تاروں کی برقی مزاحمت

برقی مزاحمت اور چالکتا کا تصور

کوئی بھی جسم جس کے ذریعے برقی کرنٹ بہتا ہے اس کے خلاف ایک خاص مزاحمت ہوتی ہے۔ برقی رو کو گزرنے سے روکنے کے لیے کنڈکٹنگ میٹریل کی خاصیت کو برقی مزاحمت کہتے ہیں۔

الیکٹرانک تھیوری اس طرح دھاتی موصل کی برقی مزاحمت کی نوعیت کی وضاحت کرتی ہے۔ آزاد الیکٹران، جب کسی تار کے ساتھ حرکت کرتے ہیں، تو راستے میں ایٹموں اور دوسرے الیکٹرانوں کا ان گنت بار سامنا ہوتا ہے اور، ان کے ساتھ تعامل کرتے ہوئے، لامحالہ اپنی کچھ توانائی کھو دیتے ہیں۔ الیکٹران بہرحال اپنی حرکت کے خلاف مزاحمت کا تجربہ کرتے ہیں۔ مختلف ایٹم ڈھانچے والے مختلف دھاتی کنڈکٹرز میں برقی رو کی مزاحمت مختلف ہوتی ہے۔

بالکل اسی طرح مائع کنڈکٹرز اور گیسوں کی برقی رو کے گزرنے کے خلاف مزاحمت کی وضاحت کرتا ہے۔ تاہم ہمیں یہ نہیں بھولنا چاہیے کہ ان مادوں میں الیکٹران نہیں بلکہ مالیکیولز کے چارج شدہ ذرات اپنی حرکت کے دوران مزاحمت کا سامنا کرتے ہیں۔

مزاحمت کو لاطینی حروف R یا r سے ظاہر کیا جاتا ہے۔

اوہم کو برقی مزاحمت کی اکائی کے طور پر لیا جاتا ہے۔

اوہم پارے کے 106.3 سینٹی میٹر اونچے کالم کی مزاحمت ہے جس کا کراس سیکشن 0 ° C کے درجہ حرارت پر 1 mm2 ہے۔

اگر، مثال کے طور پر، تار کی برقی مزاحمت 4 اوہم ہے، تو اسے اس طرح لکھا جائے گا: R = 4 ohms یا r = 4 ویں۔

بڑی قدر کی مزاحمت کی پیمائش کے لیے، میگوہم نامی اکائی کو اپنایا جاتا ہے۔

ایک میگوہم دس لاکھ اوہم کے برابر ہے۔

تار کی مزاحمت جتنی زیادہ ہوگی، اتنا ہی برا برقی رو چلاتا ہے، اور اس کے برعکس، تار کی مزاحمت جتنی کم ہوگی، اس تار سے برقی رو کا گزرنا اتنا ہی آسان ہوگا۔

اس لیے، ایک موصل کی خصوصیات کے لیے (اس کے ذریعے برقی رو کے گزرنے کے نقطہ نظر سے)، کوئی نہ صرف اس کی مزاحمت کو، بلکہ مزاحمت کی قدر الٹا اور چالکتا کو بھی مدنظر رکھ سکتا ہے۔

برقی چالکتا کسی مادے کی خود سے برقی رو کو منتقل کرنے کی صلاحیت کہلاتی ہے۔

چونکہ کنڈکٹنس مزاحمت کا باہم ہے، اس کو 1 /R کے طور پر ظاہر کیا جاتا ہے، کنڈکٹنس کو لاطینی حرف g سے ظاہر کیا جاتا ہے۔

برقی مزاحمت کی قدر پر موصل کے مواد، اس کے طول و عرض اور محیطی درجہ حرارت کا اثر

مختلف تاروں کی مزاحمت کا انحصار اس مواد پر ہوتا ہے جس سے وہ بنے ہیں۔ مختلف مواد کی برقی مزاحمت کو نمایاں کرنے کے لیے، نام نہاد کا تصور مزاحمت۔

مزاحمت 1 میٹر کی لمبائی اور 1 ملی میٹر 2 کے کراس سیکشنل ایریا والے تار کی مزاحمت کہلاتی ہے۔ مزاحمت کو یونانی حرف r سے ظاہر کیا جاتا ہے۔ ہر وہ مواد جس سے کنڈکٹر بنایا جاتا ہے اس کی اپنی مخصوص مزاحمت ہوتی ہے۔

مثال کے طور پر، تانبے کی مزاحمت 0.017 ہے، یعنی ایک تانبے کی تار جس کی لمبائی 1 میٹر ہے اور 1 ملی میٹر 2 کے کراس سیکشن کی مزاحمت 0.017 اوہم ہے۔ ایلومینیم کی مزاحمت 0.03 ہے، آئرن کی مزاحمت 0.12 ہے، کانسٹینٹان کی مزاحمت 0.48 ہے، اور نیکروم کی مزاحمت 1-1.1 ہے۔

اس کے بارے میں یہاں مزید پڑھیں: برقی مزاحمت کیا ہے؟

تار کی مزاحمت اس کی لمبائی کے براہ راست متناسب ہے، یعنی تار جتنا لمبا ہوگا، اس کی برقی مزاحمت اتنی ہی زیادہ ہوگی۔

تار کی مزاحمت اس کے کراس سیکشنل ایریا کے الٹا متناسب ہے، یعنی تار جتنی موٹی ہوگی، اس کی مزاحمت اتنی ہی کم ہوگی، اور اس کے برعکس، تار جتنی پتلی ہوگی، اس کی مزاحمت اتنی ہی زیادہ ہوگی۔

