جدید دنیا میں ہر شخص بچپن سے ہی بجلی کا شکار رہا ہے۔ اس قدرتی مظہر کا پہلا تذکرہ فلسفیوں ارسطو اور تھیلس کے زمانے کا ہے، جو برقی رو کی حیرت انگیز اور پراسرار خصوصیات سے متاثر تھے۔ لیکن یہ صرف 17 ویں صدی میں تھا کہ عظیم سائنسی ذہنوں نے برقی توانائی کے حوالے سے دریافتوں کا ایک سلسلہ شروع کیا جو آج تک جاری ہے۔
برقی رو کی دریافت اور مائیکل فیراڈے کی طرف سے 1831 میں دنیا کے پہلے جنریٹر کی تخلیق نے انسانی زندگی کو یکسر تبدیل کر دیا۔ ہم اس حقیقت کے عادی ہیں کہ ہماری زندگیاں ایسے آلات سے آسان ہوتی ہیں جو برقی توانائی استعمال کرتے ہیں، لیکن اب تک زیادہ تر لوگوں کو اس اہم رجحان کی سمجھ نہیں ہے۔ شروع کرنے کے لیے، بجلی کے بنیادی اصولوں کو سمجھنے کے لیے، دو بنیادی تعریفوں کا مطالعہ کرنا ضروری ہے: الیکٹرک کرنٹ اور وولٹیج۔
مواد
برقی کرنٹ اور وولٹیج کیا ہے؟
بجلی چارج شدہ ذرات کی ترتیب شدہ حرکت ہے (برقی چارج کے کیریئرز)۔ برقی رو کے کیریئر الیکٹران ہیں (دھاتوں اور گیسوں میں)، کیشنز اور اینینز (الیکٹرولائٹس میںالیکٹران ہول چالکتا میں سوراخ۔ یہ رجحان مقناطیسی میدان کی تخلیق، کیمیائی ساخت میں تبدیلی یا موصل کی حرارت سے ظاہر ہوتا ہے۔ کرنٹ کی اہم خصوصیات یہ ہیں:
- موجودہ طاقت کا تعین اوہم کے قانون سے ہوتا ہے اور ایمپیئرز میں ماپا جاتا ہے (لیکن)، فارمولوں میں حرف I سے ظاہر ہوتا ہے۔
- طاقت، جول-لینز قانون کے مطابق، واٹ میں ماپا جاتا ہے (منگل)، خط P سے ظاہر ہوتا ہے۔
- فریکوئنسی، ہرٹز میں ماپا جاتا ہے (ہرٹز).
الیکٹرک کرنٹ، ایک انرجی کیریئر کے طور پر، برقی موٹروں کا استعمال کرتے ہوئے مکینیکل توانائی حاصل کرنے، حرارتی آلات، الیکٹرک ویلڈنگ اور ہیٹر میں تھرمل توانائی حاصل کرنے، مختلف تعدد کی برقی مقناطیسی لہروں کو اکسانے، برقی مقناطیس میں مقناطیسی میدان بنانے اور روشنی حاصل کرنے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے۔ روشنی کے فکسچر اور مختلف قسم کے لیمپوں میں توانائی۔
وولٹیج الیکٹرک فیلڈ کے ذریعہ 1 پینڈنٹ کے چارج کو منتقل کرنے کا کام کیا جاتا ہے (کل) کنڈکٹر کے ایک نقطہ سے دوسرے تک۔ اس تعریف کی بنیاد پر، یہ سمجھنا اب بھی مشکل ہے کہ تناؤ کیا ہے۔
چارج شدہ ذرات کے ایک قطب سے دوسرے قطب میں جانے کے لیے، ان قطبوں کے درمیان ممکنہ فرق پیدا کرنا ضروری ہے (اسی کو ٹینشن کہتے ہیں۔)۔ وولٹیج کی اکائی وولٹ ہے (پر).
