ایک مکمل سرکٹ کے لیے اوہم کا قانون

الیکٹریکل انجینئرنگ میں شرائط ہیں: سیکشن اور مکمل سرکٹ۔

سائٹ کو کہا جاتا ہے:

• کرنٹ یا وولٹیج کے ذریعہ کے اندر برقی سرکٹ کا حصہ؛

• ماخذ یا اس کے کچھ حصے سے جڑے ہوئے برقی عناصر کا پورا بیرونی یا اندرونی سرکٹ۔

"مکمل سرکٹ" کی اصطلاح ایک سرکٹ کے لیے استعمال ہوتی ہے جس میں تمام سرکٹس جمع ہوتے ہیں، بشمول:

• ذرائع؛

• صارفین؛

• منسلک تاروں.

اس طرح کی تعریفیں سرکٹس کو بہتر طریقے سے نیویگیٹ کرنے، ان کی خصوصیات کو سمجھنے، کام کا تجزیہ کرنے، نقصانات اور خرابیوں کی تلاش میں مدد کرتی ہیں۔ وہ اوہم کے قانون میں شامل ہیں، جو آپ کو انسانی ضروریات کے لیے برقی عمل کو بہتر بنانے کے لیے انہی سوالات کو حل کرنے کی اجازت دیتا ہے۔

Georg Simon Ohm کی بنیادی تحقیق کا اطلاق تقریباً ہر ایک پر ہوتا ہے۔ سرکٹ کے حصے یا مکمل منصوبہ بندی.

مکمل ڈی سی سرکٹ کے لیے اوہم کا قانون کیسے کام کرتا ہے۔

مثال کے طور پر، آئیے ایک گالوانک سیل لیں، جسے عام طور پر بیٹری کہا جاتا ہے، جس میں انوڈ اور کیتھوڈ کے درمیان ممکنہ فرق U ہے۔ ہم ایک لائٹ بلب کو فلیمینٹ کے ساتھ اس کے ٹرمینلز سے جوڑتے ہیں، جس میں ایک سادہ مزاحمتی مزاحمت R ہوتی ہے۔

دھات میں الیکٹران کی حرکت سے پیدا ہونے والا ایک کرنٹ I = U/R فلیمینٹ سے گزرے گا۔ بیٹری کی تاروں، جوڑنے والی تاروں اور بلب سے بننے والا سرکٹ سرکٹ کے بیرونی حصے کو کہتے ہیں۔

بیٹری الیکٹروڈ کے درمیان اندرونی حصے میں کرنٹ بھی بہے گا۔ اس کے کیریئر مثبت اور منفی چارج شدہ آئنوں ہوں گے۔ الیکٹران کیتھوڈ کی طرف متوجہ ہوں گے اور مثبت آئنوں کو اس سے انوڈ کی طرف ہٹا دیا جائے گا۔

اس طرح کیتھوڈ اور اینوڈ پر مثبت اور منفی چارجز جمع ہوتے ہیں اور ان کے درمیان ممکنہ فرق پیدا ہو جاتا ہے۔

الیکٹرولائٹ میں آئنوں کی مکمل نقل و حرکت میں رکاوٹ ہے۔ بیٹری کی اندرونی مزاحمت"r" کے ساتھ نشان زد۔ یہ موجودہ آؤٹ پٹ کو بیرونی سرکٹ تک محدود کرتا ہے اور اس کی طاقت کو ایک خاص قدر تک کم کرتا ہے۔

سرکٹ کے مکمل سرکٹ میں، کرنٹ اندرونی اور بیرونی سرکٹس سے گزرتا ہے، سیریز میں دو حصوں کی کل مزاحمت R + r پر قابو پاتا ہے۔ اس کی قدر الیکٹروڈز پر لگائی جانے والی قوت سے متاثر ہوتی ہے، جسے مختصراً الیکٹرو موٹیو یا EMF کہا جاتا ہے اور اشاریہ «E» سے ظاہر ہوتا ہے۔

اس کی قدر وولٹ میٹر سے بیٹری کے ٹرمینلز پر بغیر بوجھ کے ماپا جا سکتا ہے (کوئی بیرونی سرکٹ نہیں)۔ ایک ہی جگہ سے منسلک بوجھ کے ساتھ، وولٹ میٹر وولٹیج U دکھاتا ہے۔ دوسرے الفاظ میں: بیٹری کے ٹرمینلز پر بوجھ کے بغیر، U اور E شدت میں مماثل ہے، اور جب کرنٹ بیرونی سرکٹ سے گزرتا ہے، U < E۔

