সিসিএ তারের পরিবাহিতা ব্যাখ্যা: এটি পুরোপুরি তামার সাথে কীভাবে তুলনা করে

সিসিএ তার কী এবং পরিবাহিতা কেন গুরুত্বপূর্ণ?

কপার ক্ল্যাড অ্যালুমিনিয়াম (CCA) তারের কেন্দ্রে অ্যালুমিনিয়াম থাকে, যা একটি পাতলা কপার আবরণ দ্বারা ঢাকা থাকে। এই সম্মিলনে আমরা উভয় উপাদানের সেরা গুণাবলী পাই—অ্যালুমিনিয়ামের হালকা ওজন এবং খরচের সুবিধা এবং কপারের ভালো পৃষ্ঠতলের গুণ। এই উপাদানগুলি যেভাবে কাজ করে তার ফলে বিদ্যুৎ পরিবাহিতা ক্ষমতা IACS মান অনুযায়ী প্রাকৃত কপারের প্রায় ৬০ থেকে ৭০ শতাংশ পাওয়া যায়। এবং এটি কার্যকরী ক্ষমতার উপর বাস্তব প্রভাব ফেলে। যখন পরিবাহিতা কমে, রোধ বাড়ে, যা তাপ হিসাবে শক্তি নষ্ট হয় এবং সার্কিটে ভোল্টেজ ক্ষতি বাড়ে। উদাহরণ হিসাবে নিন ১০ মিটার ১২ AWG তারে ১০ অ্যাম্পিয়ার সরাসরি কারেন্ট চালানো হচ্ছে। এখানে, CCA তারের ক্ষেত্রে সাধারণ কপার তারের তুলনা প্রায় দ্বিগুণ ভোল্টেজ ক্ষতি দেখা যেতে পারে—প্রায় ০.৮ ভোল্ট এর বিপরীতে মাত্র ০.৫২ ভোল্ট। এমন ধরনের পার্থক্য সৌর শক্তি স্থাপন বা গাড়ির ইলেকট্রনিক্সের মতো সংবেদনশীল সরঞ্জামের ক্ষেত্রে সমস্যা তৈরি করতে পারে, যেখানে স্থির ভোল্টেজ স্তর অপরিহার্য।

LED আলো বা গাড়ির যন্ত্রাংশের মতো ক্ষেত্রে, যেখানে উৎপাদন পরিমাণ খুব বেশি নয়, খরচ ও ওজনের দিক থেকে CCA-এর অবশ্যই কিছু সুবিধা আছে। কিন্তু এখানে একটি ঝুঁকি আছে: সাধারণ তামার তুলনায় এটি বিদ্যুৎ পরিবহনে কম দক্ষ হওয়ায়, ইঞ্জিনিয়ারদের গাণিতিক হিসাব করতে হয় যে কত দীর্ঘ তার ব্যবহার করা যাবে আগুনের ঝুঁকি এড়াতে। অ্যালুমিনিয়ামের চারপাশে তামার পাতলা স্তরটি কোনোভাবেই পরিবাহিতা বাড়ানোর জন্য নয়। এর প্রধান কাজ হল মানক তামার ফিটিংয়ের সাথে সঠিকভাবে সংযোগ নিশ্চিত করা এবং ধাতুগুলির মধ্যে ঘটে এমন ক্ষয়রোধ করা। যখন কেউ CCA-কে প্রকৃত তামার তার হিসাবে চালায়, তখন শুধু গ্রাহকদের বিভ্রান্ত করা হয় না, বৈদ্যুতিক কোডও লঙ্ঘন করা হয়। সময়ের সাথে অ্যালুমিনিয়ামের অভ্যন্তরীণ অংশ তাপ বা পুনরাবৃত্ত বাঁকের মতো পরিস্থিতি তামার মতো ভাবে মোকাবিলা করতে পারে না। বৈদ্যুতিক সিস্টেম নিয়ে কাজ করা প্রত্যেককেই এই বিষয়গুলি আগে থেকে জানা উচিত, বিশেষ করে যেখানে নিরাপত্তা কয়েকটি মুদ্রা বাঁচানোর চেয়ে বেশি গুরুত্বপূর্ণ।