آخر میں برقی رو اور وولٹیج کی تعریف کو سمجھنے کے لیے، ایک دلچسپ تشبیہ دی جا سکتی ہے: تصور کریں کہ برقی چارج پانی ہے، پھر کالم میں پانی کا دباؤ وولٹیج ہے، اور پائپ میں پانی کے بہاؤ کی رفتار۔ برقی کرنٹ کی طاقت ہے۔ وولٹیج جتنا زیادہ ہوگا، برقی رو اتنا ہی زیادہ ہوگا۔
الٹرنیٹنگ کرنٹ کیا ہے۔
اگر آپ پوٹینشل کی قطبیت کو تبدیل کرتے ہیں، تو برقی رو کے بہاؤ کی سمت بدل جاتی ہے۔ یہی کرنٹ ہے جسے متغیر کہتے ہیں۔ ایک مخصوص مدت میں سمت کی تبدیلیوں کی تعداد کو فریکوئنسی کہا جاتا ہے اور اس کی پیمائش کی جاتی ہے، جیسا کہ اوپر ذکر کیا گیا ہے، ہرٹز (ہرٹز)۔ مثال کے طور پر، ہمارے ملک میں ایک معیاری برقی نیٹ ورک میں، فریکوئنسی 50 ہرٹز ہے، یعنی کرنٹ کی حرکت کی سمت فی سیکنڈ 50 بار تبدیل ہوتی ہے۔
براہ راست کرنٹ کیا ہے۔
جب چارج شدہ ذرات کی ترتیب شدہ حرکت کی ہمیشہ صرف ایک سمت ہوتی ہے، تو ایسی کرنٹ کو مستقل کہا جاتا ہے۔ براہ راست کرنٹ ایک مستقل وولٹیج نیٹ ورک میں اس وقت ہوتا ہے جب ایک طرف چارجز کی قطبیت اور دوسری طرف وقت کے ساتھ مستقل ہوتا ہے۔ یہ اکثر مختلف الیکٹرانک آلات اور ٹیکنالوجی میں استعمال ہوتا ہے، جب طویل فاصلے پر توانائی کی ترسیل کی ضرورت نہیں ہوتی ہے۔
برقی رو کے ذرائع
برقی رو کا ماخذ عام طور پر ایک ایسا آلہ یا آلہ کہلاتا ہے جس کے ساتھ سرکٹ میں برقی رو پیدا کی جا سکتی ہے۔ اس طرح کے آلات متبادل کرنٹ اور ڈائریکٹ کرنٹ دونوں بنا سکتے ہیں۔ برقی رو پیدا کرنے کے طریقہ کار کے مطابق انہیں مکینیکل، لائٹ، تھرمل اور کیمیکل میں تقسیم کیا گیا ہے۔
مکینیکل برقی کرنٹ کے ذرائع مکینیکل توانائی کو برقی توانائی میں تبدیل کرتے ہیں۔یہ آلات مختلف قسم کے ہوتے ہیں۔ جنریٹرز، جو، غیر مطابقت پذیر موٹروں کے کنڈلی کے گرد برقی مقناطیس کی گردش کی وجہ سے، ایک متبادل برقی رو پیدا کرتا ہے۔
روشنی ذرائع فوٹون توانائی کو تبدیل کرتے ہیں (ہلکی توانائی) بجلی میں۔ وہ سیمی کنڈکٹرز کی خاصیت کو وولٹیج پیدا کرنے کے لیے استعمال کرتے ہیں جب ہلکے بہاؤ کے سامنے آتے ہیں۔ سولر پینل بھی ایسا ہی ایک آلہ ہے۔
تھرمل - رابطہ کرنے والے سیمی کنڈکٹرز کے دو جوڑوں کے درمیان درجہ حرارت کے فرق کی وجہ سے حرارت کی توانائی کو بجلی میں تبدیل کریں۔ اس طرح کے آلات میں کرنٹ کی شدت کا براہ راست تعلق درجہ حرارت کے فرق سے ہے: جتنا زیادہ فرق ہوگا، موجودہ طاقت اتنی ہی زیادہ ہوگی۔ اس طرح کے ذرائع استعمال کیے جاتے ہیں، مثال کے طور پر، جیوتھرمل پاور پلانٹس میں۔
