اے سی کی تاروں میں نقصان

جب ایک موصل کے ذریعے ایک متبادل کرنٹ بہتا ہے، تو اس کے ارد گرد اور اندر ایک متبادل مقناطیسی بہاؤ بنتا ہے، جو ای کو آمادہ کرتا ہے۔ d s، جو تار کی آمادہ مزاحمت کا تعین کرتا ہے۔

اگر ہم کرنٹ لے جانے والے حصے کے حصے کو کئی ابتدائی کنڈکٹرز میں تقسیم کرتے ہیں، تو ان میں سے جو حصے کے بیچ میں واقع ہیں اور اس کے قریب ہیں ان میں سب سے زیادہ انڈکٹیو مزاحمت ہوگی، کیونکہ وہ پورے مقناطیسی بہاؤ سے ڈھکے ہوئے ہیں۔ بیرونی اور اندرونی. سطح پر واقع ابتدائی کنڈکٹر صرف بیرونی مقناطیسی بہاؤ سے ڈھکے ہوتے ہیں اور اس وجہ سے ان میں سب سے کم جذب مزاحمت ہوتی ہے۔

لہذا، کنڈکٹر کی عنصری آمادہ مزاحمت سطح سے موصل کے مرکز کی طرف بڑھ جاتی ہے۔

متبادل مقناطیسی بہاؤ، سطحی اثر یا جلد کے اثر کی وجہ سے، بیرونی ہاتھی میں موصل کے محور سے اس کی سطح تک بہاؤ اور کرنٹ کی نقل مکانی ہوتی ہے۔ انفرادی تہوں کے دھارے شدت اور مرحلے میں مختلف ہوتے ہیں۔

سطح سے Z0 کے فاصلے پر، برقی اور مقناطیسی شعبوں کا طول و عرض اور موجودہ کثافت e = 2.718 گنا کم ہو جاتی ہے اور سطح پر اپنی ابتدائی قدر کے 36% تک پہنچ جاتی ہے۔ اس فاصلے کو موجودہ فیلڈ کی پینیٹریشن ڈیپتھ کہا جاتا ہے اور اس کے برابر ہے۔

جہاں ω متبادل کرنٹ کی کونیی فریکوئنسی ہے؛ γ — مخصوص چالکتا، 1 / ​​اوہم • سینٹی میٹر، تانبے کے لیے γ = 57 • 104 1 / اوہم • سینٹی میٹر؛ µ = µ0 • µr µ0 = 4 • π • 10-9 gn/cm — مقناطیسی مستقل؛ µr رشتہ دار مقناطیسی پارگمیتا ہے، جو تانبے اور ایلومینیم کے لیے 1 کے برابر ہے۔

عملی طور پر، یہ سمجھا جاتا ہے کہ کرنٹ کا بنیادی حصہ کنڈکٹر کی سطح کی تہہ میں داخل ہوتا ہے جس کی موٹائی Z0 کے دخول کی گہرائی کے برابر ہوتی ہے، اور بقیہ حصہ، اندرونی، کراس سیکشن کا حصہ عملی طور پر کرنٹ نہیں لے جاتا اور توانائی کی منتقلی کے لیے استعمال نہیں کیا جاتا۔

انجیر میں۔ 1 ایک سرکلر کنڈکٹر میں موجودہ کثافت کی تقسیم کو کنڈکٹر کے رداس سے دخول کی گہرائی کے مختلف تناسب پر دکھاتا ہے۔

میدان 4-6 Z0 کے برابر سطح سے فاصلے پر مکمل طور پر غائب ہو جاتا ہے۔

50 ہرٹز کی فریکوئنسی پر کچھ کنڈکٹرز کے لیے ملی میٹر میں پینے کی گہرائی Z0 کی قدریں درج ذیل ہیں:

کاپر — 9.44، ایلومینیم — 12.3، سٹیل (µr = 200) — 1.8

کنڈکٹر کے کراس سیکشن کے ساتھ کرنٹ کی غیر مساوی تقسیم اس کے اصل کرنٹ لے جانے والے حصے کے کراس سیکشن میں نمایاں کمی کا باعث بنتی ہے اور اس وجہ سے اس کی فعال مزاحمت میں اضافہ ہوتا ہے۔

