Solenoids - ڈیوائس، آپریشن، ایپلی کیشن

یہ مضمون solenoids پر توجہ مرکوز کرے گا. پہلے ہم اس موضوع کے نظریاتی پہلو پر غور کریں گے، پھر پریکٹیکل، جہاں ہم ان کے کام کے مختلف طریقوں میں سولینائڈز کے اطلاق کے شعبوں کو نوٹ کریں گے۔

سولینائڈ ایک بیلناکار کنڈلی ہے جس کی لمبائی اس کے قطر سے بہت زیادہ ہے۔ لفظ solenoid بذات خود دو الفاظ - solen اور eidos کے امتزاج سے بنا ہے، جن میں سے پہلا کا ترجمہ ٹیوب کے طور پر ہوتا ہے، دوسرا - ایک جیسا۔ یعنی، ایک سولینائڈ ایک کنڈلی ہے جس کی شکل ایک ٹیوب کی طرح ہے۔

سولینائیڈز ایک وسیع معنوں میں ایک بیلناکار فریم پر تار کے ذریعے زخمی ہونے والے انڈکٹرز ہیں، جو سنگل لیئر یا ملٹی لیئر ہو سکتے ہیں... چونکہ سولینائیڈ کی کنڈلی کی لمبائی اس کے قطر سے بہت زیادہ ہو جاتی ہے، پھر جب براہ راست کرنٹ لگایا جاتا ہے۔ ایسی کنڈلی کے ذریعے، اس کے اندر، اندرونی گہا میں، تقریباً یکساں مقناطیسی میدان بنتا ہے۔

سولینائڈز کو اکثر آپریشن کے الیکٹرو مکینیکل اصول پر کچھ ایکچیوٹرز کا حوالہ دیا جاتا ہے، جیسے کار میں خودکار ٹرانسمیشن سولینائڈ والو یا اسٹارٹر ریٹریکشن ریلے۔ایک اصول کے طور پر، فیرو میگنیٹک کور ایک پیچھے ہٹے ہوئے حصے اور خود سولینائڈ کے طور پر کام کرتا ہے۔ باہر ایک مقناطیسی کور کے ساتھ نصب، نام نہاد فیرو میگنیٹک یوک۔

اگر سولینائڈ کے ڈیزائن میں کوئی مقناطیسی مواد نہیں ہے، تو جب تار سے براہ راست کرنٹ بہتا ہے، تو کوائل کے محور کے ساتھ ایک مقناطیسی میدان بنتا ہے، جس کی شمولیت عددی طور پر اس کے برابر ہوتی ہے:

جہاں، N سولینائڈ میں موڑ کی تعداد ہے، l سولینائڈ کوائل کی لمبائی ہے، I سولینائڈ میں کرنٹ ہے، μ0 ویکیوم کی مقناطیسی پارگمیتا ہے۔

سولینائڈ کے سروں پر، مقناطیسی انڈکشن اس کے اندر سے نصف ہے، کیونکہ سولینائڈ کے دونوں حصے اپنے سنگم پر موجود مقناطیسی میدان میں مساوی حصہ ڈالتے ہیں جو سولینائڈ کرنٹ سے پیدا ہوتا ہے۔ یہ نیم لامحدود سولینائڈ کے لیے کہا جا سکتا ہے یا کسی کوائل کے لیے جو فریم کے قطر کے لیے کافی لمبا ہو۔ کناروں پر مقناطیسی انڈکشن اس کے برابر ہوگا:

چونکہ سولینائیڈ بنیادی طور پر ایک انڈکٹیو کوائل ہے، جیسے کسی بھی کنڈلی کے ساتھ، سولینائڈ مقناطیسی میدان میں توانائی کو ذخیرہ کرنے کے قابل ہے عددی طور پر اس کام کے برابر جو ماخذ کنڈلی میں کرنٹ پیدا کرنے کے لیے کرتا ہے جو سولینائڈ کے مقناطیسی میدان کو پیدا کرتا ہے:

کنڈلی میں کرنٹ میں تبدیلی سیلف انڈکشن کے EMF کی ظاہری شکل کا باعث بنے گی، اور سولینائیڈ کوائل کے تار کے سروں پر وولٹیج کے برابر ہو جائے گا:

سولینائڈ کا انڈکٹنس اس کے برابر ہوگا:

جہاں V solenoid کا حجم ہے، z solenoid coil میں تار کی لمبائی ہے، n solenoid کی فی یونٹ لمبائی میں موڑ کی تعداد ہے، l solenoid کی لمبائی ہے، μ0 ویکیوم مقناطیسی پارگمیتا ہے۔

جب solenoid تار سے ایک متبادل کرنٹ بہتا ہے، solenoid کا مقناطیسی میدان بھی بدل جائے گا۔ سولینائڈ کی AC مزاحمت فطرت میں پیچیدہ ہوتی ہے اور اس میں فعال اور رد عمل دونوں اجزاء شامل ہوتے ہیں جن کا تعین کنڈلی کی انڈکٹنس اور فعال مزاحمت سے ہوتا ہے۔