کیمیکل ایک موجودہ ذریعہ کیمیائی رد عمل کے نتیجے میں بجلی پیدا کرتا ہے۔ مثال کے طور پر، اس طرح کے آلات میں مختلف قسم کی galvanic بیٹریاں اور جمع کرنے والے شامل ہیں۔ galvanic خلیات پر مبنی موجودہ ذرائع عام طور پر کھڑے آلات، کاروں، ٹیکنالوجی میں استعمال ہوتے ہیں اور یہ براہ راست موجودہ ذرائع ہیں۔
AC سے DC میں تبدیلی
دنیا میں برقی آلات براہ راست اور متبادل کرنٹ استعمال کرتے ہیں۔ لہذا، ایک کرنٹ کو دوسرے میں تبدیل کرنے یا اس کے برعکس کرنے کی ضرورت ہے۔
الٹرنیٹنگ کرنٹ سے، ڈائیوڈ پل کا استعمال کرتے ہوئے ڈائریکٹ کرنٹ حاصل کیا جا سکتا ہے یا جیسا کہ اسے "ریکٹیفائر" بھی کہا جاتا ہے۔ ریکٹیفائر کا بنیادی حصہ ایک سیمی کنڈکٹر ڈائیوڈ ہے جو صرف ایک سمت میں بجلی چلاتا ہے۔ اس ڈائیوڈ کے بعد کرنٹ اپنی سمت نہیں بدلتا بلکہ لہریں نمودار ہوتی ہیں جنہیں capacitors اور دیگر فلٹرز۔ ریکٹیفائر مکینیکل، الیکٹرو ویکیوم یا سیمی کنڈکٹر ورژن میں دستیاب ہیں۔
اس طرح کے آلے کی تیاری کے معیار پر منحصر ہے، آؤٹ پٹ پر موجودہ لہر کی قدر مختلف ہوگی، ایک اصول کے طور پر، ڈیوائس جتنی زیادہ مہنگی اور بہتر بنائی جائے گی، اتنی ہی کم لہر اور کرنٹ اتنا ہی صاف ہوگا۔ اس طرح کے آلات کی ایک مثال ہے بجلی کی فراہمی مختلف آلات اور چارجرز، ٹرانسپورٹ کے مختلف طریقوں میں الیکٹرک پاور پلانٹس کے ریکٹیفائر، ڈی سی ویلڈنگ مشینیں اور دیگر۔
انورٹرز کا استعمال ڈائریکٹ کرنٹ کو الٹرنیٹنگ کرنٹ میں تبدیل کرنے کے لیے کیا جاتا ہے۔ اس طرح کے آلات سائنوسائڈ کے ساتھ متبادل وولٹیج پیدا کرتے ہیں۔ اس طرح کے آلات کی کئی اقسام ہیں: الیکٹرک موٹرز، ریلے اور الیکٹرانک کے ساتھ انورٹر۔ یہ سب ایک دوسرے سے الٹرنیٹنگ کرنٹ، قیمت اور سائز کے آؤٹ پٹ کے معیار میں مختلف ہیں۔ اس طرح کے آلے کی ایک مثال بلاتعطل بجلی کی فراہمی، کاروں میں انورٹر یا، مثال کے طور پر، شمسی توانائی کے پلانٹس میں ہے۔
یہ کہاں استعمال ہوتا ہے اور الٹرنیٹنگ اور ڈائریکٹ کرنٹ کے کیا فوائد ہیں۔
مختلف کاموں میں AC اور DC دونوں کے استعمال کی ضرورت پڑ سکتی ہے۔ ہر قسم کے کرنٹ کے اپنے فوائد اور نقصانات ہیں۔
متبادل کرنٹ زیادہ تر اس وقت استعمال کیا جاتا ہے جب طویل فاصلے پر کرنٹ منتقل کرنے کی ضرورت ہو۔ ممکنہ نقصانات اور سامان کی لاگت کے نقطہ نظر سے اس طرح کے کرنٹ کو منتقل کرنا زیادہ مناسب ہے۔ یہی وجہ ہے کہ زیادہ تر برقی آلات اور میکانزم صرف اس قسم کا کرنٹ استعمال کرتے ہیں۔
