टर्मिनल ब्लॉकों का कार्य सिद्धांत और डिज़ाइन संरचना

टर्मिनल ब्लॉक विद्युत कनेक्शन में सबसे बुनियादी और महत्वपूर्ण घटकों में से एक हैं, जिनका मुख्य उद्देश्य सुरक्षित, विश्वसनीय और सुविधाजनक तार कनेक्शन प्राप्त करना है।

I. संचालन सिद्धांत

8 पोल टर्मिनल ब्लॉक के मूल सिद्धांत को संक्षेप में इस प्रकार बताया जा सकता है: एक यांत्रिक संरचना और एक कंडक्टर के माध्यम से, यह कंडक्टरों (जैसे तार) के बीच एक कम प्रतिरोध, उच्च स्थिरता वाला विद्युत पथ स्थापित करता है, जबकि एक मजबूत यांत्रिक कनेक्शन सुनिश्चित करता है और आकस्मिक संपर्क को रोकता है।

यह सिद्धांत मुख्यतः निम्नलिखित प्रमुख बिंदुओं पर निर्भर करता है:

विद्युत चालन: टर्मिनल का कोर कंडक्टर (आमतौर पर तांबा या तांबे की मिश्र धातु) विद्युत धारा प्रवाह के लिए मुख्य मार्ग प्रदान करता है। इसकी उत्कृष्ट चालकता कम ऊर्जा खपत और कम ऊष्मा उत्पादन सुनिश्चित करती है।

यांत्रिक क्लैम्पिंग: स्क्रू, स्प्रिंग या अन्य यांत्रिक उपकरणों के माध्यम से, डाले गए तार पर पर्याप्त संपर्क दबाव (क्लैम्पिंग बल) लगाया जाता है। यह बल दो महत्वपूर्ण उद्देश्यों की पूर्ति करता है:

ऑक्साइड परत का विनाश: तार की सतह पर ऑक्साइड फिल्म कुचालक होती है। एक प्रबल क्लैम्पिंग बल इस पतली फिल्म को कुचल सकता है, जिससे धातुओं के बीच वास्तविक संपर्क संभव हो जाता है।

संपर्क बनाए रखें: कंपन, तापीय विस्तार और संकुचन, या बाहरी बल खींचने के कारण तार को ढीला होने से रोकें, और स्थिर संपर्क प्रतिरोध बनाए रखें।

संपर्क प्रतिरोध को न्यूनतम करना: आदर्श रूप से, एक तार से एक टर्मिनल तक और फिर अगले कंडक्टर तक धारा का प्रवाह यथासंभव सुचारू होना चाहिए। अच्छी डिज़ाइन और क्लैम्पिंग बल यह सुनिश्चित कर सकते हैं कि संपर्क बिंदु पर प्रतिरोध तार के प्रतिरोध से बहुत कम हो, जिससे उस बिंदु को "हॉट स्पॉट" बनने से रोका जा सके।

II. डिज़ाइन संरचना

वायरिंग टर्मिनलों के विविध आकार के बावजूद, उनमें से अधिकांश में तीन बुनियादी घटक होते हैं:

1. सुचालक पदार्थ: आमतौर पर, उच्च चालकता वाली धातुओं का उपयोग किया जाता है, जैसे पीतल, फॉस्फोर ब्रॉन्ज़ और ताँबा मिश्रधातु। कभी-कभी, संक्षारण प्रतिरोध बढ़ाने, संपर्क प्रतिरोध कम करने और सोल्डर क्षमता में सुधार के लिए इन पर टिन, निकल या चाँदी की परत चढ़ाई जाती है।

कार्य: यह धारा संचरण के लिए मुख्य चैनल है। इसे तारों से विश्वसनीय रूप से जुड़ने और मेल खाते टर्मिनलों या उपकरणों के साथ एक विद्युत इंटरफ़ेस बनाने के लिए डिज़ाइन किया गया है।

2. 8-स्थिति टर्मिनल ब्लॉक के लिए इंसुलेटिंग शेल सामग्री: इंजीनियरिंग प्लास्टिक, जैसे पॉलियामाइड (PA66, नायलॉन), पॉलीकार्बोनेट (PC), PET, आदि, आमतौर पर उपयोग किए जाते हैं। ये सामग्रियाँ अच्छा विद्युत रोधन, यांत्रिक शक्ति, ज्वाला रोधी (जैसे UL94 V-0 ग्रेड), और ऊष्मा प्रतिरोध प्रदर्शित करती हैं।