سولینائڈز کا عملی استعمال

Solenoids بہت سے صنعتی اور سول ایپلی کیشنز میں استعمال کیا جاتا ہے. اکثر لکیری ڈرائیوز DC solenoid آپریشن کی صرف ایک مثال ہوتی ہیں۔ کیش رجسٹر، انجن والوز، اسٹارٹر پل ریلے، ہائیڈرولک والوز وغیرہ میں کینچی چیک کریں۔ متبادل کرنٹ میں، solenoids inductors کے طور پر کام کرتے ہیں۔ کروسیبل بھٹیاں.

Solenoid coils، ایک اصول کے طور پر، تانبے سے بنی ہوتی ہے، اکثر ایلومینیم کے تار سے۔ ہائی ٹیک صنعتوں میں، سپر کنڈکٹنگ کوائل استعمال کیے جاتے ہیں۔ کور لوہے، کاسٹ آئرن، فیرائٹ یا دیگر مرکبات ہو سکتے ہیں، اکثر چادروں کے بنڈل کی شکل میں، یا وہ بالکل موجود نہیں ہو سکتے ہیں۔

برقی مشین کے مقصد پر منحصر ہے، کور ایک یا دوسرے مواد سے بنا ہے. آلات جیسے برقی مقناطیس اٹھانا، بیج چھانٹنا، کوئلہ صاف کرنا وغیرہ۔ اگلا ہم solenoids کے استعمال کی کچھ مثالیں دیکھیں گے۔

لائن Solenoid والو

سولینائیڈ کوائل پر وولٹیج لگا کر، والو ڈسک کو پائلٹ پورٹ کے خلاف سپرنگ کے ذریعے مضبوطی سے دبایا جاتا ہے اور لائن بند کردی جاتی ہے۔ جب کرنٹ والو کوائل پر لگایا جاتا ہے، تو آرمچر اور اس سے منسلک والو ڈسک بڑھ جاتی ہے، کوائل کے ذریعے کھینچا جاتا ہے، اسپرنگ کی مخالفت کرتا ہے اور پائلٹ ہول کھولتا ہے۔

والو کے مختلف اطراف پر دباؤ میں فرق پائپ لائن میں سیال کو منتقل کرنے کا سبب بنتا ہے، اور جب تک والو کوائل پر وولٹیج کا اطلاق ہوتا ہے، پائپ لائن بلاک نہیں ہوتی ہے۔

جب سولینائڈ آف ہو جاتا ہے، تو اسپرنگ کچھ بھی پیچھے نہیں رکھتا اور والو نیچے کی طرف دوڑتا ہے، پائلٹ ہول کو روکتا ہے۔ پائپ لائن دوبارہ بند کر دی گئی ہے۔

کار برقی مقناطیسی سٹارٹر ریلے

ایک سٹارٹر موٹر بنیادی طور پر ایک طاقتور DC موٹر ہے جو کار کی بیٹری سے چلتی ہے۔ انجن کو شروع کرنے کے وقت، اسٹارٹر گیئر (بینڈکس) کو کرینک شافٹ فلائی وہیل کے ساتھ تھوڑی دیر کے لیے جلدی سے لگانا چاہیے، اور اسی وقت اسٹارٹر موٹر کو آن کر دینا چاہیے۔ یہاں solenoid سٹارٹر solenoid coil ہے۔

ریٹریکٹر ریلے کو اسٹارٹر ہاؤسنگ پر نصب کیا جاتا ہے اور جب ریلے کوائل پر پاور لگائی جاتی ہے، تو گیئر کو آگے بڑھانے والے میکانزم سے منسلک ایک لوہے کا کور کھینچا جاتا ہے۔ انجن شروع ہونے کے بعد، ریلے کوائل سے بجلی کی فراہمی منقطع ہو جاتی ہے اور موسم بہار کی بدولت گیئر واپس آ جاتا ہے۔

سولینائڈ لاک

برقی مقناطیسی تالے میں، بولٹ برقی مقناطیس کی قوت سے چلتا ہے۔ اس طرح کے تالے ایکسیس کنٹرول سسٹم اور سلائس گیٹ سسٹم میں استعمال ہوتے ہیں۔ اس طرح کے تالا سے لیس دروازہ صرف کنٹرول سگنل کی درستگی کے دوران ہی کھولا جا سکتا ہے۔ اس سگنل کو ہٹانے کے بعد، بند دروازہ بند رہے گا، چاہے اسے کھولا گیا ہو۔

سولینائیڈ تالے کے فوائد میں ان کا ڈیزائن شامل ہے — یہ انجن کے تالے کے مقابلے میں بہت آسان ہے، زیادہ پہننے کے لیے مزاحم ہے۔ جیسا کہ آپ دیکھ سکتے ہیں، یہاں سولینائڈ کو دوبارہ واپسی کے موسم کے ساتھ جوڑا گیا ہے۔

