الیکٹریکل انجینئرنگ میں اہلیت کیا ہے؟

برقی صلاحیت برقی فیلڈ کے زیر اثر چارج کرنے کے لئے کنڈکٹو باڈیز کی خاصیت کی خصوصیت رکھتی ہے، اور ان باڈیز کے میدان میں برقی توانائی کو بھی جمع کرتی ہے۔

ہائیڈروسٹیٹکس کے میدان میں برقی صلاحیت کی مشابہت ایک برتن کی فی یونٹ اونچائی کی مخصوص صلاحیت ہو سکتی ہے، جو عددی طور پر برتن کے افقی حصے کے رقبے کے برابر ہے۔

ایک لمبے حوض کا تصور کریں۔ مائع کی مقدار (جسم پر بجلی کی مقدار) جو ٹینک میں ذخیرہ کی جا سکتی ہے اس کا انحصار اس کے بھرنے کی اونچائی (جسم کی صلاحیت) کے ساتھ ساتھ ٹینک کی فی یونٹ اونچائی (جسم کی صلاحیت) پر مائع کی مقدار پر ہے۔ مائع کا یہ حجم، بدلے میں، ٹینک کے افقی حصے کے رقبے پر منحصر ہے - اس کے قطر پر۔

یہ قطر جتنا بڑا ہوگا، اور اس لیے حجم فی یونٹ اونچائی، ٹینک کی فی اونچائی میں مخصوص گنجائش اتنی ہی زیادہ ہوگی (دو پلیٹوں کے درمیان برقی گنجائش پلیٹوں کے رقبے کے متناسب ہے، دیکھیں — کیپیسیٹر کی گنجائش کا تعین کیا ہے؟)۔اس کے مطابق، اس کا انحصار مائع کے حجم کی فی یونٹ اونچائی اور اس کام پر ہے جو ٹینک کو بھرنے پر خرچ کیا جانا چاہیے۔

فرض کریں کہ ایک ہی سائز کی دو تانبے کی گیندیں ہیں (سرخ اور نیلی) خلا میں ایک دوسرے سے ایک خاص فاصلے پر واقع ہیں۔ 9 وولٹ کی بیٹری لیں اور اسے مخالف کھمبے کے ساتھ ان دو گیندوں سے جوڑیں تاکہ «+» ایک گیند (نیلے سے) اور «-» دوسری (سرخ) سے جڑ جائے۔ گیندوں کے درمیان بیٹری وولٹیج V = 9 وولٹ کے برابر برقی ممکنہ فرق ظاہر ہوگا۔

ان دونوں تانبے کی گیندوں کی برقی حالتیں بیٹری کے منسلک ہونے سے پہلے کے مقابلے میں فوری طور پر مختلف ہو گئیں، کیونکہ اب گیندوں پر الیکٹریکل چارجز ہیں جو ایک دوسرے کی طرف کشش کی قوت کا تجربہ کرتے ہوئے تعامل کرتے ہیں۔

ہم کہہ سکتے ہیں کہ بیٹری نے مثبت چارج + q کو بائیں گیند سے دائیں طرف منتقل کر دیا ہے اور اس وجہ سے گیندوں کے درمیان ممکنہ فرق V = 9 وولٹ ہو گیا ہے۔ اب بائیں گیند منفی چارج ہے -q۔

اگر ہم اسی قسم کی ایک اور بیٹری کو سرکٹ میں سیریز میں شامل کرتے ہیں، تو گیندوں کے درمیان ممکنہ فرق دو گنا بڑا ہو جائے گا، ان کے درمیان وولٹیج اب 9 وولٹ نہیں، بلکہ 18 وولٹ ہو جائے گا، اور چارج اس سے منتقل ہو جائے گا۔ گیند سے گیند بھی دگنی ہو جائے گی (یہ 2q ہو جائے گی) اور ساتھ ہی وولٹیج بھی۔ لیکن اس چارج q کی شدت کیا ہے جو ہر بار جب وولٹیج 9 وولٹ بڑھتا ہے تو حرکت کرتا ہے؟

ظاہر ہے، اس چارج کی شدت گیندوں کے درمیان پیدا ہونے والے ممکنہ فرق کے متناسب ہے۔ لیکن چارج اور ممکنہ فرق کس صحیح عددی تناسب میں ہیں؟ یہاں ہمیں کنڈکٹر کی ایسی خصوصیت متعارف کرانی ہوگی جیسے برقی صلاحیت C۔

Capacitance ایک کنڈکٹر کی برقی چارج کو ذخیرہ کرنے کی صلاحیت کا ایک پیمانہ ہے۔ یہ سمجھنا بھی ضروری ہے کہ جب پہلی تار کو چارج کیا جاتا ہے تو اس کے ارد گرد برقی میدان کی طاقت بڑھ جاتی ہے۔ اس کے مطابق، دوسری چارج شدہ تار پر پہلی چارج شدہ تار کا اثر بڑھ جائے گا، خاص طور پر اگر وہ ایک دوسرے کے قریب آنے لگیں۔

چارج شدہ تاروں کے درمیان تعامل کی قوت اگر ان کے درمیان فاصلہ کم ہو جائے تو زیادہ ہو جاتا ہے۔ اس کے علاوہ، تاروں کے درمیان میڈیم کے پیرامیٹرز پر منحصر ہے، ان کے تعامل کی طاقت بھی مختلف ہو سکتی ہے۔

