بجلی کیا ہے؟
ایک وسیع معنوں میں، بجلی برقی مقناطیسی مظاہر کا پورا مجموعہ ہے، جو برقی مقناطیسی میدان کے مختلف مظاہر ہیں اور مادے کے ساتھ اس کا تعامل؛ ایک تنگ معنوں میں یہ "بجلی کی مقدار" کے اظہار میں استعمال ہوتا ہے، جو بعد کی مقدار میں "الیکٹرک چارج" کا مترادف ہے۔
جب آپ لفظ "بجلی" یا "بجلی" سنتے ہیں تو ذہن میں کیا آتا ہے؟ ایک شخص الیکٹریکل ساکٹ کا تصور کرے گا، دوسرا - پاور لائن، ٹرانسفارمر یا ویلڈنگ مشین، ایک ماہی گیر بجلی کے بارے میں سوچے گا، ایک گھریلو خاتون اپنی انگلی سے بیٹری یا موبائل فون کے چارجر کا سوچے گی، ایک ٹرنر سوچے گا کہ الیکٹرک موٹر، اور کوئی تصور بھی کرے گا۔ نکولا ٹیسلااپنی لیبارٹری میں ایک گونجتی ہوئی انڈکشن کنڈلی کے پاس بیٹھی ہوئی بجلی چمک رہی تھی۔
ایک یا دوسرے طریقے سے، جدید دنیا میں بجلی کے بہت سے مظاہر ہیں۔ آج کی تہذیب کا مجموعی طور پر بجلی کے بغیر تصور کرنا ناممکن ہے۔ لیکن ہم اس کے بارے میں کیا جانتے ہیں؟ آئیے اس معلومات کو واضح کرتے ہیں۔
پاور پلانٹ سے بجلی کے آلات تک
جب ہم گھر میں ساکٹ لگاتے ہیں، کیتلی کو آن کرتے ہیں یا سوئچ کو دباتے ہیں، بنیادی طور پر بلب روشن کرنا چاہتے ہیں، تو اس وقت ہم درمیانی سرکٹ کو بند کر دیتے ہیں۔ ذریعہ اور بجلی کا رسیوربرقی چارج کے سفر کے لیے راستہ فراہم کرنا، مثال کے طور پر کیتلی کے سرپل کے ذریعے۔
ہمارے گھر میں بجلی کا ذریعہ عام طور پر ایک آؤٹ لیٹ ہوتا ہے۔ ایک تار سے گزرنے والا برقی چارج (جو ہماری مثال میں کیتلی پر ایک نیکروم کوائل ہے) بجلی… تار ساکٹ کو صارف سے دو تاروں سے جوڑتا ہے: ایک تار کے ساتھ چارج ساکٹ سے صارف کی طرف، دوسری تار کے ساتھ ساتھ — صارف سے — ساکٹ تک۔ اگر کرنٹ بدل رہا ہے، تو تاریں ہر سیکنڈ میں 50 بار اپنا رول بدلتی ہیں۔
شہر کے نیٹ ورک میں برقی چارجز کی نقل و حرکت کے لیے توانائی کا منبع (یا، زیادہ آسان، بجلی کا ذریعہ) بنیادی طور پر ایک پاور پلانٹ ہے۔ پاور پلانٹ میں، ایک طاقتور کی طرف سے بجلی پیدا کی جاتی ہے جنریٹر، جس کا روٹر جوہری تنصیب یا کسی اور قسم کے پاور پلانٹ (مثال کے طور پر، ایک ہائیڈرو ٹربائن) کے ذریعے گردش میں چلایا جاتا ہے۔