رہائشی مکانات اور کاروباری ادارے، انفراسٹرکچر اور ٹرانسپورٹ کی سہولیات پاور پلانٹس سے کچھ فاصلے پر واقع ہیں، اس لیے تمام برقی نیٹ ورک اے سی ہیں۔ اس طرح کے نیٹ ورک تمام گھریلو آلات، صنعتی آلات، ٹرین کے انجنوں کو کھانا کھلاتے ہیں۔ متبادل کرنٹ پر کام کرنے والے آلات کی ایک ناقابل یقین تعداد موجود ہے اور ان آلات کی وضاحت کرنا بہت آسان ہے جو براہ راست کرنٹ استعمال کرتے ہیں۔
ڈی سی خود مختار نظاموں میں استعمال کیا جاتا ہے، جیسے کاروں، ہوائی جہازوں، جہازوں یا الیکٹرک ٹرینوں کے آن بورڈ سسٹم۔ یہ وسیع پیمانے پر مختلف الیکٹرانکس کے مائیکرو سرکٹس کی بجلی کی فراہمی، مواصلات اور دیگر آلات میں استعمال ہوتا ہے، جہاں مداخلت اور لہر کی مقدار کو کم سے کم کرنے یا انہیں مکمل طور پر ختم کرنے کی ضرورت ہوتی ہے۔ بعض صورتوں میں، ایسے کرنٹ کو الیکٹرک ویلڈنگ میں انورٹرز کی مدد سے استعمال کیا جاتا ہے۔ یہاں تک کہ ریلوے انجن بھی ہیں جو ڈی سی سسٹم پر چلتے ہیں۔ طب میں، اس طرح کے کرنٹ کو الیکٹروفورسس کا استعمال کرتے ہوئے جسم میں دوائیاں داخل کرنے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے، اور سائنسی مقاصد کے لیے مختلف مادوں کو الگ کرنے کے لیے (پروٹین الیکٹروفورسس، وغیرہ).
برقی آلات اور خاکوں پر عہدہ
اکثر اس بات کا تعین کرنے کی ضرورت ہوتی ہے کہ ڈیوائس کس کرنٹ پر چلتی ہے۔ بہر حال، ڈائریکٹ کرنٹ پر چلنے والے آلے کو متبادل کرنٹ برقی نیٹ ورک سے جوڑنا لامحالہ ناخوشگوار نتائج کا باعث بنے گا: ڈیوائس کو نقصان، آگ، بجلی کا جھٹکا۔ اس کے لئے، عام طور پر قبول کر رہے ہیں کنونشنز اس طرح کے نظام اور یہاں تک کہ تاروں کی رنگین کوڈنگ کے لیے۔
روایتی طور پر، براہ راست کرنٹ پر چلنے والے برقی آلات پر، ایک لائن، دو ٹھوس لائنوں یا ایک ٹھوس لائن کے ساتھ ایک نقطے والی لائن، جو ایک دوسرے کے نیچے واقع ہوتی ہے، اشارہ کیا جاتا ہے۔ نیز، اس طرح کے کرنٹ کو لاطینی حروف میں عہدہ کے ساتھ نشان زد کیا جاتا ہے۔ ڈی سی. مثبت تار کے لیے DC سسٹم میں تاروں کی برقی موصلیت کا رنگ سرخ، منفی تار نیلے یا سیاہ ہوتا ہے۔
برقی آلات اور مشینوں پر، متبادل کرنٹ انگریزی مخفف سے ظاہر ہوتا ہے۔ اے سی یا لہراتی لکیر۔ ڈایاگرام پر اور آلات کی تفصیل میں، یہ دو لائنوں سے بھی ظاہر ہوتا ہے: ٹھوس اور لہراتی، ایک دوسرے کے نیچے واقع ہے۔ زیادہ تر معاملات میں کنڈکٹرز کو اس طرح نامزد کیا گیا ہے: مرحلہ بھورا یا سیاہ ہے، صفر نیلا ہے، اور زمین پیلا سبز ہے۔
متبادل کرنٹ زیادہ کثرت سے کیوں استعمال ہوتا ہے۔
اوپر، ہم پہلے ہی اس بارے میں بات کر چکے ہیں کہ الٹرنیٹنگ کرنٹ فی الحال ڈائریکٹ کرنٹ سے زیادہ کثرت سے کیوں استعمال ہوتا ہے۔ اور ابھی تک، آئیے اس مسئلے کو مزید تفصیل سے دیکھیں۔
بجلی کے شعبے میں ہونے والی دریافتوں کے بعد سے یہ بحث جاری ہے کہ کون سا کرنٹ استعمال کرنا بہتر ہے۔ یہاں تک کہ "دوروں کی جنگ" جیسی چیز بھی ہے - کرنٹ کی اقسام میں سے ایک کے استعمال کے لیے تھامس ایڈیسن اور نکولا ٹیسلا کے درمیان تصادم۔ ان عظیم سائنسدانوں کے پیروکاروں کے درمیان جدوجہد 2007 تک جاری رہی، جب نیویارک شہر کو براہ راست کرنٹ سے متبادل کرنٹ میں تبدیل کر دیا گیا۔
اے سی کے زیادہ استعمال ہونے کی سب سے بڑی وجہ یہ ہے۔ اسے کم سے کم نقصانات کے ساتھ طویل فاصلے پر منتقل کرنے کی صلاحیت. موجودہ ماخذ اور آخری صارف کے درمیان جتنا زیادہ فاصلہ ہوگا، مزاحمت اتنی ہی زیادہ ہوگی۔ تاریں اور ان کی حرارت کے لیے گرمی کے نقصانات۔
زیادہ سے زیادہ طاقت حاصل کرنے کے لیے تاروں کی موٹائی کو بڑھانا ضروری ہے۔اور اس طرح مزاحمت کو کم کریں)، یا وولٹیج میں اضافہ کریں۔
AC سسٹم میں، آپ تاروں کی کم سے کم موٹائی کے ساتھ وولٹیج بڑھا سکتے ہیں، اس طرح بجلی کی لائنوں کی لاگت کم ہوتی ہے۔ براہ راست کرنٹ والے سسٹمز کے لیے، وولٹیج کو بڑھانے کے لیے کوئی سستی اور موثر طریقے نہیں ہیں، اور اس لیے ایسے نیٹ ورکس کے لیے ضروری ہے کہ یا تو کنڈکٹرز کی موٹائی بڑھائی جائے، یا پھر بڑی تعداد میں چھوٹے پاور پلانٹس کی تعمیر کی جائے۔ یہ دونوں طریقے مہنگے ہیں اور AC نیٹ ورکس کے مقابلے میں بجلی کی قیمت میں نمایاں اضافہ کرتے ہیں۔
الیکٹریکل ٹرانسفارمرز کی مدد سے الٹرنیٹنگ کرنٹ وولٹیج موثر ہے (99٪ تک کارکردگی کے ساتھ) کو کسی بھی سمت میں کم سے کم سے زیادہ سے زیادہ قدروں میں تبدیل کیا جا سکتا ہے، جو کہ AC نیٹ ورکس کے اہم فوائد میں سے ایک ہے۔ تھری فیز اے سی سسٹم کا استعمال کارکردگی کو مزید بڑھاتا ہے، اور مشینیں جیسے کہ اے سی پاور پر چلنے والی موٹریں ڈی سی موٹرز کے مقابلے میں بہت چھوٹی، سستی اور برقرار رکھنے میں آسان ہوتی ہیں۔
مذکورہ بالا کی بنیاد پر، ہم یہ نتیجہ اخذ کر سکتے ہیں کہ الٹرنیٹنگ کرنٹ کا استعمال بڑے نیٹ ورکس میں فائدہ مند ہے اور طویل فاصلے پر برقی توانائی کی ترسیل کے دوران، اور الیکٹرانک آلات کے درست اور موثر آپریشن اور خود مختار آلات کے لیے، براہ راست کرنٹ استعمال کرنے کا مشورہ دیا جاتا ہے۔
ملتے جلتے مضامین:
