برقی رو کے لیے کنڈکٹر

ہر وہ شخص جو مسلسل برقی آلات استعمال کرتا ہے اس کا سامنا ہے:

1. تاریں جو بجلی کا کرنٹ لے جاتی ہیں؛

2. موصل خصوصیات کے ساتھ ڈائی الیکٹرکس؛

3. سیمی کنڈکٹرز جو پہلی دو قسم کے مادوں کی خصوصیات کو یکجا کرتے ہیں اور لاگو کنٹرول سگنل کے لحاظ سے انہیں تبدیل کرتے ہیں۔

ان گروپوں میں سے ہر ایک کی ایک مخصوص خصوصیت برقی چالکتا کی خاصیت ہے۔

کنڈکٹر کیا ہے؟

کنڈکٹرز میں وہ مادے شامل ہوتے ہیں جن کی ساخت میں بڑی تعداد میں مفت، متصل برقی چارجز ہوتے ہیں جو لاگو بیرونی قوت کے زیر اثر حرکت کرنا شروع کر سکتے ہیں۔ وہ ٹھوس، مائع یا گیسی ہو سکتے ہیں۔

اگر آپ دو تاروں کو لے کر ان کے درمیان ممکنہ فرق رکھتے ہیں اور ان کے اندر ایک دھاتی تار جوڑتے ہیں، تو اس میں سے برقی رو بہے گا۔ اس کے کیریئر مفت الیکٹران ہوں گے جو ایٹموں کے بندھنوں کے ذریعے روکے نہیں جاتے۔ وہ خصوصیت رکھتے ہیں۔ برقی موصلیت یا کسی بھی مادے کی بجلی کے چارجز کو اپنے ذریعے منتقل کرنے کی صلاحیت - کرنٹ۔

برقی چالکتا کی قدر مادہ کی مزاحمت کے الٹا متناسب ہے اور اسے متعلقہ یونٹ: سیمنز (سینٹی میٹر) سے ماپا جاتا ہے۔

1 سینٹی میٹر = 1/1 اوہم۔

فطرت میں، چارج کیریئر ہو سکتے ہیں:

• الیکٹران

• آئن

• سوراخ

اس اصول کے مطابق، برقی چالکتا میں تقسیم کیا جاتا ہے:

• الیکٹرانک؛

• آئنک

• ایک سوراخ

تار کا معیار آپ کو لاگو وولٹیج کی قدر پر اس میں بہنے والے کرنٹ کے انحصار کا اندازہ لگانے کی اجازت دیتا ہے۔ ان برقی مقداروں کی پیمائش کی اکائیوں یعنی وولٹ ایمپیئر کی خصوصیت کو متعین کرکے اسے کال کرنے کا رواج ہے۔

کوندکٹو تاریں ۔

اس قسم کے سب سے زیادہ عام نمائندے دھاتیں ہیں. ان کا برقی رو خصوصی طور پر الیکٹران کے بہاؤ کو حرکت دے کر پیدا ہوتا ہے۔

دھاتوں کے اندر، وہ دو حالتوں میں موجود ہیں:

• ہم آہنگی کی جوہری قوتوں سے وابستہ؛

• بلا معاوضہ۔

ایٹم کے نیوکلئس کی پرکشش قوتوں کے مدار میں موجود الیکٹران، ایک اصول کے طور پر، بیرونی الیکٹرو موٹیو قوتوں کے عمل کے تحت برقی رو کی تخلیق میں حصہ نہیں لیتے ہیں۔ آزاد ذرات مختلف طریقے سے برتاؤ کرتے ہیں۔

اگر دھاتی تار پر کوئی EMF لاگو نہیں ہوتا ہے، تو آزاد الیکٹران تصادفی طور پر، تصادفی طور پر، کسی بھی سمت میں حرکت کرتے ہیں۔ یہ حرکت حرارتی توانائی کی وجہ سے ہے۔ یہ کسی بھی لمحے ہر ذرہ کی حرکت کی مختلف رفتار اور سمتوں کی خصوصیت ہے۔

جب کسی خارجی فیلڈ کی شدت E کی توانائی کو کنڈکٹر پر لاگو کیا جاتا ہے، تو لاگو فیلڈ کے مخالف ایک قوت تمام الیکٹرانوں پر ایک ساتھ اور ہر ایک پر انفرادی طور پر کام کرتی ہے۔ یہ الیکٹرانوں کی سختی پر مبنی حرکت پیدا کرتا ہے، یا دوسرے لفظوں میں، برقی رو.

دھاتوں کی کرنٹ وولٹیج کی خصوصیت ایک سیدھی لکیر ہے جو ایک سیکشن اور ایک مکمل سرکٹ کے لیے اوہم کے قانون کے مطابق ہوتی ہے۔

خالص دھاتوں کے علاوہ، دیگر مادوں میں بھی الیکٹرانک چالکتا ہے۔ ان میں شامل ہیں:

• مرکب دھاتیں

• کاربن کی کچھ تبدیلیاں (گریفائٹ، کوئلہ)۔

مندرجہ بالا تمام مادے بشمول دھاتوں کو پہلی قسم کے موصل کے طور پر درجہ بندی کیا گیا ہے۔ ان کی برقی چالکتا کسی بھی طرح سے برقی رو کے گزرنے کی وجہ سے کسی مادے کے بڑے پیمانے پر منتقلی سے متعلق نہیں ہے، بلکہ یہ صرف الیکٹران کی حرکت کی وجہ سے ہوتی ہے۔

اگر دھاتوں اور مرکب دھاتوں کو انتہائی کم درجہ حرارت والے ماحول میں رکھا جائے تو وہ سپر کنڈکٹیویٹی کی حالت میں چلے جاتے ہیں۔

آئن کنڈکٹرز

اس طبقے میں وہ مادے شامل ہیں جن میں چارج شدہ آئنوں کی حرکت کی وجہ سے برقی رو پیدا ہوتا ہے۔ وہ قسم II کنڈکٹر کے طور پر درجہ بندی کر رہے ہیں. یہ:

• اڈوں کے حل، تیزابی نمکیات؛

• مختلف آئنک مرکبات کے پگھل جاتے ہیں؛

• مختلف گیسیں اور بخارات۔

مائع میں برقی کرنٹ

برقی طور پر conductive مائع جس میں electrolysis - چارجز کے ساتھ کسی مادے کی منتقلی اور الیکٹروڈز پر اس کا جمع ہونا عام طور پر الیکٹرولائٹس کہلاتا ہے، اور اس عمل کو خود الیکٹرولائسز کہتے ہیں۔

یہ انوڈ الیکٹروڈ پر مثبت پوٹینشل اور کیتھوڈ پر منفی پوٹینشل کے استعمال کی وجہ سے بیرونی انرجی فیلڈ کے عمل کے تحت ہوتا ہے۔

مائعات کے اندر آئن الیکٹرولائٹ انحطاط کے رجحان کی وجہ سے بنتے ہیں، جو کسی مادے کے کچھ مالیکیولز کی علیحدگی پر مشتمل ہوتا ہے جن میں غیر جانبدار خصوصیات ہوتی ہیں۔ ایک مثال کاپر کلورائیڈ ہے، جو پانی کے محلول میں اس کے جزو تانبے کے آئنوں (cations) اور کلورین (anions) میں گل جاتی ہے۔

CuCl2꞊Cu2 ++ 2Cl-

الیکٹرولائٹ پر لگائی جانے والی وولٹیج کی کارروائی کے تحت، کیشنز سختی سے کیتھوڈ کی طرف بڑھنا شروع کر دیتے ہیں، اور اینونز انوڈ کی طرف۔ اس طرح کیمیاوی طور پر خالص تانبا بغیر کسی نجاست کے حاصل ہوتا ہے جو کیتھوڈ پر جمع ہوتا ہے۔

مائعات کے علاوہ فطرت میں ٹھوس الیکٹرولائٹس بھی موجود ہیں۔ انہیں سوپر آئن کنڈکٹرز (سپر آئن) کہا جاتا ہے، جن کی کرسٹل لائن ساخت اور کیمیائی بانڈز کی آئنک نوعیت ہوتی ہے، جو ایک ہی قسم کے آئنوں کی حرکت کی وجہ سے اعلی برقی چالکتا کا سبب بنتی ہے۔

الیکٹرولائٹس کی موجودہ وولٹیج کی خصوصیت گراف میں دکھائی گئی ہے۔

گیسوں میں برقی کرنٹ

عام حالات میں، گیس میڈیم میں موصلیت کی خصوصیات ہوتی ہیں اور کرنٹ نہیں چلتا ہے۔ لیکن مختلف پریشان کن عوامل کے زیر اثر، ڈائی الیکٹرک خصوصیات تیزی سے کم ہو سکتی ہیں اور میڈیم کے آئنائزیشن کے گزرنے کو بھڑکا سکتی ہیں۔

یہ الیکٹرانوں کو حرکت دے کر غیر جانبدار ایٹموں کی بمباری سے پیدا ہوتا ہے۔ نتیجے کے طور پر، ایک یا زیادہ پابند الیکٹران ایٹم سے باہر نکل جاتے ہیں اور ایٹم ایک مثبت چارج حاصل کرتا ہے، ایک آئن بن جاتا ہے۔ ایک ہی وقت میں، گیس کے اندر الیکٹران کی ایک اضافی مقدار بنتی ہے، جو آئنائزیشن کے عمل کو جاری رکھتی ہے۔

اس طرح، مثبت اور منفی ذرات کی بیک وقت حرکت سے گیس کے اندر ایک برقی رو پیدا ہوتا ہے۔

ایک مخلصانہ ڈسچارج

گیس کے اندر لاگو برقی مقناطیسی فیلڈ کی طاقت کو گرم کرنے یا بڑھاتے وقت، سب سے پہلے ایک چنگاری نکلتی ہے۔ اس اصول کے مطابق، قدرتی بجلی بنتی ہے، جو چینلز، ایک شعلہ اور ایک ایگزاسٹ ٹارچ پر مشتمل ہوتی ہے۔

لیبارٹری کے حالات میں، الیکٹروسکوپ کے الیکٹروڈ کے درمیان ایک چنگاری دیکھی جا سکتی ہے۔اندرونی دہن کے انجنوں کے اسپارک پلگ میں چنگاری خارج ہونے کا عملی نفاذ ہر بالغ کو معلوم ہے۔

آرک ڈسچارج

چنگاری کی خصوصیت یہ ہے کہ بیرونی میدان کی تمام توانائی فوری طور پر اس کے ذریعے استعمال ہوتی ہے۔ اگر وولٹیج کا ذریعہ گیس کے ذریعے موجودہ بہاؤ کو برقرار رکھنے کے قابل ہے، تو ایک قوس ہوتا ہے.

الیکٹرک آرک کی ایک مثال مختلف طریقوں سے دھاتوں کی ویلڈنگ ہے۔ اس کے بہاؤ کے لیے، کیتھوڈ کی سطح سے الیکٹران کا اخراج استعمال کیا جاتا ہے۔

کورونل انجیکشن

یہ گیس کے ماحول میں اعلی طاقت اور غیر مساوی برقی مقناطیسی فیلڈز کے ساتھ ہوتا ہے، جو 330 kV اور اس سے زیادہ کے وولٹیج کے ساتھ ہائی وولٹیج اوور ہیڈ پاور لائنوں پر ظاہر ہوتا ہے۔

یہ کنڈکٹر اور پاور لائن کے قریب سے فاصلے والے جہاز کے درمیان بہتا ہے۔ کورونا خارج ہونے والے مادہ میں، آئنائزیشن الیکٹروڈز میں سے کسی ایک کے قریب الیکٹران اثر کے طریقہ سے ہوتی ہے، جس میں طاقت کا رقبہ بڑھ جاتا ہے۔

چمک خارج ہونے والا مادہ

یہ گیسوں کے اندر خصوصی گیس ڈسچارج لیمپ اور ٹیوبوں، وولٹیج سٹیبلائزرز میں استعمال ہوتا ہے۔یہ ایگزاسٹ گیپ میں دباؤ کو کم کرکے بنتا ہے۔

جب گیسوں میں آئنائزیشن کا عمل بڑی قدر تک پہنچ جاتا ہے اور ان میں یکساں تعداد میں مثبت اور منفی چارج کیریئرز بنتے ہیں، تو اس حالت کو پلازما کہتے ہیں۔ پلازما ماحول میں ایک چمک خارج ہونے والا مادہ ظاہر ہوتا ہے۔

گیسوں میں کرنٹ کے بہاؤ کی کرنٹ وولٹیج کی خصوصیت تصویر میں دکھائی گئی ہے۔ یہ حصوں پر مشتمل ہے:

1. منحصر؛

2. خود خارج ہونا۔

پہلی خصوصیت یہ ہے کہ بیرونی آئنائزر کے زیر اثر کیا ہوتا ہے اور جب یہ کام کرنا چھوڑ دیتا ہے تو باہر چلا جاتا ہے۔ ایک سیلف ایجیکٹ تمام حالات میں جاری رہتا ہے۔

سوراخ والی تاریں۔

ان میں شامل ہیں:

• جرمینیم

• سیلینیم

• سلکان

• ٹیلوریم، سلفر، سیلینیم اور کچھ نامیاتی مادوں کے ساتھ کچھ دھاتوں کے مرکبات۔

انہیں سیمی کنڈکٹر کہا جاتا ہے اور ان کا تعلق گروپ نمبر 1 سے ہے، یعنی یہ چارجز کے بہاؤ کے دوران مادے کی منتقلی نہیں بناتے ہیں۔ ان کے اندر آزاد الیکٹرانوں کے ارتکاز کو بڑھانے کے لیے، پابند الیکٹرانوں کو الگ کرنے کے لیے اضافی توانائی خرچ کرنا ضروری ہے۔ اسے آئنائزیشن توانائی کہا جاتا ہے۔

ایک الیکٹران ہول جنکشن سیمی کنڈکٹر میں کام کرتا ہے۔ اس کی وجہ سے، سیمی کنڈکٹر ایک سمت میں کرنٹ گزرتا ہے اور جب اس پر ایک مخالف بیرونی فیلڈ لگائی جاتی ہے تو مخالف سمت میں روکتا ہے۔

سیمی کنڈکٹرز میں چالکتا ہے:

1. اپنا

2. نجاست۔

پہلی قسم ڈھانچے میں موروثی ہے جس میں چارج کیریئر اپنے مادہ سے ایٹموں کے آئنائزیشن کے عمل میں ظاہر ہوتے ہیں: سوراخ اور الیکٹران۔ ان کا ارتکاز باہمی طور پر متوازن ہے۔

دوسری قسم کا سیمی کنڈکٹر ناپاک چالکتا کے ساتھ کرسٹل کو شامل کرکے بنایا گیا ہے۔ ان میں ایک مثلث یا پینٹاولینٹ عنصر کے ایٹم ہوتے ہیں۔

چلانے والے سیمی کنڈکٹر ہیں:

• الیکٹرانک ن قسم «منفی»؛

• سوراخ p قسم «مثبت».

وولٹ ایمپیئر عام کی خصوصیت سیمی کنڈکٹر ڈایڈڈ گراف میں دکھایا گیا ہے۔

مختلف الیکٹرانک آلات اور آلات سیمی کنڈکٹرز کی بنیاد پر کام کرتے ہیں۔

سپر کنڈکٹرز

بہت کم درجہ حرارت پر، دھاتوں اور مرکب دھاتوں کی مخصوص اقسام کے مادے سپر کنڈکٹیوٹی نامی حالت میں داخل ہوتے ہیں۔ ان مادوں کے لیے، کرنٹ کی برقی مزاحمت تقریباً صفر تک کم ہو جاتی ہے۔

منتقلی تھرمل خصوصیات میں تبدیلی کی وجہ سے ہوتی ہے۔مقناطیسی میدان کی عدم موجودگی میں سپر کنڈکٹنگ حالت میں منتقلی کے دوران حرارت کے جذب یا رہائی کے حوالے سے، سپر کنڈکٹرز کو 2 اقسام میں تقسیم کیا گیا ہے: نمبر 1 اور نمبر 2۔

تاروں کی سپر کنڈکٹیویٹی کا رجحان کوپر جوڑوں کی تشکیل کی وجہ سے اس وقت ہوتا ہے جب دو پڑوسی الیکٹرانوں کے لیے ایک پابند حالت بنائی جاتی ہے۔ بنائے گئے جوڑے میں ڈبل الیکٹران چارج ہوتا ہے۔

ایک سپر کنڈکٹنگ حالت میں دھات میں الیکٹران کی تقسیم کو گراف میں دکھایا گیا ہے۔

سپر کنڈکٹرز کی مقناطیسی شمولیت کا انحصار برقی مقناطیسی میدان کی طاقت پر ہوتا ہے، اور بعد کی قدر مادہ کے درجہ حرارت سے متاثر ہوتی ہے۔

تاروں کی سپر کنڈکٹنگ خصوصیات محدود مقناطیسی میدان اور ان کے لیے درجہ حرارت کی اہم قدروں سے محدود ہیں۔

اس طرح، برقی رو کے کنڈکٹر بالکل مختلف مادوں سے بنے ہو سکتے ہیں اور ایک دوسرے سے مختلف خصوصیات رکھتے ہیں۔ وہ ہمیشہ ماحولیاتی حالات سے متاثر ہوتے ہیں۔ اس وجہ سے، تاروں کی خصوصیات کی حدوں کا تعین ہمیشہ تکنیکی معیارات سے ہوتا ہے۔