বৈদ্যুতিক কর্মক্ষমতা: সিসিএ তারের পরিবাহিতা বনাম পুরো তামা (OFC/ETP)

IACS রেটিং এবং রোধতা: 60–70% পরিবাহিতার পার্থক্য পরিমাপ করা

ইন্টারন্যাশনাল অ্যানিল্ড কপার স্ট্যান্ডার্ড (IACS) পুরো তামাকে 100% হিসাবে পরিবাহিতার মাপকাঠি হিসাবে ব্যবহার করে। তামা-আবৃত অ্যালুমিনিয়াম (CCA) তার অ্যালুমিনিয়ামের উচ্চতর রোধতা কারণে মাত্র 60–70% IACS অর্জন করে। যেখানে OFC 0.0171 Ω·mm²/m রোধতা বজায় রাখে, সেখানে CCA-এর রোধতা 0.0255–0.0265 Ω·mm²/m এর মধ্যে থাকে—যা রোধ 55–60% বৃদ্ধি করে। এই পার্থক্য শক্তি দক্ষতার উপর সরাসরি প্রভাব ফেলে:

উচ্চ রোধতা CCA-কে স্থানান্তরের সময় তাপ হিসাবে আরও বেশি শক্তি অপচয় করতে বাধ্য করে, বিশেষ করে উচ্চ লোড বা অবিরত কাজের অ্যাপ্লিকেশনে সিস্টেমের দক্ষতা হ্রাস করে।

বাস্তবে ভোল্টেজ ড্রপ: 12 AWG CCA বনাম OFC, 10 মিটার DC রানে

ভোল্টেজ ড্রপ বাস্তব কর্মক্ষমতার পার্থক্যকে উদাহরণ হিসাবে দেখায়। 10A কারেন্ট বহনকারী 12 AWG তারের 10m DC রানের জন্য:

• OFC: 0.0171 Ω·mm²/m রেজিস্টিভিটি 0.052Ω মোট রেজিস্ট্যান্স উৎপাদন করে। ভোল্টেজ ড্রপ = 10A × 0.052Ω = 0.52V .
• CCA (10% তামা): 0.0265 Ω·mm²/m রেজিস্টিভিটি 0.080Ω রেজিস্ট্যান্স তৈরি করে। ভোল্টেজ ড্রপ = 10A × 0.080Ω = 0.80V .

CCA তারের উপর 54% বেশি ভোল্টেজ ড্রপ সংবেদনশীল DC সিস্টেমে আন্ডার-ভোল্টেজ শাটডাউন ঘটানোর ঝুঁকি বহন করে। OFC এর কর্মক্ষমতা অনুসরণ করতে, CCA তারের জন্য হয় বড় গেজ অথবা ছোট রান প্রয়োজন—উভয় ক্ষেত্রেই এর ব্যবহারিক সুবিধা সীমিত হয়ে পড়ে।