فورس E ایک مکمل سرکٹ میں برقی چارجز کی حرکت بناتی ہے اور اس کی قدر I = E / (R + r) کا تعین کرتی ہے۔

یہ ریاضیاتی اظہار ایک مکمل ڈی سی سرکٹ کے لیے اوہم کے قانون کی وضاحت کرتا ہے۔ اس کا عمل تصویر کے دائیں جانب مزید تفصیل سے دکھایا گیا ہے۔یہ ظاہر کرتا ہے کہ پورا مکمل سرکٹ دو الگ الگ کرنٹ سرکٹس پر مشتمل ہے۔

یہ بھی دیکھا جا سکتا ہے کہ بیٹری کے اندر، بیرونی سرکٹ کا بوجھ بند ہونے پر بھی، چارج شدہ ذرات حرکت کرتے ہیں (سیلف ڈسچارج کرنٹ) اور اس لیے کیتھوڈ پر دھات کا غیر ضروری استعمال ہوتا ہے۔ بیٹری کی توانائی، اندرونی مزاحمت کی وجہ سے، گرم کرنے اور ماحول میں منتشر ہونے میں خرچ ہوتی ہے، اور وقت کے ساتھ ساتھ یہ بالکل غائب ہو جاتی ہے۔

پریکٹس سے پتہ چلتا ہے کہ تعمیری طریقوں سے اندرونی مزاحمت r کو کم کرنا حتمی مصنوع کی تیزی سے بڑھتی ہوئی لاگت اور اس کے بجائے خود خارج ہونے والے اخراجات کی وجہ سے معاشی طور پر جائز نہیں ہے۔

نتائج

بیٹری کی کارکردگی کو برقرار رکھنے کے لیے، اسے صرف اس کے مطلوبہ مقصد کے لیے استعمال کیا جانا چاہیے، صرف آپریشن کی مدت کے لیے بیرونی سرکٹ کو جوڑنا چاہیے۔

منسلک لوڈ کی مزاحمت جتنی زیادہ ہوگی، بیٹری کی زندگی اتنی ہی لمبی ہوگی۔ لہٰذا، ایک ہی چمکدار بہاؤ والے نائٹروجن کے مقابلے میں کم موجودہ کھپت کے ساتھ تاپدیپت تنت والے زینون لیمپ توانائی کے ذرائع کی طویل خدمت زندگی کو یقینی بناتے ہیں۔

galvanic عناصر کو ذخیرہ کرتے وقت، بیرونی سرکٹ کے رابطوں کے درمیان کرنٹ کے گزرنے کو قابل اعتماد تنہائی کے ذریعے خارج کر دیا جانا چاہیے۔

ایسی صورت میں جب بیٹری کی بیرونی سرکٹ مزاحمت R اندرونی قدر r سے نمایاں طور پر بڑھ جاتی ہے، اسے وولٹیج کا ذریعہ سمجھا جاتا ہے، اور جب معکوس تعلق پورا ہو جاتا ہے، تو یہ موجودہ ذریعہ ہے۔

مکمل AC سرکٹ کے لیے اوہم کا قانون کیسے استعمال ہوتا ہے۔

الیکٹریکل انڈسٹری میں AC برقی نظام سب سے زیادہ عام ہیں۔اس صنعت میں، وہ بجلی کی لائنوں پر بجلی کی نقل و حمل کے ذریعے بہت زیادہ لمبائی تک پہنچ جاتے ہیں.

جیسے جیسے ٹرانسمیشن لائن کی لمبائی بڑھتی ہے، اس کی برقی مزاحمت بڑھ جاتی ہے، جس سے تاروں کی حرارت پیدا ہوتی ہے اور ترسیل کے لیے توانائی کے ضیاع میں اضافہ ہوتا ہے۔

اوہم کے قانون کے علم نے پاور انجینئرز کو بجلی کی نقل و حمل کے غیر ضروری اخراجات کو کم کرنے میں مدد کی۔ ایسا کرنے کے لیے، انہوں نے تاروں میں بجلی کے نقصان کے جز کے حساب کتاب کا استعمال کیا۔

حساب کتاب تیار شدہ ایکٹو پاور P = E ∙ I کی قدر پر مبنی ہے، جسے قابلیت کے ساتھ دور دراز کے صارفین کو منتقل کیا جانا چاہیے اور مجموعی مزاحمت پر قابو پانا چاہیے:

