مائعات اور گیسوں میں برقی رو

مائعات میں برقی کرنٹ

دھاتی موصل میں بجلی آزاد الیکٹرانوں کی ہدایت شدہ حرکت سے بنتا ہے اور یہ کہ جس مادہ کا موصل بنایا جاتا ہے اس میں کوئی تبدیلی نہیں آتی۔

ایسے کنڈکٹرز، جن میں برقی رو کا گزر ان کے مادہ میں کیمیائی تبدیلیوں کے ساتھ نہیں ہوتا، کو فرسٹ کلاس کنڈکٹر کہا جاتا ہے... ان میں تمام دھاتیں، کوئلہ اور متعدد دیگر مادے شامل ہوتے ہیں۔

لیکن فطرت میں برقی رو کے ایسے موصل بھی ہوتے ہیں جن میں کرنٹ گزرنے کے دوران کیمیائی مظاہر ہوتے ہیں۔ ان موصلوں کو دوسری قسم کے کنڈکٹر کہا جاتا ہے... ان میں بنیادی طور پر تیزاب، نمکیات اور بنیادوں کے پانی میں مختلف محلول شامل ہوتے ہیں۔

اگر آپ شیشے کے برتن میں پانی ڈالیں اور اس میں گندھک کے تیزاب (یا کوئی اور تیزاب یا الکلی) کے چند قطرے ڈالیں اور پھر دو دھاتی پلیٹیں لیں اور ان پر تاریں جوڑیں، ان پلیٹوں کو برتن میں نیچے کریں اور ایک کرنٹ جوڑ دیں۔ سوئچ اور ایمیٹر کے ذریعے تاروں کے دوسرے سروں تک پہنچیں، پھر محلول سے گیس نکلے گی اور جب تک سرکٹ بند رہے گا مسلسل جاری رہے گا۔تیزابیت والا پانی درحقیقت ایک موصل ہے۔ اس کے علاوہ، پلیٹیں گیس کے بلبلوں سے ڈھکنا شروع ہو جائیں گی۔ پھر یہ بلبلے پلیٹوں سے الگ ہو کر باہر آ جائیں گے۔

جب محلول میں سے برقی رو گزرتی ہے تو کیمیائی تبدیلیاں رونما ہوتی ہیں، جس کے نتیجے میں گیس خارج ہوتی ہے۔

وہ الیکٹرولائٹس کی دوسری قسم کے کنڈکٹر کہلاتے ہیں، اور الیکٹرولائٹ میں جو رجحان اس وقت ہوتا ہے جب کوئی برقی رو اس سے گزرتا ہے تو الیکٹرولائسز ہے۔

الیکٹرولائٹ میں ڈوبی دھاتی پلیٹوں کو الیکٹروڈ کہتے ہیں۔ ان میں سے ایک موجودہ ماخذ کے مثبت قطب سے جڑا ہوا انوڈ کہلاتا ہے اور دوسرا منفی قطب سے جڑا ہوا کیتھوڈ ہے۔

مائع کنڈکٹر میں برقی رو کے گزرنے کا کیا تعین کرتا ہے؟ اس سے پتہ چلتا ہے کہ ایسے محلول (الیکٹرولائٹس) میں ایک سالوینٹ (اس صورت میں پانی) کے عمل کے تحت تیزابی مالیکیول (الکالس، نمک) دو اجزاء میں بٹ جاتے ہیں اور مالیکیول کے ایک حصے پر مثبت برقی چارج ہوتا ہے، اور دوسرا ایک منفی ایک.

ایک مالیکیول کے وہ ذرات جن پر برقی چارج ہوتا ہے انہیں آئن کہتے ہیں... جب کوئی تیزاب، نمک یا الکلی پانی میں تحلیل ہو جاتا ہے تو محلول میں مثبت اور منفی دونوں آئنوں کی ایک بڑی تعداد واقع ہوتی ہے۔

اب یہ واضح ہونا چاہیے کہ ایک برقی کرنٹ محلول میں سے کیوں گزرا، کیونکہ کرنٹ سورس سے منسلک الیکٹروڈز کے درمیان، ایک ممکنہ فرقدوسرے لفظوں میں، ان میں سے ایک مثبت چارج ہوا اور دوسرا منفی چارج۔ اس ممکنہ فرق کے زیر اثر، مثبت آئنوں نے منفی الیکٹروڈ - کیتھوڈ، اور منفی آئنوں - انوڈ کی طرف گھل ملنا شروع کیا۔

اس طرح، آئنوں کی افراتفری کی حرکت ایک سمت میں منفی آئنوں اور دوسری سمت میں مثبت آئنوں کی منظم مخالف حرکت بن گئی ہے۔چارج کی منتقلی کا یہ عمل الیکٹرولائٹ کے ذریعے برقی رو کا بہاؤ ہے اور اس وقت تک ہوتا ہے جب تک کہ الیکٹروڈز میں ممکنہ فرق موجود ہو۔ جیسے ہی ممکنہ فرق غائب ہو جاتا ہے، الیکٹرولائٹ کے ذریعے کرنٹ رک جاتا ہے، آئنوں کی ترتیب شدہ حرکت میں خلل پڑتا ہے اور انتشار کی حرکت دوبارہ شروع ہو جاتی ہے۔