CCA তার কখন একটি ব্যবহারযোগ্য পছন্দ? অ্যাপ্লিকেশন-নির্দিষ্ট ট্রেড-অফ

নিম্ন-ভোল্টেজ এবং ছোট রানের পরিস্থিতি: অটোমোবাইল, PoE, এবং LED লাইটিং

CCA তারের কিছু বাস্তব সুবিধা রয়েছে যখন পরিবাহিতার হ্রাসটি আমাদের খরচ এবং ওজনের তুলনায় এত বড় ব্যাপার নয়। প্রায় 60 থেকে 70 শতাংশ পরিমাণে বিদ্যুৎ পরিবহন করার বিষয়টি কম ভোল্টেজের সিস্টেম, কম তড়িৎপ্রবাহ, অথবা ছোট কেবল লাইনের মতো জিনিসগুলির ক্ষেত্রে কম গুরুত্বপূর্ণ। উদাহরণস্বরূপ PoE Class A/B সরঞ্জাম, LED আলোর স্ট্রিপগুলি যা মানুষ তাদের ঘরের চারপাশে লাগায়, অথবা অতিরিক্ত সুবিধা যুক্ত গাড়ির তারের কথা ভাবুন। যানবাহনের ব্যবহারের উদাহরণ নিন। CCA-এর ওজন তামার তুলনায় প্রায় 40 শতাংশ কম হওয়ায় যানবাহনের তারের হার্নেসে প্রতিটি গ্রাম গুরুত্বপূর্ণ হওয়ায় এটি একটি বড় পার্থক্য তৈরি করে। এবং সত্যি বলতে, অধিকাংশ LED ইনস্টলেশনের জন্য প্রচুর পরিমাণে কেবলের প্রয়োজন, তাই দামের পার্থক্যটি দ্রুত বেড়ে যায়। যতক্ষণ কেবলগুলি প্রায় পাঁচ মিটারের নিচে থাকে, অধিকাংশ প্রয়োগের জন্য ভোল্টেজ ড্রপ গ্রহণযোগ্য সীমার মধ্যেই থাকে। এর মানে ব্যয়বহুল OFC উপকরণগুলির উপর অতিরিক্ত খরচ না করেই কাজ সম্পন্ন করা যায়।

লোড এবং টলারেন্সের ভিত্তিতে সিসিএ তারের সর্বোচ্চ নিরাপদ রান দৈর্ঘ্য নির্ণয়

নিরাপত্তা এবং ভালো কর্মদক্ষতা নির্ভর করে যে কত দূর পর্যন্ত বৈদ্যুতিক তার প্রসারিত করা যাবে আগে ভোল্টেজ ড্রপ সমস্যাজনক হয়ে ওঠে। মূল সূত্রটি হলো: মিটারে সর্বোচ্চ রান লেন্থ = ভোল্টেজ ড্রপ টলারেন্স গুণন কন্ডাক্টর এরিয়া ভাগ কারেন্ট গুণন রেজিস্টিভিটি গুণন দুই। একটি বাস্তব উদাহরণ দিয়ে দেখা যাক। একটি স্ট্যান্ডার্ড 12V LED সেটআপ যা প্রায় 5 অ্যাম্পিয়ার কারেন্ট টানে। আমরা যদি 3% ভোল্টেজ ড্রপ অনুমোদন করি (যা প্রায় 0.36 ভোল্টের সমান), এবং 2.5 বর্গ মিলিমিটার কপার ক্ল্যাড অ্যালুমিনিয়াম তার ব্যবহার করি (যার রেজিস্টিভিটি প্রায় 0.028 ওহম প্রতি মিটার), তাহলে আমাদের হিসাব হবে প্রায় এরকম: (0.36 গুণন 2.5) ভাগ (5 গুণন 0.028 গুণন 2) যা প্রায় 3.2 মিটার সর্বোচ্চ রান লেন্থ দেয়। কম শক্তি বহনকারী সার্কিটের জন্য স্থানীয় নিয়মাবলী যেমন NEC আর্টিকেল 725-এর সাথে এই সংখ্যা মিলিয়ে দেখা অবশ্যই করতে হবে। গাণিতিক ফলাফলের চেয়ে বেশি যাওয়া তারগুলি অতিরিক্ত গরম হয়ে যেতে পারে, অন্তরণের দীর্ঘস্থায়ী ক্ষয় বা এমনকি সম্পূর্ণ সরঞ্জাম ব্যাহত হওয়ার মতো গুরুতর সমস্যা তৈরি করতে পারে। এটি বিশেষভাবে গুরুত্বপূর্ণ হয়ে ওঠে যখন পরিবেশগত অবস্থা স্বাভাবিকের চেয়ে বেশি উষ্ণ হয় বা একাধিক তার একসাথে বাঁধা থাকে, কারণ উভয় পরিস্থিতিতেই অতিরিক্ত তাপ সৃষ্টি হয়।