3. विभिन्न प्रकार के टर्मिनलों में अंतर करने के लिए क्लैम्पिंग तंत्र महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। मुख्यतः निम्नलिखित मुख्य डिज़ाइन हैं:

a) स्क्रू कनेक्शन प्रकार

संरचना: स्क्रू को घुमाकर, एक धातु दबाव प्लेट या शंक्वाकार नट को तार को सीधे संपीड़ित करने के लिए चलाया जाता है।

लाभ:

यह कनेक्शन मजबूत है, इसका संपर्क क्षेत्र बड़ा है और धारा वहन करने की क्षमता भी मजबूत है।

एकल-स्ट्रैंड (ठोस) तारों और बहु-स्ट्रैंड तारों को वायर लग्स के साथ जोड़ने के लिए उपयुक्त।

नुकसान:

कंपन वाले वातावरण में यह ढीला हो सकता है, इसलिए नियमित निरीक्षण और कसाव की आवश्यकता होती है।

कनेक्शन की गति अपेक्षाकृत धीमी है।

कई पतले तारों के लिए, यदि तार की नोक का उपयोग नहीं किया जाता है, तो कसने के दौरान कुछ तांबे के तार कुचल सकते हैं और टूट सकते हैं।

बी) स्प्रिंग कनेक्शन प्रकार (पिंजरे स्प्रिंग/संपीडन स्प्रिंग प्रकार)

संरचना: पहले से तनावग्रस्त V-आकार या किसी अन्य आकार की स्प्रिंग लीफ का उपयोग करें। स्प्रिंग को खोलने के लिए ऑपरेटिंग छेद में एक सीधा स्क्रूड्राइवर डालें। तार डालने के बाद, स्क्रूड्राइवर को बाहर निकालें, और स्प्रिंग वापस उछलकर तार को आंतरिक प्रवाहकीय पट्टी पर मजबूती से दबा देगी।

लाभ:

कंपन प्रतिरोध: स्प्रिंग का निरंतर दबाव तापीय विस्तार और संकुचन और कंपन के कारण होने वाले ढीलेपन की भरपाई कर सकता है, जिससे यह बहुत विश्वसनीय हो जाता है।

त्वरित वायरिंग: स्क्रू को मोड़ने की कोई आवश्यकता नहीं, जिससे वायरिंग दक्षता में काफी सुधार होता है।

बहु-तार तारों और आवरण वाले पतले तारों के लिए उपयुक्त।

नुकसान:

औजारों पर अत्यधिक निर्भरता (विशिष्ट आकार के स्क्रूड्राइवर की आवश्यकता होती है)।

धारा-वहन क्षमता सामान्यतः समान आकार के स्क्रू कनेक्शनों की तुलना में थोड़ी कम होती है (लेकिन अधिकांश मामलों में यह पर्याप्त होती है)।

c) प्रत्यक्ष प्लग-इन कनेक्शन

संरचना: यह स्प्रिंग कनेक्शन का एक सरलीकृत रूप है। इसमें आमतौर पर एक छोटा सा छेद होता है, जिसमें एक छिला हुआ और बिना उपचारित ठोस तार सीधे बलपूर्वक डाला जाता है। आंतरिक स्प्रिंग तंत्र स्वचालित रूप से तार को जकड़ लेता है। तार को खोलने के लिए, आपको उसके बगल में स्थित रिलीज़ बटन दबाना होगा।

लाभ:

यह अत्यंत तेज और सुविधाजनक है, और टर्मिनल ब्लॉक 10 पिन को बिना किसी उपकरण के बनाया जा सकता है।

नुकसान:

यह आमतौर पर केवल ठोस चालकों पर ही लागू होता है।

धारा-वहन क्षमता और तार व्यास सीमा सीमित है।

d) इन्सुलेशन विस्थापन कनेक्शन

संरचना: टर्मिनल के अंदर, नुकीले V-आकार के धातु के संपर्क होते हैं। जब एक बिना कटे तार को निर्दिष्ट स्थान पर मजबूती से दबाया जाता है, तो ये नुकीले संपर्क इन्सुलेशन को भेदकर आंतरिक धातु कंडक्टर से सीधे संपर्क बनाते हैं।

लाभ:

तार को छीलने की आवश्यकता नहीं होती, जिससे समय और प्रयास की बचत होती है, तथा तार की अनुचित लंबाई के कारण होने वाली समस्याओं से बचा जा सकता है।

कनेक्शन तेज़ और विश्वसनीय है।

नुकसान:

तारों की विशिष्टताओं और इन्सुलेशन की मोटाई के लिए सख्त आवश्यकताएं हैं।

इसका उपयोग सामान्यतः सिग्नल करंट अनुप्रयोगों जैसे संचार, डेटा नेटवर्क (जैसे RJ45 कनेक्टर) और घरेलू उपकरणों में किया जाता है।

