ન્યૂનતમ (Fmin), મહત્તમ (Fmax) અને અનુનાદ આવૃત્તિ (fr)નાં મૂલ્યો નીચેના સૂત્રથી મળે છે :

અહીં પરિપથને ટૂંકાવતાં પ્રાથમિકને પ્રાપ્ત થતું ગૌણ પ્રેરકત્વ છે; C2 નિર્ગત સંધારિત્ર છે અને RC બોજ અવરોધ છે. આવા ટ્રાન્સફૉર્મરની ઉત્તમ કામગીરી માટે અનુનાદ આવૃત્તિ (fr) એ મહત્તમ આવૃત્તિ fmax કરતાં વધારે હોવી જોઈએ.

રેડિયો આવૃત્તિ (RF) અને મધ્યસ્થ આવૃત્તિ (IF) ટ્રાન્સફૉર્મર : અહીં બે કે વધારે પ્રેરકનો ઉપયોગ થાય છે. તેમનું શિથિલ યુગ્મન કરવાથી કાર્યકારી આવૃત્તિના પટને મર્યાદિત કરી શકાય છે. એક અથવા વધુ પ્રેરક્ધો અનુનાદ કરવાથી ઊર્જાનું સ્થાનાંતરણ ક્ષમતાપૂર્વક કરી  શકાય છે. પ્રેરકના પ્રેરકત્વમાં ફેરફાર કરી શકે તેવા સમસ્વરણ  સંધારિત્ર અથવા જરૂરિયાત મુજબ ગોઠવી શકાય તેવા ચુંબકીય અથવા વાહક ધાતુખંડ (slug) વડે પ્રાથમિક, ગૌણ અથવા બંનેનું સમસ્વરણ સિદ્ધ કરી શકાય છે.

આકૃતિ 8 : સમસ્વરિત રેડિયો આવૃત્તિ ટ્રાન્સફૉર્મર

સમસ્વરિત પરિપથમાં સંચિત કરેલી ઊર્જાના વ્યયના દરને Q મૂલ્ય કહે છે. રેડિયો આવૃત્તિ ટ્રાન્સફૉર્મરના સમસ્વરિત પરિપથનો કાર્યકારી પ્રતિબાધા Q તેના સમસ્વરિત વિદ્યુતધારિતા-(capacitance)નું વિધેય છે. વ્યાપક રીતે ઉચ્ચ પાવર પરિપથને ઊર્જાના સંગ્રહ માટે ઉચ્ચ વિદ્યુતધારિતાની જરૂર પડે છે. આથી, પ્રતિબાધાનું મૂલ્ય ઓછું હોય છે. કોઈ પણ હેતુ માટે પ્રતિબાધા સ્તર પૂરતો નીચો રાખવામાં આવે છે, જેથી અસ્થિરતા અને દોલનો અટકાવી શકાય.

આશા પ્ર. પટેલ