ڈائی الیکٹرک مستقل کیا ہے؟

چارجز مختلف ذرائع ابلاغ میں مختلف قوتوں کے ساتھ ایک دوسرے کے ساتھ تعامل کرتے ہیں، جن کا تعین کولمب کے قانون سے ہوتا ہے۔ ان میڈیا کی خصوصیات کا تعین ایک مقدار سے کیا جاتا ہے جسے اجازت نامہ کہتے ہیں۔

ڈائی الیکٹرک مستقل کیا ہے؟

کے مطابق کولمب کا قانون، دو فکسڈ پوائنٹ چارجز q₁ اور q₂ ویکیوم میں فارمولہ F کے ذریعہ دی گئی قوت کے ساتھ ایک دوسرے کے ساتھ تعامل کرتے ہیں۔_کلاس=((1/4)*π*ε)*(|q₁|*|q₂|/r²)، کہاں:

• ایف_کلاس کولمب فورس ہے، N؛
• q₁, q₂ چارج ماڈیولز ہیں، سی؛
• r چارجز کے درمیان فاصلہ ہے، m؛
• ε₀ - برقی مستقل، 8.85 * 10^-12 F/m (فراد فی میٹر)۔

اگر تعامل خلا میں نہیں ہوتا ہے، تو فارمولے میں ایک اور مقدار شامل ہوتی ہے جو کولمب قوت پر مادے کے اثر و رسوخ کا تعین کرتی ہے، اور کولمب قانون اس طرح لکھا جاتا ہے:

F=((1/4)*π*ε*ε)*(|q₁|*|q₂|/r²).

اس قدر کو یونانی حرف ε (epsilon) سے ظاہر کیا جاتا ہے، یہ طول و عرض کے بغیر ہے (اس کی پیمائش کی کوئی اکائی نہیں ہے)۔ ڈائی الیکٹرک پرمٹٹیویٹی ایک مادہ میں چارجز کے تعامل کی کشندگی کا گتانک ہے۔

اکثر طبیعیات میں، اجازت کو برقی مستقل کے ساتھ ملا کر استعمال کیا جاتا ہے، ایسی صورت میں مطلق اجازت کے تصور کو متعارف کرانا آسان ہے۔ یہ ε سے ظاہر ہوتا ہے۔_a اور ε کے برابر ہے۔_a= ε*ای. اس صورت میں، مطلق پارگمیتا کا طول و عرض F/m ہے۔ عام پارگمیتا ε کو ε سے ممتاز کرنے کے لیے رشتہ دار بھی کہا جاتا ہے۔_a.

اجازت کی نوعیت

اجازت کی نوعیت برقی میدان کے عمل کے تحت پولرائزیشن کے رجحان پر مبنی ہے۔ زیادہ تر مادے عام طور پر برقی طور پر غیر جانبدار ہوتے ہیں، حالانکہ ان میں چارج شدہ ذرات ہوتے ہیں۔ یہ ذرات تصادفی طور پر مادے کے بڑے پیمانے پر واقع ہوتے ہیں اور ان کے برقی میدان اوسطاً ایک دوسرے کو بے اثر کرتے ہیں۔

ڈائی الیکٹرکس میں، بنیادی طور پر پابند چارجز ہوتے ہیں (انہیں ڈوپولز کہا جاتا ہے)۔ یہ ڈوپولز روایتی طور پر دو مختلف ذرات کے بنڈلوں کی نمائندگی کرتے ہیں، جو ڈائی الیکٹرک کی موٹائی کے ساتھ بے ساختہ ہوتے ہیں اور اوسطاً، صفر برقی میدان کی طاقت پیدا کرتے ہیں۔ بیرونی فیلڈ کی کارروائی کے تحت، ڈوپولز اپنے آپ کو لاگو قوت کے مطابق سمت دیتے ہیں۔ نتیجے کے طور پر، ایک اضافی برقی میدان پیدا ہوتا ہے. اسی طرح کے مظاہر غیر قطبی ڈائی الیکٹرکس میں بھی پائے جاتے ہیں۔