اس لیے اگر تاروں کے درمیان خلا ہے تو ان کے چارجز کے درمیان کشش کی قوت ایک ہوگی، لیکن اگر نایلان کو ویکیوم کی بجائے تاروں کے درمیان رکھا جائے تو الیکٹرو سٹیٹک تعامل کی قوت تین گنا ہو جائے گی، کیونکہ نایلان ایک سے گزرتا ہے۔ برقی میدان خود ہوا سے 3 گنا بہتر ہے اور درحقیقت برقی میدان کی وجہ سے چارج شدہ تاریں ایک دوسرے سے تعامل کرتی ہیں۔

اگر چارج شدہ تاریں ایک دوسرے سے مختلف سمتوں میں پھیلنے لگیں، تو وہ کم تعامل کریں گی، انہی چارجز کے لیے ممکنہ فرق زیادہ ہوگا، یعنی تاروں کے الگ ہونے سے ایسے نظام کی صلاحیت کم ہوجائے گی۔ کام بجلی کی صلاحیت کے خیال پر مبنی ہے۔ capacitors.

Capacitors

ایک دوسرے کے الیکٹرک فیلڈز کے ذریعے ایک دوسرے کے ساتھ الیکٹرو سٹیٹاٹک طور پر تعامل کرنے کے لیے چارج شدہ کنڈکٹرز کی خاصیت کو کیپسیٹرز میں استعمال کیا جاتا ہے۔

ساختی طور پر، Capacitors دو پلیٹیں ہیں جسے پلیٹیں کہتے ہیں۔ پلیٹوں کو ڈائی الیکٹرک کے ذریعے الگ کیا جاتا ہے۔زیادہ سے زیادہ ممکنہ صلاحیت حاصل کرنے کے لیے ضروری ہے کہ پلیٹوں کی سطح بڑی ہو اور ان کے درمیان فاصلہ کم سے کم ہو۔

الیکٹریکل انجینئرنگ میں Capacitors برقی میدان میں برقی توانائی کے جمع کرنے والوں کے طور پر کام کرتے ہیں جو کیپسیٹر کی پلیٹوں کے درمیان رکھے گئے ڈائی الیکٹرک کے حجم میں مرتکز ہوتے ہیں، جس کی وجہ سے چارج جمع یا ہٹا دیا جاتا ہے (برقی کرنٹ کی صورت میں)۔

مہر بند مکان کے اندر دو پلیٹیں تھوڑے فاصلے پر رکھی گئی ہیں۔ سیرامک، پولی پروپیلین، الیکٹرولائٹک، ٹینٹلم، وغیرہ۔ - کیپسیٹرز پلیٹوں کے درمیان ڈائی الیکٹرک کی قسم میں مختلف ہوتے ہیں۔

Capacitors ہائی وولٹیج اور کم وولٹیج ہیں، ڈائی الیکٹرک طاقت پر منحصر ہے۔

پلیٹوں کے رقبے اور استعمال شدہ ڈائی الیکٹرک کے ڈائی الیکٹرک کنسٹنٹ پر منحصر ہے، بڑی گنجائش والے کیپسیٹرز ہیں، جو سینکڑوں فاراڈز (سپر کیپیسیٹرز) تک پہنچتے ہیں، اور چھوٹی صلاحیت — پیکوفراڈز کی اکائیاں۔

الیکٹریکل انجینئرنگ میں برقی صلاحیت کا استعمال

کیپسیٹیو سسٹمز کی خاصیت الیکٹریکل انجینئرنگ میں موجودہ ٹیکنالوجیز کو تبدیل کرنے میں بڑے پیمانے پر استعمال ہوتی ہے، خاص طور پر ہائی اور انتہائی ہائی فریکوئنسی کے میدان میں۔

ڈی سی ٹکنالوجی میں، کیپیسیٹینس مستقل مقناطیس میگنیٹائزنگ ڈیوائسز میں استعمال ہوتی ہے، پلسڈ الیکٹرک ویلڈنگ، پلسڈ ڈائی الیکٹرک بریک ڈاؤن ٹیسٹ، ریکٹیفائر میں کرنٹ کرنٹ ہموار کرنے وغیرہ کے لیے۔

الگ تھلگ چلنے والے اداروں کے کسی بھی نظام کی اہلیت، جسے مکمل طور پر صفر تک کم نہیں کیا جا سکتا، بعض صورتوں میں برقی آلات کی خصوصیات پر ناپسندیدہ اثر ڈال سکتا ہے (مداخلت کی صورت میں، capacitive رساو وغیرہ)۔

آپ اس طرح کے اثر و رسوخ سے چھٹکارا پا سکتے ہیں یا اس کے اثر کو مناسب طریقے سے معاوضہ دے کر (عام طور پر inductance کا استعمال کرتے ہوئے)، یا ایسے حالات پیدا کر کے جس میں ارد گرد کی اشیاء کے حوالے سے نظام کے بعض اداروں کی صلاحیتوں کی کم از کم قدر ہو (مثال کے طور پر، کسی ایک جسم کا گراؤنڈ کرنا)۔