III. मुख्य प्रकार और अनुप्रयोग

अनुप्रयोग परिदृश्यों के अनुसार, टर्मिनल ब्लॉक मुख्यतः निम्नलिखित रूपों में आते हैं:

पीसीबी टर्मिनल ब्लॉक: मुद्रित सर्किट बोर्ड पर टांका लगाया जाता है, जिसका उपयोग सर्किट बोर्ड से बाहरी तारों को जोड़ने के लिए किया जाता है।

डीआईएन-रेल टर्मिनल ब्लॉक: इन्हें मानक डीआईएन रेल पर क्लिप किया जा सकता है और इनका व्यापक रूप से औद्योगिक नियंत्रण कैबिनेट और वितरण बोर्डों में उपयोग किया जाता है, जिससे मॉड्यूलर स्थापना और रखरखाव में सुविधा होती है।

बैरियर टर्मिनल ब्लॉक: 12 स्थिति टर्मिनल ब्लॉक प्लास्टिक विभाजन से सुसज्जित, यह आमतौर पर उच्च वोल्टेज और उच्च-वर्तमान अनुप्रयोगों जैसे बिजली वितरण में उपयोग किया जाता है, जो विभिन्न ध्रुवों के बीच शॉर्ट सर्किट को प्रभावी ढंग से रोकता है।

सॉकेट टर्मिनल: उन उपकरणों को जोड़ने के लिए उपयोग किया जाता है जिन्हें बार-बार प्लगिंग और अनप्लगिंग की आवश्यकता होती है।

IV. डिजाइन संबंधी विचार और चयन मुख्य बिंदु टर्मिनल ब्लॉकों को डिजाइन या चयन करते समय, निम्नलिखित कारकों पर विचार किया जाना चाहिए:

धारा और वोल्टेज रेटिंग: ये सबसे महत्वपूर्ण पैरामीटर हैं, जिन्हें सर्किट की अधिकतम मांग को पूरा करना चाहिए या उससे भी अधिक होना चाहिए, जबकि मार्जिन भी छोड़ना चाहिए।

तार का प्रकार और विशिष्टता: क्या यह एकल-तार वाला तार है या बहु-तार वाला? तार का व्यास (AWG या वर्ग मिलीमीटर) कितना है? इससे यह तय होता है कि किस क्लैम्पिंग तंत्र का चयन किया जाना चाहिए।

पर्यावरणीय परिस्थितियाँ: क्या यह उच्च कंपन, उच्च तापमान, उच्च आर्द्रता, या संक्षारक वातावरण के संपर्क में है? यह सामग्री के चयन (जैसे हाउसिंग प्लास्टिक, प्लेटिंग परतें) और कनेक्शन विधियों (जैसे बेहतर कंपन प्रतिरोध के लिए स्प्रिंग कनेक्शन) को प्रभावित करता है।

सुरक्षा प्रमाणन: क्या विशिष्ट क्षेत्रों, जैसे कि UL (संयुक्त राज्य अमेरिका), UL (कनाडा), CE (यूरोप), VDE (जर्मनी), आदि में सुरक्षा मानकों का अनुपालन करना आवश्यक है।

तारों की संख्या और दूरी: कितने तारों को जोड़ना है? क्या टर्मिनलों के बीच की दूरी (पिच) विद्युत निकासी और क्रीपेज दूरी की आवश्यकताओं को पूरा करती है?

सारांश

हालांकि टर्मिनल ब्लॉक यद्यपि ये छोटे घटक होते हैं, ये विद्युत प्रणाली के "जोड़" होते हैं। इनका कार्य सिद्धांत कम प्रतिरोध वाले विद्युत संपर्क को प्राप्त करने के लिए विश्वसनीय यांत्रिक क्लैम्पिंग पर आधारित है। इनकी डिज़ाइन संरचना तीन प्रमुख तत्वों के इर्द-गिर्द घूमती है: कंडक्टर, इंसुलेटिंग शेल और क्लैम्पिंग मैकेनिज्म। विभिन्न अनुप्रयोग आवश्यकताओं के लिए, स्क्रू, स्प्रिंग, डायरेक्ट इंसर्शन और इंसुलेशन विस्थापन जैसी विभिन्न क्लैम्पिंग तकनीकें विकसित की गई हैं। उचित चयन और स्थापना संपूर्ण विद्युत प्रणाली की दीर्घकालिक स्थिरता और सुरक्षित संचालन सुनिश्चित करने का आधार हैं।