جیسے جیسے موصل Ra کی فعال مزاحمت بڑھتی ہے، اس میں گرمی کے نقصانات I2Ra میں اضافہ ہوتا ہے، اور اس لیے کرنٹ کی اسی قدر پر، کنڈکٹر میں ہونے والے نقصانات اور متبادل کرنٹ کے ساتھ اس کی حرارت کا درجہ حرارت ہمیشہ براہ راست کے مقابلے میں زیادہ ہوگا۔ موجودہ

سطحی اثر کا ایک پیمانہ سطحی اثر کوفیشینٹ kp ہے، جو کنڈکٹر Ra کی فعال مزاحمت کے تناسب کو اس کے اوہمک مزاحمت R0 (براہ راست کرنٹ پر) کی نمائندگی کرتا ہے۔

موصل کی فعال مزاحمت ہے

سطح کے اثر کا رجحان زیادہ مضبوط ہوتا ہے تار اور اس کا کراس سیکشن جتنا بڑا ہوتا ہے۔ مقناطیسی پارگمیتا اور اعلی متبادل موجودہ تعدد.

بڑے پیمانے پر غیر مقناطیسی موصلوں میں، سپلائی فریکوئنسی پر بھی، سطح کا اثر بہت واضح ہوتا ہے۔ مثال کے طور پر، 50 ہرٹز الٹرنیٹنگ کرنٹ پر 24 سینٹی میٹر قطر کے گول تانبے کے تار کی مزاحمت براہ راست کرنٹ پر اس کی مزاحمت سے تقریباً 8 گنا زیادہ ہے۔

جلد کے اثر کا گتانک جتنا چھوٹا ہوگا، موصل کی اومک مزاحمت اتنی ہی زیادہ ہوگی۔ مثال کے طور پر، تانبے کی تاروں کے لیے kn اسی قطر (سیکشن) کے ایلومینیم سے زیادہ ہوگا، کیونکہ ایلومینیم کی مزاحمت تانبے سے 70% زیادہ ہے۔ چونکہ حرارت کے ساتھ موصل کی مزاحمت بڑھ جاتی ہے، اس لیے دخول کی گہرائی بڑھتے ہوئے درجہ حرارت کے ساتھ بڑھے گی اور kn کم ہو جائے گی۔

مقناطیسی مواد (اسٹیل، کاسٹ آئرن، وغیرہ) سے بنی تاروں میں، ان کی زیادہ مزاحمت کے باوجود، ان کی اعلی مقناطیسی پارگمیتا کی وجہ سے سطح کا اثر انتہائی طاقت کے ساتھ ظاہر ہوتا ہے۔

اس طرح کی تاروں کے لیے سطحی اثر کا گتانک، چھوٹے کراس سیکشن کے ساتھ بھی، 8-9 ہے۔ مزید یہ کہ اس کی قیمت کرنٹ کے بہاؤ کی قدر پر منحصر ہے۔ مزاحمت کی تبدیلی کی نوعیت مقناطیسی پارگمیتا وکر کے مساوی ہے۔

کراس سیکشن کے ساتھ موجودہ دوبارہ تقسیم کا ایک ایسا ہی رجحان قربت کے اثر کی وجہ سے ہوتا ہے، جو ملحقہ تاروں کے مضبوط مقناطیسی میدان کی وجہ سے ہوتا ہے۔ قربت کے اثر کے اثر کو قربت کے گتانک kb کا استعمال کرتے ہوئے مدنظر رکھا جا سکتا ہے، دونوں مظاہر — اضافی نقصانات کا گتانک:

مراحل کے درمیان کافی زیادہ فاصلے کے ساتھ ہائی وولٹیج کی تنصیبات کے لیے، اضافی نقصانات کا گتانک بنیادی طور پر سطح کے اثر سے طے ہوتا ہے، کیونکہ اس صورت میں قربت کا اثر بہت کمزور ہوتا ہے۔ لہذا، مندرجہ ذیل میں ہم کرنٹ لے جانے والے موصل پر صرف سطحی اثر کے اثر و رسوخ پر غور کرتے ہیں۔

چاول۔ 1 سے پتہ چلتا ہے کہ بڑے کراس سیکشنز کے لیے صرف نلی نما یا کھوکھلی کنڈکٹر استعمال کیے جائیں، کیونکہ ٹھوس کنڈکٹر میں اس کا درمیانی حصہ مکمل طور پر برقی مقاصد کے لیے استعمال نہیں ہوتا ہے۔