• جنریٹر پر اندرونی آر؛

• تاروں کا بیرونی R

جنریٹر ٹرمینلز پر EMF کی شدت کا تعین E = I ∙ (r + R) کے طور پر کیا جاتا ہے۔

مکمل سرکٹ کی مزاحمت پر قابو پانے کے لیے بجلی کے نقصان Pp کو تصویر میں دکھائے گئے فارمولے سے ظاہر کیا جائے گا۔

اس سے دیکھا جا سکتا ہے کہ بجلی کی کھپت تاروں کی لمبائی/مزاحمت کے تناسب سے بڑھ جاتی ہے اور بجلی کی نقل و حمل کے دوران جنریٹر یا لائن وولٹیج کے EMF کو بڑھا کر ان کو کم کرنا ممکن ہے۔ یہ طریقہ پاور لائن کے جنریٹر کے آخر میں سرکٹ میں سٹیپ اپ ٹرانسفارمرز اور الیکٹریکل سب سٹیشنوں کے ریسیونگ پوائنٹ پر سٹیپ-ڈاؤن ٹرانسفارمرز کو شامل کر کے استعمال کیا جاتا ہے۔

تاہم، یہ طریقہ محدود ہے:

• کورونری ڈسچارج کی موجودگی کا مقابلہ کرنے کے لیے تکنیکی آلات کی پیچیدگی؛

• زمین کی سطح سے بجلی کی لائنوں کو دوری اور الگ کرنے کی ضرورت؛

• خلا میں ایئر لائن تابکاری کی توانائی میں اضافہ (اینٹینا اثر کی ظاہری شکل)۔

سائنوسائیڈل الٹرنیٹنگ کرنٹ سرکٹس میں اوہم کے قانون کے عمل کی خصوصیات

صنعتی ہائی وولٹیج اور گھریلو تھری فیز / سنگل فیز الیکٹرک پاور کے جدید استعمال کنندگان نہ صرف فعال بلکہ رد عمل والے بوجھ بھی واضح انڈکٹیو یا کیپسیٹیو خصوصیات کے ساتھ تخلیق کرتے ہیں۔ وہ لاگو وولٹیجز کے ویکٹرز اور سرکٹ میں بہنے والے کرنٹ کے درمیان فیز شفٹ کا باعث بنتے ہیں۔

اس صورت میں، ہارمونکس کے وقت کے اتار چڑھاو کے ریاضیاتی اشارے کے لیے استعمال کریں۔ پیچیدہ شکلاور ویکٹر گرافکس کو مقامی نمائندگی کے لیے استعمال کیا جاتا ہے۔ پاور لائن کے ذریعے منتقل ہونے والے کرنٹ کو فارمولے کے ذریعے ریکارڈ کیا جاتا ہے: I = U/Z۔

پیچیدہ نمبروں کے ساتھ اوہم کے قانون کے اہم اجزاء کی ریاضیاتی اشارے بجلی کے نظام میں مسلسل ہونے والے پیچیدہ تکنیکی عمل کو کنٹرول کرنے اور ان کا انتظام کرنے کے لیے استعمال ہونے والے الیکٹرانک آلات کے الگورتھم کو پروگرام کرنے کی اجازت دیتا ہے۔

پیچیدہ نمبروں کے ساتھ، تمام تناسب لکھنے کی تفریق شکل استعمال کی جاتی ہے۔ یہ مواد کی conductive خصوصیات کا تجزیہ کرنے کے لئے آسان ہے.

کچھ تکنیکی عوامل مکمل سرکٹ کے لیے اوہم کے قانون کی خلاف ورزی کر سکتے ہیں۔ ان میں شامل ہیں:

• جب چارج کیریئرز کی رفتار متاثر ہونے لگتی ہے تو ہائی وائبریشنل فریکوئنسی۔ ان کے پاس برقی مقناطیسی میدان میں ہونے والی تبدیلیوں کی رفتار کے ساتھ حرکت کرنے کا وقت نہیں ہے۔

• کم درجہ حرارت پر مادوں کے ایک خاص طبقے کی سپر کنڈکٹیوٹی کی حالتیں؛

• برقی کرنٹ کے ذریعے موجودہ تاروں کی حرارت میں اضافہ۔ جب کرنٹ وولٹیج کی خصوصیت اپنا لکیری کردار کھو دیتی ہے۔

• ہائی وولٹیج خارج ہونے والے مادہ سے موصلیت کی تہہ کی تباہی؛

• گیس یا ویکیوم الیکٹران ٹیوبوں کا میڈیم؛

• سیمی کنڈکٹر آلات اور عناصر۔