اس تعلق کو بہتر طور پر سمجھنے کے لیے، مواصلاتی برتنوں کے دو جوڑوں کا تصور کریں، ایک جوڑے میں پتلی جڑنے والی ٹیوب اور دوسری موٹی۔ یہ واضح ہے کہ جب برتنوں میں سے ایک (ہر جوڑا) پانی سے بھر جاتا ہے، تو اس کی موٹی پائپ کے ذریعے دوسرے برتن میں منتقلی پتلی کے مقابلے میں بہت تیزی سے ہوتی ہے، یعنی۔ ایک موٹی پائپ میں پانی کے بہاؤ کی مزاحمت کم ہوگی۔ اسی طرح، ایک موٹی تار سے برقی رو کا گزرنا پتلی تار سے گزرنا آسان ہے، یعنی پہلے والے کی نسبت بعد والے تار سے کم مزاحمت ہوتی ہے۔

کنڈکٹر کی برقی مزاحمت اس مواد کی مخصوص مزاحمت کے برابر ہوتی ہے جس سے یہ کنڈکٹر بنایا جاتا ہے، اسے کنڈکٹر کی لمبائی سے ضرب اور اس کے کراس سیکشنل ایریا کے رقبے سے تقسیم کیا جاتا ہے۔ موصل:

R = p l/S،

جہاں — R — تار کی مزاحمت، اوہم، l — m، C میں تار میں لمبائی — تار کا کراس سیکشنل ایریا، mm2۔

ایک گول تار کا کراس سیکشنل ایریا جس کا حساب فارمولے سے کیا جاتا ہے:

S = Pi xd2 / 4

جہاں Pi ایک مستقل قدر ہے جو 3.14 کے برابر ہے۔ d - تار کا قطر۔

اور اس طرح تار کی لمبائی کا تعین کیا جاتا ہے:

l = S R/p،

یہ فارمولہ تار کی لمبائی، اس کے کراس سیکشن اور مزاحمت کا تعین کرنا ممکن بناتا ہے، اگر فارمولے میں شامل دیگر مقداریں معلوم ہوں۔

اگر تار کے کراس سیکشنل ایریا کا تعین کرنا ضروری ہے، تو فارمولا درج ذیل شکل کی طرف لے جاتا ہے:

S = p l/R

ایک ہی فارمولے کو تبدیل کرنے اور p کے لحاظ سے مساوات کو حل کرنے سے، ہم تار کی مزاحمت تلاش کرتے ہیں:

R = R S/l

مؤخر الذکر فارمولہ ان صورتوں میں استعمال کیا جانا چاہئے جہاں موصل کی مزاحمت اور طول و عرض معلوم ہیں، لیکن اس کا مواد نامعلوم ہے، اور اس کے علاوہ اس کی ظاہری شکل سے تعین کرنا مشکل ہے۔ ایسا کرنے کے لئے، یہ ضروری ہے کہ تار کی مزاحمت کا تعین کریں اور، میز کا استعمال کرتے ہوئے، اس طرح کے مزاحمت کے ساتھ مواد تلاش کریں.

ایک اور عنصر جو تاروں کی مزاحمت کو متاثر کرتا ہے درجہ حرارت ہے۔

یہ قائم کیا گیا ہے کہ درجہ حرارت میں اضافے کے ساتھ، دھاتی تاروں کی مزاحمت بڑھ جاتی ہے، اور کمی کے ساتھ، یہ کم ہوتی ہے. خالص دھاتی کنڈکٹرز کے لیے مزاحمت میں یہ اضافہ یا کمی تقریباً یکساں ہے اور اوسطاً 0.4% فی 1 °C... مائع کنڈکٹرز اور کوئلے کی مزاحمت بڑھتے ہوئے درجہ حرارت کے ساتھ کم ہو جاتی ہے۔

مادے کی ساخت کا الیکٹرانک نظریہ بڑھتے ہوئے درجہ حرارت کے ساتھ دھاتی موصل کی مزاحمت میں اضافے کے لیے درج ذیل وضاحت دیتا ہے۔جب گرم کیا جاتا ہے تو کنڈکٹر تھرمل انرجی حاصل کرتا ہے، جو لامحالہ مادہ کے تمام ایٹموں میں منتقل ہوتا ہے، جس کے نتیجے میں ان کی حرکت کی شدت بڑھ جاتی ہے۔ ایٹموں کی بڑھتی ہوئی حرکت آزاد الیکٹرانوں کی ہدایت کی نقل و حرکت کے خلاف زیادہ مزاحمت پیدا کرتی ہے، یہی وجہ ہے کہ موصل کی مزاحمت بڑھ جاتی ہے۔ جیسے جیسے درجہ حرارت کم ہوتا ہے، الیکٹرانوں کی دشاتمک حرکت کے لیے بہتر حالات پیدا ہوتے ہیں اور موصل کی مزاحمت کم ہوتی جاتی ہے۔ یہ ایک دلچسپ رجحان کی وضاحت کرتا ہے - دھاتوں کی سپر کنڈکٹیوٹی۔

انتہائی چالکتا صفر پر دھاتوں کی مزاحمت کی کمی ایک بہت بڑے منفی درجہ حرارت پر ہوتی ہے -273° ° نام نہاد مطلق صفر۔ مطلق صفر کے درجہ حرارت پر، دھاتی ایٹم اپنی جگہ پر جمتے نظر آتے ہیں، الیکٹرانوں کی حرکت سے مکمل طور پر غیر متاثر ہوتے ہیں۔