چاول۔ 1. مختلف تناسب α/Z0 پر ایک گول موصل میں موجودہ کثافت کی تقسیم

یہ نتائج ہائی وولٹیج سوئچ کے کرنٹ لے جانے والے پرزوں، ڈس کنیکٹرز، بس بارز اور ہائی وولٹیج سوئچ گیئر کے بس بار کے ڈیزائن میں استعمال ہوتے ہیں۔

فعال مزاحمت Ra کا تعین کرنٹ لے جانے والے حصوں اور مختلف پروفائلز کے ساتھ بس بار کے عملی حساب سے متعلق اہم مسائل میں سے ایک ہے۔

کنڈکٹر کی فعال مزاحمت کا تعین تجرباتی طور پر اس میں بجلی کے مجموعی نقصانات کی بنیاد پر کیا جاتا ہے، کرنٹ کے مربع کے کل نقصانات کے تناسب کے طور پر:

کسی موصل کی فعال مزاحمت کا تجزیاتی طور پر تعین کرنا مشکل ہے، لہٰذا، عملی حساب کتاب کے لیے، تجزیاتی طور پر بنائے گئے اور تجرباتی طور پر تصدیق شدہ منحنی خطوط استعمال کیے جاتے ہیں۔عام طور پر، وہ آپ کو کنڈکٹر کی خصوصیات سے شمار کیے گئے کچھ ڈیزائن پیرامیٹر کے فنکشن کے طور پر جلد کے اثر کے عنصر کو تلاش کرنے کی اجازت دیتے ہیں۔

انجیر میں۔ 2 غیر مقناطیسی موصل کے سطحی اثر کا تعین کرنے کے لیے منحنی خطوط دکھاتا ہے۔ ان منحنی خطوط سے سطحی اثر کے گتانک کو kn = f (k1) کے طور پر بیان کیا گیا ہے، جو کہ حسابی پیرامیٹر k1 کا ایک فنکشن ہے، جو

جہاں α تار کا رداس ہے، دیکھیں

چاول۔ 2. باری باری کرنٹ پر کنڈکٹر کی فعال اور دلکش مزاحمت

50 Hz کی صنعتی فریکوئنسی پر، تانبے کے کنڈکٹرز d <22 mm اور ایلومینیم کنڈکٹرز d <30 mm کے لیے سطحی اثر کو نظر انداز کرنا ممکن ہے، کیونکہ ان کے لیے kp <1.04

برقی توانائی کا نقصان بیرونی متبادل مقناطیسی میدان میں گرنے والے غیر کرنٹ لے جانے والے حصوں میں کیا جا سکتا ہے۔

عام طور پر، برقی مشینوں، آلات اور سوئچ گیئر میں، AC کنڈکٹرز کو مقناطیسی مواد (اسٹیل، کاسٹ آئرن، وغیرہ) سے بنے ڈھانچے کے کچھ حصوں کے قریب ہونا چاہیے۔ اس طرح کے پرزوں میں برقی آلات کے دھاتی فلینجز اور بس باروں کے معاون ڈھانچے، ڈسٹری بیوشن ڈیوائسز، بسوں کے قریب واقع کنکریٹ کے پرزوں کی مضبوطی اور دیگر شامل ہیں۔

متبادل مقناطیسی بہاؤ کے زیر اثر، ان حصوں میں بہتے ہوئے دھارے پیدا ہوتے ہیں جن میں کرنٹ نہیں ہوتا۔ ایڈی کرنٹ اور ان کا میگنیٹائزیشن ریورسل ہوتا ہے۔ اس طرح، ارد گرد کے سٹیل کے ڈھانچے میں یڈی کرنٹ اور اس سے توانائی کا نقصان ہوتا ہے۔ ہسٹریسسمکمل طور پر گرمی میں تبدیل.

مقناطیسی مواد میں متبادل مقناطیسی بہاؤ ایک چھوٹی گہرائی Z0 تک داخل ہوتا ہے، جس کی پیمائش، جیسا کہ جانا جاتا ہے، چند ملی میٹر سے کیا جاتا ہے۔اس سلسلے میں، پتلی بیرونی تہہ Z0 میں ایڈی کے نقصانات بھی مرتکز ہوں گے۔ اسی تہہ میں ہسٹریسس نقصانات بھی ہوں گے۔

ان اور دیگر نقصانات کا حساب الگ الگ یا ایک ساتھ مختلف، زیادہ تر نیم تجرباتی فارمولوں کا استعمال کرتے ہوئے کیا جا سکتا ہے۔