جنریٹر کے اندر، مقناطیسی روٹر سٹیٹر کی تاروں کو پار کرتا ہے، جس کی وجہ سے الیکٹرو موٹیو فورس (EMF)جنریٹر کے ٹرمینلز کے درمیان وولٹیج پیدا کرنا۔ اور یہ ہمیشہ ہوتا ہے۔ 50 Hz کی فریکوئنسی کے ساتھ متبادل وولٹیجکیونکہ جنریٹر کے روٹر میں 2 مقناطیسی قطب ہیں اور یہ 3000 rpm کی فریکوئنسی پر گھومتا ہے، یا اس کے 4 قطب اور 1500 rpm کی رفتار ہے۔
یہ ہمارے رابطے کا تناؤ ہے جسے ہم ہر روز بغیر سوچے سمجھے استعمال کرتے ہیں۔ بجلی کے طویل سفر کے بارے میں پاور اسٹیشن سے ہمارے آؤٹ لیٹ تک روشنی کی رفتار سے (299,792,458 میٹر فی سیکنڈ — تاروں کے ساتھ برقی میدان کے پھیلاؤ کی رفتار، جو الیکٹرانوں کو ان کے اندر دھکیلتی ہے، کرنٹ پیدا کرتی ہے)۔
آؤٹ پٹ پر AC وولٹیج 220 وولٹ
آؤٹ پٹ کے لیے پیدا ہونے والا وولٹیج متغیر ہے کیونکہ: سب سے پہلے، اسے آسانی سے تبدیل کیا جا سکتا ہے (کم یا اضافہ)، اور دوسرا، یہ زیادہ آسانی سے پیدا ہوتا ہے اور مستقل وولٹیج کے مقابلے تاروں میں کم نقصان کے ساتھ منتقل ہوتا ہے۔
ان تاروں کو طاقت دے کر جس سے یہ جڑا ہوا ہے۔ ٹرانسفارمرمتبادل وولٹیج، ہم حاصل کرتے ہیں۔ متبادل کرنٹجو کہ ہم آہنگی کے ساتھ اپنی سمت کو 50 بار فی سیکنڈ میں تبدیل کرتا ہے، ٹرانسفارمر کے مقناطیسی سرکٹ میں ایک متبادل مقناطیسی میدان پیدا کرنے کے قابل ہوتا ہے، جو بدلے میں، ثانوی وائنڈنگز کے تاروں میں ایک برقی کرنٹ کو دوبارہ جوش دینے کے قابل ہوتا ہے جو مقناطیسی سرکٹ...
اگر مقناطیسی میدان کنڈلی سے ڈھکی ہوئی جگہ میں مستقل رہتا تو کنڈلی میں کرنٹ کو ہدایت نہیں کی جاتی (cf. برقی مقناطیسی انڈکشن کا قانون).
کرنٹ حاصل کرنے کے لیے، خلا میں مقناطیسی بہاؤ کو تبدیل کرنا ضروری ہے، جس کے بعد یہ چاروں طرف ختم ہو جائے گا۔ برقی میدان، یہ ایک برقی چارج پر کام کرے گا، جو مثال کے طور پر بدلتے ہوئے مقناطیسی بہاؤ کے ساتھ اس جگہ کے ارد گرد واقع تانبے کے تار (مفت الیکٹران) کے اندر واقع ہوسکتا ہے۔
جنریٹرز اور ٹرانسفارمرز دونوں کا کام اس اصول پر مبنی ہے، صرف فرق کے ساتھ کہ ٹرانسفارمر میں کوئی حرکت پذیر پرزہ نہیں ہوتا: ٹرانسفارمر میں متبادل مقناطیسی بہاؤ کا ذریعہ بنیادی وائنڈنگ کا متبادل کرنٹ ہوتا ہے، اور جنریٹر میں مستقل مقناطیسی میدان کے ساتھ ایک گھومنے والا روٹر ہے۔