مثال کے طور پر، الیکٹرولائسز کے رجحان پر غور کریں، جب ایک برقی رو کاپر سلفیٹ CuSO4 کے محلول سے گزرتا ہے جس میں تانبے کے الیکٹروڈ نیچے ہوتے ہیں۔

الیکٹرولیسس کا رجحان جب کرنٹ کاپر سلفیٹ کے محلول سے گزرتا ہے: C — الیکٹرولائٹ والا برتن، B — کرنٹ سورس، C — سوئچ

الیکٹروڈ میں آئنوں کی ایک الٹ حرکت بھی ہوگی۔ مثبت آئن تانبے کا آئن (Cu) اور منفی آئن تیزاب کی باقیات (SO4) ہو گا۔ تانبے کے آئن، جب کیتھوڈ کے ساتھ رابطے میں ہوں گے، خارج ہو جائیں گے (گمشدہ الیکٹرانوں کو اپنے ساتھ جوڑتے ہوئے)، یعنی وہ خالص تانبے کے غیر جانبدار مالیکیولز میں تبدیل ہو جائیں گے اور سب سے پتلے کی شکل میں کیتھوڈ پر جمع ہو جائیں گے۔ ) پرت۔

اینوڈ تک پہنچنے والے منفی آئنوں کو بھی نکال دیا جاتا ہے (اضافی الیکٹران عطیہ کریں)۔ لیکن ایک ہی وقت میں، وہ انوڈ کے تانبے کے ساتھ کیمیائی عمل میں داخل ہوتے ہیں، جس کے نتیجے میں ایک تانبے کا مالیکیول Cti تیزاب کی باقیات SO4 میں شامل ہوتا ہے، اور کاپر سلفیٹ CnasO4 کا ایک مالیکیول بنتا ہے اور واپس آ جاتا ہے۔ الیکٹرولائٹ

چونکہ اس کیمیائی عمل میں کافی وقت لگتا ہے، اس لیے کیتھوڈ پر تانبا جمع ہوتا ہے، جو الیکٹرولائٹ سے خارج ہوتا ہے۔ اس صورت میں، الیکٹرولائٹ، تانبے کے مالیکیولز کی بجائے جو کیتھوڈ میں گئے تھے، دوسرے الیکٹروڈ، اینوڈ کے تحلیل ہونے کی وجہ سے تانبے کے نئے مالیکیول حاصل کرتے ہیں۔

یہی عمل ہوتا ہے اگر تانبے کی بجائے زنک الیکٹروڈز لیے جائیں، اور الیکٹرولائٹ زنک سلفیٹ ZnSO4 کا محلول ہے۔زنک کو بھی اینوڈ سے کیتھوڈ میں منتقل کیا جائے گا۔

لہذا، دھاتوں میں برقی رو اور مائع موصل کے درمیان فرق اس حقیقت میں مضمر ہے کہ دھاتوں میں چارج کیریئر صرف مفت الیکٹران ہوتے ہیں، یعنی الیکٹرولائٹس کے دوران منفی چارجز بجلی مادے کے مخالف چارج شدہ ذرات کے ذریعہ لے جایا جاتا ہے - آئنز مخالف سمتوں میں حرکت کرتے ہیں۔ اسی لیے کہا جاتا ہے کہ الیکٹرولائٹس میں آئنک چالکتا ہے۔

برقی تجزیہ کا رجحان 1837 میں B. S. Jacobi نے دریافت کیا، جس نے کرنٹ کے کیمیائی ذرائع کا مطالعہ کرنے اور ان کو بہتر بنانے کے لیے متعدد تجربات کیے تھے۔ جیکوبی نے پایا کہ کاپر سلفیٹ کے محلول میں رکھے ہوئے الیکٹروڈز میں سے ایک، جب ایک برقی کرنٹ اس سے گزرتا ہے، تو اس پر تانبے کا لیپت ہوتا ہے۔

اس رجحان کو الیکٹروفارمنگ کہا جاتا ہے، اب یہ ایک بہت بڑا عملی اطلاق تلاش کرتا ہے۔ اس کی ایک مثال دیگر دھاتوں کی پتلی پرت کے ساتھ دھاتی اشیاء کی کوٹنگ ہے، مثال کے طور پر نکل چڑھانا، سونے کی چڑھانا، چاندی وغیرہ۔

گیسوں میں برقی کرنٹ

گیسیں (ہوا سمیت) عام حالات میں بجلی نہیں چلاتی ہیں۔ مثال کے طور پر ایک مقصد اوور ہیڈ لائنوں کے لیے تاریںایک دوسرے کے متوازی معطل ہونے کی وجہ سے، وہ ہوا کی ایک تہہ کے ذریعے ایک دوسرے سے الگ تھلگ ہیں۔

تاہم، زیادہ درجہ حرارت کے زیر اثر، ایک بڑا ممکنہ فرق اور دیگر وجوہات، گیسیں، جیسے مائع کنڈکٹرز، آئنائز کرتی ہیں، یعنی ان میں گیس کے مالیکیولز کے ذرات بڑی تعداد میں ظاہر ہوتے ہیں، جو کہ بجلی کے کیریئر کے طور پر گزرنے میں حصہ ڈالتے ہیں۔ گیس کے ذریعے برقی رو کا۔

لیکن ایک ہی وقت میں، گیس کا آئنائزیشن مائع موصل کے آئنائزیشن سے مختلف ہے۔اگر مالیکیول مائع میں دو چارج شدہ حصوں میں بٹ جاتا ہے، تو گیسوں میں آئنائزیشن کے عمل کے تحت الیکٹران ہمیشہ ہر مالیکیول سے الگ ہوجاتے ہیں اور آئن مالیکیول کے مثبت چارج شدہ حصے کی شکل میں رہتا ہے۔

کسی کو صرف گیس کی آئنائزیشن کو روکنا ہوتا ہے، کیونکہ یہ موصل ہونا بند کر دیتی ہے، جبکہ مائع ہمیشہ برقی رو کا موصل رہتا ہے۔ لہذا، گیس کی چالکتا بیرونی وجوہات کی کارروائی پر منحصر ہے، ایک عارضی رجحان ہے.

تاہم، وہاں کچھ اور ہے برقی مادہ کی قسمآرک ڈسچارج یا محض برقی قوس کہلاتا ہے۔ الیکٹرک آرک رجحان کو 19ویں صدی کے آغاز میں پہلے روسی الیکٹریکل انجینئر V. V. Petrov نے دریافت کیا تھا۔

V.V. متعدد تجربات کرتے ہوئے، پیٹروف نے دریافت کیا کہ ایک کرنٹ سورس سے جڑے دو کوئلوں کے درمیان، ہوا میں ایک مسلسل برقی مادہ نمودار ہوتا ہے، جس کے ساتھ ایک روشن روشنی ہوتی ہے۔ اپنی تحریروں میں، V.V. Petrov نے لکھا ہے کہ اس صورت میں "تاریک سکون کافی حد تک روشن ہو سکتا ہے۔" اس طرح پہلی بار برقی روشنی حاصل کی گئی جسے عملی طور پر ایک اور روسی الیکٹریکل انجینئر پاول نیکولائیوچ یابلوچکوف نے لگایا۔

"Svesht Yablochkov"، جس کا کام الیکٹرک آرک کے استعمال پر مبنی ہے، نے اس وقت الیکٹریکل انجینئرنگ میں ایک حقیقی انقلاب برپا کیا۔

آرک ڈسچارج آج روشنی کے منبع کے طور پر استعمال ہوتا ہے، مثال کے طور پر اسپاٹ لائٹس اور پروجیکشن ڈیوائسز میں۔ آرک ڈسچارج کا اعلی درجہ حرارت اسے استعمال کرنے کی اجازت دیتا ہے۔ آرک فرنس کے آلات… فی الحال، بہت زیادہ کرنٹ سے چلنے والی آرک فرنسیں کئی صنعتوں میں استعمال ہوتی ہیں: فولاد، کاسٹ آئرن، فیرو ایلائے، کانسی وغیرہ کو پگھلانے کے لیے۔ اور 1882 میں، NN Benardos نے سب سے پہلے آرک ڈسچارج کا استعمال دھات کو کاٹنے اور ویلڈنگ کے لیے کیا۔

گیس کے پائپوں، فلوروسینٹ لیمپوں، وولٹیج سٹیبلائزرز میں، الیکٹران اور آئن بیم حاصل کرنے کے لیے، نام نہاد گلو گیس ڈسچارج۔

اسپارک ڈسچارج ایک کروی چنگاری گیپ کا استعمال کرتے ہوئے بڑے ممکنہ فرق کی پیمائش کرنے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے، جس کے الیکٹروڈ دو دھاتی گیندیں ہیں جن کی سطح پالش ہے۔ گیندوں کو الگ کر دیا جاتا ہے اور ایک قابل پیمائش ممکنہ فرق ان پر لاگو ہوتا ہے۔ پھر گیندوں کو ایک دوسرے کے قریب لایا جاتا ہے جب تک کہ ان کے درمیان کوئی چنگاری نہ گزر جائے۔ گیندوں کے قطر، ان کے درمیان فاصلہ، ہوا کے دباؤ، درجہ حرارت اور نمی کو جانتے ہوئے، وہ خاص جدولوں کے مطابق گیندوں کے درمیان ممکنہ فرق تلاش کرتے ہیں۔ اس طریقہ سے، دسیوں ہزار وولٹ کے آرڈر کے ممکنہ فرق کو چند فیصد کی درستگی سے ناپنا ممکن ہے۔