کنڈکٹرز میں، عمل ایک جیسے ہوتے ہیں، صرف مفت چارجز ہوتے ہیں، جو ایک بیرونی فیلڈ کے عمل کے تحت الگ ہوتے ہیں اور اپنی برقی فیلڈ بھی بناتے ہیں۔ یہ فیلڈ بیرونی کی طرف ہے، چارجز کو اسکرین کرتا ہے اور ان کے تعامل کی طاقت کو کم کرتا ہے۔کسی مادے کی پولرائزیشن کی صلاحیت جتنی زیادہ ہوگی، اتنا ہی زیادہ ε۔

مختلف مادوں کا ڈائی الیکٹرک مستقل

مختلف مادوں میں مختلف ڈائی الیکٹرک مستقل ہوتے ہیں۔ ان میں سے کچھ کے لیے ε کی قدر جدول 1 میں دی گئی ہے۔ یہ ظاہر ہے کہ یہ قدریں وحدت سے زیادہ ہیں، اس لیے چارجز کا تعامل، خلا کے مقابلے میں، ہمیشہ کم ہوتا ہے۔ یہ بھی واضح رہے کہ ہوا کے لیے ε اتحاد سے قدرے زیادہ ہے، اس لیے ہوا میں چارجز کا تعامل عملاً ویکیوم میں ہونے والے تعامل سے مختلف نہیں ہے۔

جدول 1. مختلف مادوں کے لیے برقی پارگمیتا کی قدریں۔

کیپسیٹر کا ڈائی الیکٹرک مستقل اور اہلیت

ε کی قدر جاننا عملی طور پر اہم ہے، مثال کے طور پر، برقی کیپسیٹرز بناتے وقت۔ انہیں صلاحیت پلیٹوں کے ہندسی طول و عرض، ان کے درمیان فاصلے، اور ڈائی الیکٹرک کی اجازت پر منحصر ہے۔

اگر آپ کو حاصل کرنے کی ضرورت ہے۔ capacitor صلاحیت میں اضافہ، پھر پلیٹوں کے رقبے میں اضافہ طول و عرض میں اضافے کا باعث بنتا ہے۔ الیکٹروڈ کے درمیان فاصلے کو کم کرنے کی عملی حدود بھی ہیں۔ اس صورت میں، بڑھتی ہوئی ڈائی الیکٹرک مستقل کے ساتھ ایک انسولیٹر کا استعمال مدد کر سکتا ہے۔ اگر آپ زیادہ ε والا مواد استعمال کرتے ہیں، تو آپ پلیٹوں کے سائز کو کم کر سکتے ہیں یا بغیر کسی نقصان کے ان کے درمیان فاصلہ بڑھا سکتے ہیں۔ برقی صلاحیت.

فیرو الیکٹرک کہلانے والے مادوں کو ایک الگ زمرے میں تقسیم کیا جاتا ہے، جس میں، بعض حالات میں، خود بخود پولرائزیشن ہوتی ہے۔زیر نظر علاقے میں، وہ دو نکات سے متصف ہیں:

• ڈائی الیکٹرک اجازت کی بڑی قدریں (عام اقدار - سینکڑوں سے کئی ہزار تک)؛
• بیرونی برقی فیلڈ کو تبدیل کرکے ڈائی الیکٹرک کنسٹینٹ کی قدر کو کنٹرول کرنے کی صلاحیت۔

یہ خصوصیات چھوٹے وزن اور سائز کے اشارے کے ساتھ اعلی صلاحیت والے کیپسیٹرز کی تیاری کے لیے استعمال ہوتی ہیں (انسولیٹر کے ڈائی الیکٹرک کانسٹینٹ کی بڑھتی ہوئی قدر کی وجہ سے)۔

اس طرح کے آلات صرف کم تعدد متبادل کرنٹ سرکٹس میں کام کرتے ہیں - جیسے جیسے فریکوئنسی بڑھتی ہے، ان کا ڈائی الیکٹرک مستقل کم ہوتا جاتا ہے۔ فیرو الیکٹرکس کا ایک اور اطلاق متغیر کیپسیٹرز ہے، جن کی خصوصیات مختلف پیرامیٹرز کے ساتھ لاگو برقی فیلڈ کے زیر اثر تبدیل ہوتی ہیں۔