اور یہاں اور وہاں، بدلتی ہوئی مقناطیسی فیلڈ، الیکٹرو میگنیٹک انڈکشن کے قانون کے مطابق، ایک ایڈی برقی میدان پیدا کرتی ہے، جو تاروں کے اندر موجود آزاد الیکٹرانوں پر کام کرتی ہے، اور ان الیکٹرانوں کو حرکت میں لاتی ہے۔ اگر سرکٹ صارف کے لیے بند ہے تو کرنٹ صارفین کے ذریعے بہے گا۔
بجلی کا ذخیرہ اور براہ راست کرنٹ
کیمیائی توانائی کی شکل میں روزمرہ کی زندگی میں بجلی جمع کرنا سب سے آسان ہے۔ بیٹریوں میںالیکٹروڈز کے ساتھ کیمیائی رد عمل اس وقت کرنٹ پیدا کرنے کے قابل ہوتا ہے جب بیرونی سرکٹ صارف کے لیے بند ہو اور بیٹری کے الیکٹروڈ کا رقبہ جتنا بڑا ہو، اس سے اتنا ہی زیادہ کرنٹ حاصل کیا جا سکتا ہے اور اس کے مواد پر منحصر ہوتا ہے۔ الیکٹروڈز اور بیٹری میں سیریز میں جڑے سیلز کی تعداد، بیٹری سے پیدا ہونے والا وولٹیج مختلف ہو سکتا ہے۔
لہذا، ایک لیتھیم آئن بیٹری کے لیے، ایک سیل کا معیاری وولٹیج 3.7 وولٹ ہے اور یہ 4.2 وولٹ تک جا سکتا ہے۔ ڈسچارج کے دوران، مثبت چارج شدہ لیتھیم آئن کاپر اور گریفائٹ پر مبنی انوڈ (-) سے الیکٹرولائٹ میں ایلومینیم پر مبنی کیتھوڈ (+) میں منتقل ہوتے ہیں، اور کیتھوڈ سے انوڈ تک چارج ہونے کے دوران، جہاں EMF کی کارروائی کے تحت چارجر سے ایک گریفائٹ-لیتھیم مرکب بنتا ہے، جس کے نتیجے میں توانائی ایک کیمیائی مرکب کی شکل میں جمع ہوتی ہے۔
الیکٹرولائٹک کیپسیٹرز اسی طرح کام کرتے ہیں، کم برقی صلاحیت والی بیٹریوں سے مختلف، لیکن چارج ڈسچارج سائیکل کی ایک بڑی تعداد میں۔
لتیم آئن بیٹری کے لیے، پوری زندگی زیادہ سے زیادہ 1000 چارج ڈسچارج سائیکل تک محدود ہے، اور مخصوص توانائی کا مواد 250 Wh/kg تک پہنچ جاتا ہے۔ جہاں تک الیکٹرولائٹک کیپسیٹرز کا تعلق ہے، ان کی درست شدہ موجودہ زندگی کا اندازہ دسیوں ہزار گھنٹے لگایا جاتا ہے، لیکن توانائی کی کھپت عام طور پر 0.25 Wh/kg سے کم ہوتی ہے۔
جامد بجلی
اگر آپ اونی کمبل کے اوپر ریشم کی چادر ڈالیں، انہیں ایک ساتھ اچھی طرح دبائیں، اور پھر انہیں الگ الگ پھیلانے کی کوشش کریں، پھر بجلی... ایسا اس لیے ہوگا کیونکہ مختلف ڈائی الیکٹرک کنسٹینٹ کے ساتھ جسموں کے رگڑ کی حالتوں میں، ان کی سطحوں پر چارجز کی علیحدگی ہوتی ہے: زیادہ ڈائی الیکٹرک مستقل کے ساتھ ایک مواد مثبت طور پر چارج کیا جائے گا، اور کم ڈائی الیکٹرک مستقل والا مواد - منفی طور پر .