گرم کرکے سولینائڈ کے ساتھ انڈکٹر

سولینائڈ ملٹی ٹرن انڈکٹرز عام طور پر ہیٹنگ کے لیے استعمال ہوتے ہیں۔ انڈکٹر کوائل پانی سے ٹھنڈا ہونے والی تانبے کی ٹیوب یا تانبے کی بس بار سے بنی ہوتی ہے۔

درمیانی تعدد کی تنصیبات میں، سنگل لیئر وائنڈنگز استعمال کی جاتی ہیں، اور صنعتی فریکوئنسی وائنڈنگز میں، وائنڈنگ سنگل لیئر یا ملٹی لیئر ہو سکتی ہے۔ یہ انڈکٹر میں بجلی کے نقصانات کی ممکنہ کمی اور لوڈ پیرامیٹرز کی تعمیل کی شرائط اور وولٹیج کے پیرامیٹرز اور پاور سپلائی کے پاور فیکٹر کے ساتھ ہونے کی وجہ سے ہے۔ دلکش کنڈلی کی سختی کو یقینی بنانے کے لیے، اس کی پٹی کو اکثر حتمی ایسبیسٹوس سیمنٹ پلیٹوں کے درمیان استعمال کیا جاتا ہے۔

جدید تنصیبات میں انڈکشن سخت اور حرارتی Solenoids اعلی تعدد AC موڈ میں کام کرتے ہیں، لہذا انہیں عام طور پر فیرو میگنیٹک کور کی ضرورت نہیں ہوتی ہے۔

سولینائیڈ موٹر

سنگل کوائل سولینائیڈ موٹرز میں، آپریٹنگ کوائل کو آن اور آف کرنے کے نتیجے میں کرینک میکانزم کی مکینیکل حرکت ہوتی ہے، اور واپسی اسپرنگ کے ذریعے ہوتی ہے، جیسا کہ سولینائیڈ والو اور سولینائیڈ لاک میں ہوتا ہے۔

ملٹی وائنڈنگ سولینائیڈ موٹرز میں، والوز کی مدد سے کنڈلیوں کی باری باری ایکٹیویشن کی جاتی ہے۔ ہر کوائل کو، پاور سورس سے کرنٹ سائنوسائیڈل وولٹیج کے نصف چکروں میں سے ایک میں فراہم کیا جاتا ہے۔ کور کو یکے بعد دیگرے ایک یا دوسری کنڈلی سے اپنی طرف متوجہ کیا جاتا ہے، ایک دوسرے کے ساتھ حرکت کرتا ہے، کرینک شافٹ یا پہیے کو گھومنے کے لیے چلاتا ہے۔

تجرباتی سہولیات میں سولینائڈز

تجرباتی تنصیبات جیسا کہ CERN میں Large Hadron Collider پر کام کرنے والا ATLAS ڈیٹیکٹر طاقتور برقی مقناطیس کا استعمال کرتا ہے جس میں سولینائیڈز بھی شامل ہیں۔ پارٹیکل فزکس کے تجربات مادے کے تعمیراتی بلاکس کو دریافت کرنے اور فطرت کی ان بنیادی قوتوں کی چھان بین کے لیے کیے جاتے ہیں جو ہماری کائنات کو برقرار رکھتی ہیں۔

ٹیسلا کنڈلی

آخر میں، نکولا ٹیسلا کی میراث کے ماہر ہمیشہ کوائل بنانے کے لیے سولینائڈز کا استعمال کرتے ہیں۔ ٹیسلا ٹرانسفارمر کی ثانوی وائنڈنگ سولینائیڈ سے زیادہ کچھ نہیں ہے۔ اور کنڈلی میں تار کی لمبائی بہت اہم ثابت ہوتی ہے، کیونکہ یہاں کوائل بنانے والے سولینائڈز کو برقی مقناطیس کے طور پر نہیں بلکہ ویو گائیڈز، گونجنے والے کے طور پر استعمال کرتے ہیں، جس میں کسی بھی دوغلے سرکٹ کی طرح، نہ صرف تار کی انڈکٹنس، بلکہ اس معاملے میں بننے والی گنجائش بھی قریب سے فاصلہ سے موڑ پر دوست تک۔ ویسے، ثانوی وائنڈنگ کے اوپری حصے میں موجود ٹورائڈ کو اس تقسیم شدہ گنجائش کی تلافی کے لیے ڈیزائن کیا گیا ہے۔

ہم امید کرتے ہیں کہ ہمارا مضمون آپ کے لیے کارآمد تھا اور اب آپ جانتے ہیں کہ سولینائڈ کیا ہے اور جدید دنیا میں اس کے استعمال کے کتنے شعبے ہیں، کیونکہ ہم نے ان سب کی فہرست نہیں دی۔