ڈائی الیکٹرک مستقل اور ڈائی الیکٹرک نقصانات

نیز، ڈائی الیکٹرک میں ہونے والے نقصانات کا انحصار ڈائی الیکٹرک مستقل کی قدر پر ہوتا ہے - یہ توانائی کا وہ حصہ ہے جو اسے گرم کرنے کے لیے ڈائی الیکٹرک میں ضائع ہوتا ہے۔ ان نقصانات کو بیان کرنے کے لیے، پیرامیٹر tan δ عام طور پر استعمال کیا جاتا ہے - ڈائی الیکٹرک نقصان کے زاویے کا ٹینجنٹ۔ یہ ایک کپیسیٹر میں ڈائی الیکٹرک نقصانات کی طاقت کو نمایاں کرتا ہے، جس میں ڈائی الیکٹرک ایک ایسے مواد سے بنا ہوتا ہے جس میں دستیاب tg δ ہوتا ہے۔ اور ہر مادہ کے لیے مخصوص پاور نقصان کا تعین فارمولہ p=E سے ہوتا ہے۔²*ώ*ε*ε*tg δ، جہاں:

• p بجلی کا مخصوص نقصان ہے، W؛
• ώ=2*π*f برقی میدان کی سرکلر فریکوئنسی ہے؛
• E الیکٹرک فیلڈ کی طاقت ہے، V/m۔

ظاہر ہے، ڈائی الیکٹرک کانسٹینٹ جتنا زیادہ ہوگا، ڈائی الیکٹرک میں نقصانات اتنے ہی زیادہ ہوں گے، باقی تمام چیزیں برابر ہیں۔

بیرونی عوامل پر اجازت کا انحصار

واضح رہے کہ اجازت کی قدر برقی فیلڈ کی فریکوئنسی پر منحصر ہے (اس صورت میں، پلیٹوں پر لگائی جانے والی وولٹیج کی فریکوئنسی پر)۔ جیسے جیسے فریکوئنسی بڑھتی ہے، بہت سے مادوں کے لیے ε کی قدر کم ہوتی جاتی ہے۔ یہ اثر قطبی ڈائی الیکٹرکس کے لیے واضح کیا جاتا ہے۔ اس رجحان کی وضاحت اس حقیقت سے کی جا سکتی ہے کہ چارجز (ڈپولس) کے پاس فیلڈ کی پیروی کرنے کا وقت نہیں ہے۔ ان مادوں کے لیے جو آئنک یا الیکٹرانک پولرائزیشن کی خصوصیت رکھتے ہیں، تعدد پر اجازت کا انحصار چھوٹا ہے۔

لہذا، کیپسیٹر ڈائی الیکٹرک بنانے کے لیے مواد کا انتخاب بہت اہم ہے۔ جو چیز کم تعدد پر کام کرتی ہے وہ ضروری نہیں کہ اعلی تعدد پر اچھی تنہائی فراہم کرے۔ اکثر، غیر قطبی ڈائی الیکٹرکس HF میں بطور انسولیٹر استعمال ہوتے ہیں۔

نیز، ڈائی الیکٹرک مستقل کا انحصار درجہ حرارت پر اور مختلف مادوں میں مختلف طریقوں سے ہوتا ہے۔ غیر قطبی ڈائی الیکٹرکس کے لیے، یہ بڑھتے ہوئے درجہ حرارت کے ساتھ کم ہوتا ہے۔ اس صورت میں، اس طرح کے انسولیٹر کا استعمال کرتے ہوئے بنائے جانے والے کیپسیٹرز کے لیے، وہ منفی درجہ حرارت کوفیشینٹ آف کپیسیٹینس (TKE) کی بات کرتے ہیں۔ صلاحیت ε کے بعد بڑھتے ہوئے درجہ حرارت کے ساتھ کم ہوتا ہے۔ دوسرے مادوں کے لیے، بڑھتے ہوئے درجہ حرارت کے ساتھ پارگمیتا میں اضافہ ہوتا ہے، اور مثبت TKE والے capacitors حاصل کیے جا سکتے ہیں۔ ایک جوڑے میں مخالف TKE والے capacitors کو شامل کرکے، آپ تھرمل طور پر مستحکم اہلیت حاصل کر سکتے ہیں۔

عملی مقاصد کے لیے مختلف مادوں کی اجازت کی قدر کے جوہر اور علم کو سمجھنا ضروری ہے۔ اور ڈائی الیکٹرک مستقل کی سطح کو کنٹرول کرنے کی صلاحیت اضافی تکنیکی نقطہ نظر فراہم کرتی ہے۔

ملتے جلتے مضامین: