برقی رو کے کیریئرز

آج بجلی کی تعریف عام طور پر "الیکٹریکل چارجز اور متعلقہ برقی مقناطیسی فیلڈز" کے طور پر کی جاتی ہے۔ برقی چارجز کا وجود دیگر چارجز پر ان کے مضبوط عمل سے ظاہر ہوتا ہے۔ ہر چارج کے ارد گرد کی جگہ خاص خصوصیات رکھتی ہے: برقی قوتیں اس میں کام کرتی ہیں، جو اس وقت ظاہر ہوتی ہیں جب اس خلا میں دوسرے چارجز داخل ہوتے ہیں۔ یہ ایسی جگہ ہے۔ بجلی کے میدان پر زور دیں.

جب کہ چارجز ساکن ہیں، ان کے درمیان کی جگہ خصوصیات رکھتی ہے۔ الیکٹرک (الیکٹرو سٹیٹک) فیلڈ… لیکن جب الزامات چل رہے ہوتے ہیں تو پھر ان کے آس پاس بھی ہوتے ہیں۔ مقناطیسی میدان… ہم برقی اور مقناطیسی میدان کی خصوصیات کو الگ الگ سمجھتے ہیں، لیکن حقیقت میں برقی عمل ہمیشہ وجود سے متعلق ہوتے ہیں۔ برقی مقناطیسی میدان.

سب سے چھوٹے الیکٹرک چارجز کو اجزاء کے طور پر شامل کیا گیا ہے۔ ایٹم... ایک ایٹم ایک کیمیائی عنصر کا سب سے چھوٹا حصہ ہے جو اپنی کیمیائی خصوصیات رکھتا ہے۔ ایٹم ایک بہت پیچیدہ نظام ہے۔ اس کا زیادہ تر ماس کور میں مرتکز ہوتا ہے۔ برقی چارج شدہ ابتدائی ذرات بعض مداروں میں بعد کے گرد گھومتے ہیں۔ الیکٹران.

کشش ثقل کی قوتیں سیاروں کو سورج کے گرد مدار میں گھومتی رہتی ہیں، اور الیکٹران برقی قوتوں کے ذریعے ایٹم کے مرکزے کی طرف متوجہ ہوتے ہیں۔ تجربے سے معلوم ہوتا ہے کہ صرف مخالف چارجز ایک دوسرے کو اپنی طرف متوجہ کرتے ہیں۔ لہذا، ایٹم اور الیکٹران کے نیوکلئس پر چارجز نشانی میں مختلف ہونے چاہئیں۔ تاریخی وجوہات کی بناء پر نیوکلئس کے چارج کو مثبت اور الیکٹران کے چارجز کو منفی تصور کرنے کا رواج ہے۔

متعدد تجربات سے ثابت ہوا ہے کہ ہر عنصر کے ایٹموں کے الیکٹران ایک ہی برقی چارج اور ایک ہی کمیت رکھتے ہیں۔ ایک ہی وقت میں، الیکٹرانک چارج ابتدائی ہے، یعنی سب سے چھوٹا ممکنہ برقی چارج۔

ایٹم کے اندرونی مدار اور بیرونی مدار میں موجود الیکٹرانوں کے درمیان فرق کرنے کا رواج ہے۔ اندرونی الیکٹرانوں کو ان کے مدار میں انٹرااٹومک قوتوں کے ذریعے نسبتاً مضبوطی سے رکھا جاتا ہے۔ لیکن بیرونی الیکٹران نسبتاً آسانی سے ایٹم سے الگ ہو سکتے ہیں اور تھوڑی دیر کے لیے آزاد رہ سکتے ہیں یا دوسرے ایٹم سے منسلک ہو سکتے ہیں۔ ایٹم کی کیمیائی اور برقی خصوصیات کا تعین اس کے بیرونی مدار میں موجود الیکٹرانوں سے ہوتا ہے۔

