ڈھانچے اور آلات کے زندہ حصوں میں برقی قوتیں
وولٹیج کے تحت برقی آلات اور تقسیم کرنے والے آلات کے پرزے، جب کرنٹ ان میں سے گزرتا ہے، تو الیکٹرو ڈائنامک قوتوں کے سامنے آتے ہیں... جیسا کہ آپ جانتے ہیں، ایسی قوتیں کسی بھی کرنٹ لے جانے والے کنڈکٹر پر کام کرتی ہیں۔ مقناطیسی میدان.
سوئچ گیئر عناصر اور سادہ کنفیگریشن کے آلات کے لیے ان قوتوں کی وسعت کا تعین Biot-Savard کے قانون کی بنیاد پر کیا جا سکتا ہے:
جہاں (H, l) کرنٹ کی سمت اور مقناطیسی میدان کی سمت سے بننے والا زاویہ ہے۔ متوازی تاروں کے ساتھ 90 ° ہے۔
اگر دو متوازی کنڈکٹر ایک کرنٹ میں حرکت کرتے ہیں اور کرنٹ i1 والا ایک کنڈکٹر مقناطیسی میدان میں ہے جس میں کرنٹ i2 کی شدت H = 0.2 • i2/a ہے، تو ان کے درمیان کام کرنے والی قوت کی شدت برابر ہو گی۔
جہاں i1 اور i2 پہلی اور دوسری تاروں کے کرنٹ ہیں، اور؛ a تاروں کے محور کے درمیان فاصلہ ہے، سینٹی میٹر؛ l - تار کی لمبائی، دیکھیں
تاروں کے درمیان کام کرنے والی قوت ان میں کرنٹ کی ایک ہی سمت کے ساتھ انہیں ایک دوسرے کی طرف کھینچتی ہے اور انہیں مختلف سمتوں میں پیچھے ہٹاتی ہے۔
ان برقی حرکی قوتوں کی سب سے بڑی قدر کا تعین زیادہ سے زیادہ ممکنہ شارٹ سرکٹ کرنٹ، یعنی شارٹ سرکٹ کرنٹ iy سے ہوتا ہے۔ لہذا، شارٹ سرکٹ کا ابتدائی لمحہ (t = 0.01 سیکنڈ) متحرک قوتوں کی شدت کے لحاظ سے سب سے خطرناک ہے۔
جب شارٹ سرکٹ کرنٹ سرکٹ بریکر سے گزرتا ہے یا جب یہ کسی موجودہ نیٹ ورک سے منسلک ہوتا ہے۔ شارٹ سرکٹ اس کے انفرادی حصے - جھاڑیوں، کنڈکٹنگ راڈز، سلیپرز، راڈز، وغیرہ کے ساتھ ساتھ متعلقہ ٹائر اور بس بارز - کو اچانک میکینیکل بوجھ کا نشانہ بنایا جاتا ہے، جس کا اثر اثر ہوتا ہے۔
6-20 kV کے وولٹیج پر جدید ہائی پاور برقی نظاموں میں، شارٹ سرکٹ کرنٹ 200-300 ka اور اس سے زیادہ کی قدروں تک پہنچ سکتے ہیں، جبکہ الیکٹرو ڈائنامک قوتیں کئی ٹن فی بس (یا بسیں) 1-1.5 میٹر لمبی ہوتی ہیں۔ ...
ایسے حالات میں، برقی آلات کے ایک یا دوسرے عنصر کی ناکافی میکانکی طاقت حادثے کی مزید ترقی کا سبب بن سکتی ہے اور سوئچ گیئر کو شدید نقصان پہنچا سکتی ہے۔ لہذا، کسی بھی برقی تنصیب کے قابل اعتماد آپریشن کے لیے، اس کے تمام عناصر میں الیکٹرو ڈائنامک استحکام (کافی میکانکی طاقت) ہونا ضروری ہے، یعنی شارٹ سرکٹ کے اثرات کو برداشت کرنا۔
مندرجہ بالا فارمولے کے مطابق برقی حرکی قوتوں کا تعین کرتے وقت، یہ فرض کیا جاتا ہے کہ کرنٹ گول تاروں کے محور کے ساتھ بہتا ہے، جس کا قطر قوتوں کی وسعت کو متاثر نہیں کرتا ہے۔ واضح رہے کہ ان کے درمیان بڑے فاصلے پر تاروں کے کراس سیکشن کی جسامت اور شکل کا الیکٹرو ڈائنامک قوتوں کی وسعت پر کوئی نمایاں اثر نہیں ہوتا ہے۔
اگر تاریں مستطیل سٹرپس کی شکل میں ہیں اور ایک دوسرے سے تھوڑے فاصلے پر واقع ہیں، جب روشنی میں فاصلہ پٹی کے دائرہ سے کم ہے، تو ان کے کراس سیکشن کے طول و عرض پر نمایاں اثر ڈال سکتے ہیں۔ الیکٹروڈینامک قوتیں کنڈکٹر کے کراس سیکشنل جہتوں کے اس اثر کو فارم فیکٹر کا استعمال کرتے ہوئے حساب میں لیا جاتا ہے۔
اگر زندہ تاریں ایک ہی سرکٹ سے تعلق رکھتے ہیں اور i1 = i2 = iy پھر سب سے بڑی تعامل قوت کے برابر ہوگی۔
تاروں کی مختلف دیگر سادہ اور پیچیدہ شکلوں کے ساتھ، برقی مقناطیسی توانائی کے اضافے اور اس کے نتیجے میں انحصار کے اصول کو استعمال کرنا زیادہ آسان ہے۔
اس طرح کے سادہ انحصار دو تعامل کرنے والے سرکٹس L1 اور L2 پر غور کر کے حاصل کیے جا سکتے ہیں جو کرنٹ i1 اور i2 کے ذریعے لے جاتے ہیں۔ ان سرکٹس کے لیے برقی مقناطیسی توانائی کی فراہمی حسب ذیل ہو گی۔
اگر، کرنٹ i1 اور i2 کے تعامل کے نتیجے میں، نظام کا لوپ کسی بھی سمت میں الیکٹرو ڈائنامک قوتوں کے عمل کے تحت dx کی مقدار سے درست ہو جاتا ہے، تو فیلڈ کی طاقت Fx کے ذریعے کیا جانے والا کام اضافہ کے برابر ہو گا۔ مقدار dW کے ذریعہ نظام کو برقی مقناطیسی توانائی کی فراہمی میں:
کہاں:
ایسی صورتوں میں جہاں عملی طور پر ایک ہی سرکٹ کے حصوں یا اطراف کے درمیان انڈکٹنس L1-L کے درمیان الیکٹرو ڈائنامک فورس کا تعین کرنا ضروری ہو، تعامل کی قوت یہ ہوگی:
اس اظہار کا استعمال کرتے ہوئے، ہم کئی سادہ لیکن عملی طور پر اہم معاملات کے لیے الیکٹروڈینامک قوتوں کا تعین کرتے ہیں:
1. جمپر کے ساتھ متوازی تاریں۔
آئل سرکٹ بریکرز اور ڈس کنیکٹرز میں، اس کنفیگریشن کے ساتھ ایک سرکٹ بنتا ہے۔
لوپ کا انڈکٹنس ہوگا۔
لہذا تقسیم پر کام کرنے والی قوت ہے۔
جہاں a تاروں کے محور کے درمیان فاصلہ ہے؛ r تار کا رداس ہے۔
یہ اظہار سوئچ بیم یا سوئچ بلیڈ پر کام کرنے والی الیکٹروڈینامک قوتوں کو دیتا ہے۔ کرنٹ بند ہونے پر وہ آئل سرکٹ بریکر اسٹروک کی نقل و حرکت کو آسان بناتے ہیں اور جب یہ آن ہوتا ہے تو اسے پیچھے ہٹاتے ہیں۔
نتیجے میں آنے والی قوتوں کی شدت کا اندازہ لگانے کے لیے، یہ کہنا کافی ہے کہ، مثال کے طور پر، VMB-10 پاور سرکٹ بریکر میں 50 kA کے شارٹ سرکٹ کرنٹ کے ساتھ، قوت ٹراورس پر کام کرتی ہے۔ تقریبا 200 کلو گرام ہے.
2. دائیں زاویوں پر جھکا ہوا کنڈکٹر۔
کنڈکٹرز کا ایسا انتظام عام طور پر سوئچ گیئر میں اپریٹس تک جانے اور اس کے بعد آنے والے بس باروں کو ترتیب دینے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے، یہ بشنگ ڈس کنیکٹرز میں بھی پایا جاتا ہے۔
اس طرح کے سرکٹ بنانے والے کنڈکٹر کی انڈکٹنس یہ ہوگی:
لہذا، سائٹ کی کوشش کا تعین پچھلے کیس کی طرح کیا جائے گا:
جہاں a ایک حرکت پذیر عنصر کی لمبائی ہے، مثال کے طور پر ایک منقطع بلیڈ۔
کرنٹ کے عمل کے تحت، زاویہ پر جھکا ہوا تار سیدھا ہو جاتا ہے، اور اگر اس کا ایک رخ حرکت پذیر ہو، مثال کے طور پر، منقطع کرنے والے کا بلیڈ، تو پھر شارٹ سرکٹ کے دوران ممکنہ اچانک ٹرپنگ کے خلاف اقدامات کیے جائیں۔