অক্সিজেন-মুক্ত তামা এবং সিসিএ তারের তুলনা নিয়ে ভুল ধারণা

অনেকেই মনে করেন যে, উচ্চ ফ্রিকোয়েন্সিতে কারেন্ট পরিবাহীর পৃষ্ঠের কাছাকাছি জমা হওয়ার কারণে উচ্চ ফ্রিকোয়েন্সির ক্ষেত্রে "স্কিন ইফেক্ট"-এর কারণে সিসিএ-এর অ্যালুমিনিয়াম কোরের সমস্যাগুলি কমে যায়। কিন্তু গবেষণা অন্যথা দেখায়। সলিড তামার তারের তুলনায় আসলে কপার ক্ল্যাড অ্যালুমিনিয়ামের সরাসরি কারেন্ট (ডিসি) পরিবহনের ক্ষেত্রে প্রায় 50-60% বেশি রেজিস্ট্যান্স থাকে, কারণ অ্যালুমিনিয়াম বিদ্যুৎ পরিবহনে তামার মতো ভালো নয়। এর অর্থ হল তারের মধ্যে বেশি ভোল্টেজ ড্রপ হয় এবং বৈদ্যুতিক লোড বহন করার সময় এটি বেশি গরম হয়ে ওঠে। পাওয়ার ওভার ইথারনেট সেটআপের ক্ষেত্রে এটি একটি বাস্তব সমস্যা হয়ে দাঁড়ায়, কারণ এগুলিকে ক্ষতি এড়াতে জিনিসপত্রকে যথেষ্ট ঠান্ডা রাখার পাশাপাশি একই কেবলের মাধ্যমে ডেটা এবং পাওয়ার উভয়ই সরবরাহ করতে হয়।

অক্সিজেন-মুক্ত তামা (OFC) নিয়ে আরেকটি সাধারণ ভুল ধারণা রয়েছে। হ্যাঁ, সাধারণ ETP তামার তুলনা 99.90% এর বিপরীতে OFC-এর পরিষ্কারতা প্রায় 99.95%। কিন্তু পরিবাহিতা নিয়ে আসল পার্থক্য তেমন বড় নয়— IACS স্কেলে আমরা মূলত 1% এর কম উন্নতির কথা বলছি। কম্পোজিট পরিবাহী (CCA) এর ক্ষেত্রে, আসল সমস্যা মূলত তামার মানের কারণে নয়। এই কম্পোজিটগুলিতে ব্যবহৃত অ্যালুমিনিয়াম ভিত্তির উপাদানের কারণেই সমস্যা হয়। কিছু প্রয়োগে OFC বিবেচনা করার আসল কারণ হল এটি সাধারণ তামার তুলনা ক্ষয়রোধের প্রতি অনেক বেশি প্রতিরোধ ক্ষমতা, বিশেষ করে কঠোর পরিস্থিতিতে। এই ধর্মটি ETP তামার তুলনা ক্ষুদ্র পরিবাহিতা উন্নতির চেয়ে বাস্তব পরিস্থিতিতে অনেক বেশি গুরুত্বপূর্ণ।

শেষ পর্যন্ত, সিসিএ তারের কার্যকারিতা ব্যবধানগুলি অ্যালুমিনিয়ামের মূলগত বৈশিষ্ট্য থেকে উদ্ভূত—যা তামার আবরণের পুরুত্ব বা অক্সিজেনমুক্ত সংস্করণের মাধ্যমে পূরণ করা যায় না। সিসিএর ব্যবহারযোগ্যতা মূল্যায়নের সময় বিশুদ্ধতার বিপণনের চেয়ে আবেদনের প্রয়োজনগুলি অগ্রাধিকার দেওয়া উচিত।