ایٹم کے نیوکلئس پر مثبت چارج کی شدت اس بات کا تعین کرتی ہے کہ آیا ایٹم کا تعلق کسی خاص کیمیائی عنصر سے ہے۔ ایک ایٹم (یا مالیکیول) برقی طور پر اس وقت تک غیر جانبدار ہوتا ہے جب تک کہ الیکٹران پر منفی چارجز کا مجموعہ نیوکلئس پر مثبت چارج کے برابر ہو۔ لیکن ایک ایٹم جس نے ایک یا زیادہ الیکٹران کھو دیئے ہوں وہ نیوکلئس پر اضافی مثبت چارج کی وجہ سے مثبت طور پر چارج ہو جاتا ہے۔ یہ برقی قوتوں (پرکشش یا مکروہ) کے زیر اثر حرکت کر سکتا ہے۔ ایسا ایٹم ہے۔ مثبت آئن… ایک ایٹم جس نے اضافی الیکٹرانوں کو پکڑ لیا ہو بن جاتا ہے۔ منفی آئن.

ایٹم کے نیوکلئس میں مثبت چارج کیریئر ہے۔ پروٹون… یہ ایک ابتدائی ذرہ ہے جو ہائیڈروجن ایٹم کے مرکزے کے طور پر کام کرتا ہے۔ پروٹون کا مثبت چارج عددی طور پر الیکٹران کے منفی چارج کے برابر ہے، لیکن پروٹون کا کمیت الیکٹران کے کمیت کا 1836 گنا ہے۔ ایٹموں کے مرکزے میں پروٹون کے علاوہ نیوٹران بھی ہوتے ہیں — ایسے ذرات جن پر کوئی برقی چارج نہیں ہوتا۔ نیوٹران کی کمیت الیکٹران کی کمیت کا 1838 گنا ہے۔

اس طرح ایٹم بنانے والے تین ابتدائی ذرات میں سے صرف الیکٹران اور پروٹون پر برقی چارجز ہوتے ہیں لیکن ان میں سے صرف منفی چارج شدہ الیکٹران ہی مادے کے اندر آسانی سے حرکت کر سکتے ہیں اور عام حالات میں مثبت چارجز صرف مادہ میں حرکت کر سکتے ہیں۔ بھاری آئنوں کی شکل، یعنی مادہ کے ایٹموں کی منتقلی۔

الیکٹرک چارجز کی ترتیب شدہ حرکت بنتی ہے، یعنی ایک ایسی حرکت جس کی خلا میں ایک اہم سمت ہوتی ہے۔ بجلی… وہ ذرات جن کی حرکت برقی رو پیدا کرتی ہے۔ زیادہ تر معاملات میں موجودہ کیریئر الیکٹران ہوتے ہیں اور بہت کم اکثر - آئن۔

کچھ غلطیوں کی اجازت دیتے ہوئے، کرنٹ کو برقی چارجز کی ہدایت شدہ حرکت کے طور پر بیان کرنا ممکن ہے۔ موجودہ کیریئر مادہ میں کم و بیش آزادانہ طور پر حرکت کر سکتے ہیں۔

تاروں سے وہ مادے کہلاتے ہیں جو کرنٹ کو نسبتاً اچھی طرح سے چلاتے ہیں۔ تمام دھاتیں موصل ہیں، خاص طور پر چاندی، تانبا، اور ایلومینیم۔

دھاتوں کی چالکتا اس کی وضاحت اس حقیقت سے ہوتی ہے کہ ان میں کچھ بیرونی الیکٹران ایٹموں سے الگ ہوتے ہیں۔ ان الیکٹرانوں کے ضائع ہونے کے نتیجے میں ہونے والے مثبت تجربات ایک کرسٹل جالی - ایک ٹھوس (آئنک) کنکال میں جڑے ہوئے ہیں، جن کی خالی جگہوں پر ایک قسم کی الیکٹران گیس کی شکل میں آزاد الیکٹران موجود ہیں۔

سب سے چھوٹی بیرونی برقی فیلڈ دھات میں کرنٹ پیدا کرتی ہے، یعنی آزاد الیکٹرانوں کو ان پر کام کرنے والی برقی قوتوں کی سمت میں گھل مل جانے پر مجبور کرتی ہے۔ دھاتیں کی طرف سے خصوصیات ہیں بڑھتی ہوئی درجہ حرارت کے ساتھ چالکتا میں کمی.

سیمی کنڈکٹرز بجلی کا کرنٹ تاروں سے کہیں زیادہ خراب چلانا۔ مادوں کی ایک بہت بڑی تعداد کا تعلق سیمی کنڈکٹرز کی تعداد سے ہے اور ان کی خصوصیات بہت متنوع ہیں۔ الیکٹرونک چالکتا سیمی کنڈکٹرز کی خصوصیت ہے (یعنی ان میں کرنٹ پیدا ہوتا ہے، جیسا کہ دھاتوں میں، آزاد الیکٹرانوں کی ہدایت شدہ حرکت سے - آئنوں سے نہیں) اور دھاتوں کے برعکس، بڑھتے ہوئے درجہ حرارت کے ساتھ چالکتا میں اضافہ۔ عام طور پر، سیمی کنڈکٹرز کی خصوصیت بھی بیرونی اثرات پر ان کی چالکتا کے مضبوط انحصار سے ہوتی ہے - تابکاری، دباؤ وغیرہ۔

ڈائی الیکٹرکس (انسولیٹرز) وہ عملی طور پر کرنٹ نہیں چلاتے۔ ایک بیرونی برقی میدان n کا سبب بنتا ہے۔ایٹموں، مالیکیولز یا ڈائی الیکٹرکس کے آئنوں کا پولرائزیشنلچکدار طور پر پابند چارجز کے ایک بیرونی فیلڈ کی کارروائی کے تحت نقل مکانی جو ایٹم یا ڈائی الیکٹرک مالیکیول بناتے ہیں۔ ڈائی الیکٹرکس میں مفت الیکٹرانوں کی تعداد بہت کم ہے۔

آپ کنڈکٹرز، سیمی کنڈکٹرز، اور ڈائی الیکٹرکس کے درمیان سخت حدود کی وضاحت نہیں کر سکتے ہیں۔ برقی آلات میں، تاریں برقی چارجز کی نقل و حرکت کے لیے ایک راستے کا کام کرتی ہیں، اور اس حرکت کو صحیح طریقے سے چلانے کے لیے ڈائی الیکٹرکس کی ضرورت ہوتی ہے۔

الیکٹرک کرنٹ غیر الیکٹرو سٹیٹک اصل کی قوتوں کے الزامات پر کارروائی کی وجہ سے پیدا ہوتا ہے، جسے بیرونی قوتیں کہتے ہیں۔وہ تار میں ایک برقی میدان بناتے ہیں، جو مثبت چارجز کو فیلڈ فورسز کی سمت اور منفی چارجز یعنی الیکٹران کو مخالف سمت میں حرکت کرنے پر مجبور کرتا ہے۔

دھاتوں میں الیکٹرانوں کی ترجمہی حرکت کے تصور کو واضح کرنا مفید ہے۔ آزاد الیکٹران ایٹموں کے درمیان خلا میں انووں کی ریورس تھرمل حرکت میں بے ترتیب حرکت کی حالت میں ہوتے ہیں۔ جسم کی حرارتی حالت مالیکیولز کے ایک دوسرے کے ساتھ ٹکراؤ اور مالیکیولز کے ساتھ الیکٹرانوں کے تصادم کی وجہ سے ہوتی ہے۔

الیکٹران مالیکیولز سے ٹکراتا ہے اور اپنی حرکت کی سمت بدلتا ہے، لیکن دھیرے دھیرے آگے بڑھتا رہتا ہے، ایک بہت ہی پیچیدہ وکر کو بیان کرتا ہے۔ چارج شدہ ذرات کی ایک مخصوص سمت میں طویل مدتی حرکت، جو مختلف سمتوں میں ان کی افراتفری کی حرکت پر سپرد ہوتی ہے، ان کا بہاؤ کہلاتا ہے۔ اس طرح، دھاتوں میں برقی رو، جدید نظریات کے مطابق، چارج شدہ ذرات کا بہاؤ ہے۔