ان پیرامیٹرز میں جتنا زیادہ فرق ہوگا، بجلی اتنی ہی مضبوط ہوگی۔ جب آپ اپنے پیروں کو اونی قالین سے رگڑتے ہیں، تو آپ منفی چارج کرتے ہیں، اور قالین کو مثبت۔ ممکنہ سطح یہاں دسیوں ہزار وولٹ تک پہنچ سکتی ہے، اور مثال کے طور پر، پانی کے ٹونٹی کو چھونے سے جو گراؤنڈ کسی چیز سے جڑا ہوا ہے آپ کو برقی جھٹکا دے گا۔ لیکن چونکہ بجلی کی گنجائش بہت کم ہے اس لیے یہ ناخوشگوار واقعہ آپ کی زندگی کے لیے کوئی بڑا خطرہ نہیں بنے گا۔
ایک اور چیز الیکٹروفوریٹک مشین ہے، جس میں رگڑ سے پیدا ہونے والا جامد چارج کپیسیٹر میں جمع ہوتا ہے۔ لیڈن بینک میں جمع شدہ چارج پہلے ہی جان لیوا ہے۔
اہم ترین اصطلاحات اور تعریفیں۔
برقی مقناطیسی میدان کیا ہے؟
برقی مقناطیسی میدان ایک خاص قسم کا مادہ ہے جس کی خصوصیت خلا میں مسلسل تقسیم (برقی مقناطیسی لہروں) سے ہوتی ہے اور ساخت (فوٹونز) کی مجردیت کو ظاہر کرتی ہے، جس کی خصوصیت خلا میں پھیلنے کی صلاحیت ہوتی ہے (مضبوط کشش ثقل کے شعبوں کی عدم موجودگی میں) چارج شدہ ذرات پر طاقت کا اثر ڈالنا، ان کی رفتار پر منحصر ہے۔
الیکٹرک چارج کیا ہے؟
الیکٹرک چارج مادے یا اجسام کے ذرات کی ایک خاصیت ہے جو ان کے اپنے برقی مقناطیسی فیلڈ کے ساتھ ان کے تعلقات اور بیرونی برقی مقناطیسی میدان کے ساتھ ان کے تعامل کو نمایاں کرتی ہے۔ اس کی دو قسمیں ہیں جن کو مثبت چارج (پروٹون، پوزیٹرون وغیرہ کا چارج) اور منفی چارج (الیکٹران کا چارج وغیرہ) کہا جاتا ہے۔ مقدار کے طور پر، اس کی مقدار ایک چارج شدہ جسم کے دوسرے چارج شدہ جسم کے ساتھ مضبوط تعامل کے ذریعہ کی جاتی ہے۔
چارج شدہ پارٹیکل کیا ہے؟
چارج شدہ ذرہ مادے کا ایک ذرہ ہوتا ہے جس پر برقی چارج ہوتا ہے۔
برقی میدان کیا ہے؟
برقی میدان برقی مقناطیسی میدان کے دو اطراف میں سے ایک ہے، جو برقی چارجز اور مقناطیسی میدان میں ہونے والی تبدیلیوں کی وجہ سے ہوتا ہے، چارج شدہ ذرات اور اجسام پر قوت اثر ڈالتا ہے اور اسٹیشنری چارج شدہ جسموں اور ذرات پر قوت اثر سے ظاہر ہوتا ہے۔
مقناطیسی میدان کیا ہے؟
مقناطیسی میدان برقی مقناطیسی میدان کے دو اطراف میں سے ایک ہے جو حرکت پذیر چارج شدہ ذرات اور جسموں پر برقی چارجز اور برقی میدان میں تبدیلی کی وجہ سے ہوتا ہے جو حرکت پذیر چارج شدہ ذرات پر طاقت کا استعمال کرتا ہے اور عام طور پر ہدایت کردہ قوت عمل سے ظاہر ہوتا ہے۔ ان ذرات کی حرکت کی سمت اور ان کی رفتار کے متناسب۔
برقی رو کیا ہے؟
برقی کرنٹ چارج شدہ ذرات کی حرکت کا ایک رجحان ہے اور وقت کے ساتھ برقی میدان میں تبدیلیوں کا ایک رجحان ہے، اس کے ساتھ مقناطیسی میدان بھی ہوتا ہے۔
برقی میدان کی توانائی کیا ہے؟
الیکٹرک فیلڈ انرجی - ایک برقی فیلڈ سے وابستہ توانائی اور جب برقی فیلڈ میں تبدیلی آتی ہے تو توانائی کی دوسری شکلوں میں تبدیل ہوجاتی ہے۔
مقناطیسی میدان توانائی کیا ہے؟
مقناطیسی میدان توانائی - مقناطیسی میدان سے منسلک توانائی اور مقناطیسی میدان میں تین تبدیلیوں سے توانائی کی دوسری شکلوں میں تبدیل ہوتی ہے۔
برقی مقناطیسی توانائی کیا ہے (برقی توانائی)
برقی توانائی - برقی مقناطیسی میدان کی توانائی، جو برقی میدان کی توانائی اور مقناطیسی میدان کی توانائی پر مشتمل ہوتی ہے۔
بھی دیکھو: