ایمپیئر کا قانون

اس مضمون میں، ہم ایمپیئر کے قانون کے بارے میں بات کریں گے، جو الیکٹروڈائینامکس کے بنیادی قوانین میں سے ایک ہے۔ ایمپیئر کی طاقت آج بہت سی برقی مشینوں اور تنصیبات میں کام کر رہی ہے، اور 20ویں صدی میں ایمپیئر کی قوت کی بدولت پیداوار کے بہت سے شعبوں میں بجلی سے متعلق پیشرفت ممکن ہوئی۔ ایمپیئر کا قانون آج تک ثابت قدم ہے اور جدید انجینئرنگ کی وفاداری سے خدمت جاری رکھے ہوئے ہے۔ تو آئیے یاد رکھیں کہ ہم اس پیشرفت کا مقروض ہیں اور یہ سب کیسے شروع ہوا۔

1820 میں عظیم فرانسیسی ماہر طبیعیات آندرے میری ایمپیئر نے اپنی دریافت کا اعلان کیا۔ انہوں نے اکیڈمی آف سائنسز میں دو کرنٹ لے جانے والے کنڈکٹرز کے تعامل کے رجحان کے بارے میں بات کی: مخالف دھاروں والے کنڈکٹر ایک دوسرے کو پیچھے ہٹاتے ہیں، اور براہ راست کرنٹ کے ساتھ وہ ایک دوسرے کو اپنی طرف متوجہ کرتے ہیں۔ ایمپیئر نے یہ بھی تجویز کیا کہ مقناطیسیت مکمل طور پر برقی ہے۔

کچھ عرصے تک، سائنسدان نے اپنے تجربات کیے اور بالآخر اپنے مفروضے کی تصدیق کر دی۔ آخر کار، 1826 میں، اس نے The Theory of Electrodynamic Phenomena Derived Exclusively from Experience شائع کیا۔اس وقت سے، مقناطیسی سیال کے خیال کو غیر ضروری قرار دے کر مسترد کر دیا گیا، کیونکہ مقناطیسیت، جیسا کہ یہ نکلا، برقی کرنٹ کی وجہ سے ہوا تھا۔

ایمپیئر نے یہ نتیجہ اخذ کیا کہ مستقل مقناطیس کے اندر برقی کرنٹ بھی ہوتے ہیں، سرکلر مالیکیولر اور ایٹم کرنٹ ایک مستقل مقناطیس کے کھمبے سے گزرنے والے محور پر کھڑے ہوتے ہیں۔ کنڈلی ایک مستقل مقناطیس کی طرح برتاؤ کرتی ہے جس کے ذریعے کرنٹ ایک سرپل میں بہتا ہے۔ ایمپیئر کو اعتماد کے ساتھ یہ دعویٰ کرنے کا پورا حق حاصل ہوا: "تمام مقناطیسی مظاہر برقی اعمال میں کم ہو گئے ہیں۔"

اپنے تحقیقی کام کے دوران، ایمپیئر نے ان دھاروں کی شدت کے ساتھ موجودہ عناصر کے تعامل کی قوت کے درمیان تعلق کو بھی دریافت کیا، اس نے اس قوت کا اظہار بھی تلاش کیا۔ Ampère نے نشاندہی کی کہ کرنٹوں کے تعامل کی قوتیں ثقلی قوتوں کی طرح مرکزی نہیں ہیں۔ ایمپیئر نے جو فارمولہ اخذ کیا وہ آج برقی حرکیات کی ہر درسی کتاب میں شامل ہے۔

ایمپیئر نے پایا کہ مخالف سمت سے آنے والے دھارے پیچھے ہٹتے ہیں اور ایک ہی سمت سے آنے والے دھارے اپنی طرف متوجہ ہوتے ہیں، اگر کرنٹ کھڑے ہیں تو ان کے درمیان کوئی مقناطیسی تعامل نہیں ہے۔ یہ مقناطیسی تعاملات کے حقیقی بنیادی اسباب کے طور پر برقی رو کے تعاملات کی سائنس دان کی تحقیقات کا نتیجہ ہے۔ ایمپیئر نے برقی رو کے مکینیکل تعامل کا قانون دریافت کیا اور اس طرح مقناطیسی تعامل کا مسئلہ حل کر دیا۔

ان قوانین کو واضح کرنے کے لیے جن کے ذریعے کرنٹ کے مکینیکل تعامل کی قوتیں دوسری مقداروں سے متعلق ہیں، آج ایمپیئر کے تجربے کی طرح ایک تجربہ کرنا ممکن ہے۔ایسا کرنے کے لیے، کرنٹ I1 کے ساتھ نسبتاً لمبی تار کو سٹیشنری فکس کیا جاتا ہے، اور کرنٹ I2 کے ساتھ ایک مختصر تار کو حرکت پذیر بنایا جاتا ہے، مثال کے طور پر، کرنٹ کے ساتھ حرکت پذیر فریم کے نیچے کی طرف دوسری تار ہوگی۔ جب لائیو کنڈکٹرز متوازی ہوتے ہیں تو فریم پر کام کرنے والی قوت F کی پیمائش کرنے کے لیے فریم کو ڈائنومیٹر سے جوڑا جاتا ہے۔

ابتدائی طور پر، نظام متوازن ہے اور تجرباتی سیٹ اپ کے تاروں کے درمیان فاصلہ R ان تاروں کی لمبائی l کے مقابلے میں نمایاں طور پر چھوٹا ہے۔ تجربے کا مقصد تاروں کی گھناؤنی قوت کی پیمائش کرنا ہے۔

کرنٹ، اسٹیشنری اور حرکت پذیر دونوں تاروں میں، ریوسٹٹس کا استعمال کرتے ہوئے ریگولیٹ کیا جا سکتا ہے۔ تاروں کے درمیان فاصلہ R کو تبدیل کرکے، ان میں سے ہر ایک میں کرنٹ کو تبدیل کرکے، کوئی آسانی سے انحصار تلاش کرسکتا ہے، دیکھیں کہ تاروں کے مکینیکل تعامل کی طاقت کرنٹ اور فاصلے پر کیسے منحصر ہے۔

اگر حرکت پذیر فریم میں موجودہ I2 غیر تبدیل شدہ ہے اور اسٹیشنری تار میں موجودہ I1 ایک خاص تعداد سے بڑھتا ہے، تو تاروں کے تعامل کی قوت F اسی مقدار سے بڑھ جائے گی۔ اسی طرح، صورت حال پیدا ہوتی ہے اگر فکسڈ تار میں موجودہ I1 میں کوئی تبدیلی نہیں ہوتی ہے اور فریم میں موجودہ I2 تبدیل ہوتا ہے، تو تعامل کی قوت F اسی طرح تبدیل ہوتی ہے جس طرح جب کرنٹ I1 اسٹیشنری تار میں مسلسل I2 کے ساتھ تبدیل ہوتا ہے۔ فریم اس طرح ہم واضح نتیجے پر پہنچتے ہیں — تاروں F کے تعامل کی قوت موجودہ I1 اور موجودہ I2 کے براہ راست متناسب ہے۔

اگر اب ہم تعامل کرنے والی تاروں کے درمیان فاصلہ R کو تبدیل کرتے ہیں، تو پتہ چلتا ہے کہ جیسے جیسے یہ فاصلہ بڑھتا ہے، قوت F کم ہوتی جاتی ہے اور اسی عنصر سے فاصلہ R کے برابر ہوتا ہے۔اس طرح، کرنٹ I1 اور I2 کے ساتھ تاروں کے مکینیکل تعامل F کی قوت ان کے درمیان فاصلے R کے الٹا متناسب ہے۔

حرکت پذیر تار کے سائز l کو مختلف کر کے، یہ یقینی بنانا آسان ہے کہ قوت بھی متعامل سائیڈ کی لمبائی کے براہ راست متناسب ہے۔

نتیجے کے طور پر، آپ تناسب عنصر درج کر سکتے ہیں اور لکھ سکتے ہیں:

یہ فارمولہ آپ کو قوت F تلاش کرنے کی اجازت دیتا ہے جس کے ساتھ کرنٹ I1 کے ساتھ لامحدود لمبے کنڈکٹر کے ذریعے پیدا ہونے والا مقناطیسی میدان موجودہ I2 والے موصل کے متوازی حصے پر کام کرتا ہے، جب کہ سیکشن کی لمبائی l اور R فاصلہ ہے۔ بات چیت کرنے والے کنڈکٹرز کے درمیان۔ یہ فارمولہ مقناطیسیت کے مطالعہ میں انتہائی اہم ہے۔

پہلو کا تناسب مقناطیسی مستقل کے لحاظ سے ظاہر کیا جا سکتا ہے:

پھر فارمولا فارم لے گا:

فورس ایف کو اب ایمپیئر کی قوت کہا جاتا ہے، اور قانون جو اس قوت کی وسعت کا تعین کرتا ہے وہ ایمپیئر کا قانون ہے۔ ایمپیئر کے قانون کو ایک قانون بھی کہا جاتا ہے جو اس قوت کا تعین کرتا ہے جس کے ساتھ مقناطیسی میدان کرنٹ لے جانے والے موصل کے چھوٹے حصے پر کام کرتا ہے:

«قوت dF جس کے ساتھ مقناطیسی فیلڈ مقناطیسی فیلڈ میں کرنٹ کے ساتھ کنڈکٹر کے عنصر dl پر کام کرتا ہے وہ کنڈکٹر میں موجودہ dI کی طاقت اور لمبائی dl کے ساتھ عنصر کے ویکٹر کی پیداوار کے براہ راست متناسب ہے۔ کنڈکٹر اور مقناطیسی انڈکشن B «:

ایمپیئر کی قوت کی سمت کا تعین ویکٹر پروڈکٹ کا حساب لگانے کے اصول سے کیا جاتا ہے، جو بائیں ہاتھ کے اصول کو استعمال کرتے ہوئے یاد رکھنے کے لیے آسان ہے، جس سے مراد الیکٹریکل انجینئرنگ کے بنیادی قوانین، اور ایمپیئر فورس ماڈیولس کا حساب اس فارمولے سے لگایا جا سکتا ہے:

یہاں، الفا مقناطیسی انڈکشن ویکٹر اور موجودہ سمت کے درمیان زاویہ ہے۔

ظاہر ہے، ایمپیئر فورس زیادہ سے زیادہ ہوتی ہے جب کرنٹ لے جانے والے موصل کا عنصر مقناطیسی انڈکشن B کی لکیروں پر کھڑا ہوتا ہے۔

ایمپیئر کی طاقت کی بدولت، آج بہت سی برقی مشینیں کام کرتی ہیں، جہاں کرنٹ لے جانے والی تاریں ایک دوسرے کے ساتھ اور برقی مقناطیسی میدان کے ساتھ تعامل کرتی ہیں۔ جنریٹرز اور موٹرز کی اکثریت کسی نہ کسی طریقے سے اپنے کام میں ایمپیئر پاور کا استعمال کرتی ہے۔ ایمپیئر کی قوت کی وجہ سے برقی موٹروں کے روٹر اپنے سٹیٹرز کے مقناطیسی میدان میں گھومتے ہیں۔

الیکٹرک گاڑیاں: اسٹریٹ کاریں، الیکٹرک ٹرینیں، الیکٹرک کاریں - یہ سب اپنے پہیوں کو موڑنے کے لیے Ampere کی طاقت کا استعمال کرتی ہیں۔ الیکٹرک تالے، لفٹ کے دروازے وغیرہ۔ لاؤڈ سپیکر، لاؤڈ سپیکر - ان میں موجودہ کنڈلی کا مقناطیسی میدان مستقل مقناطیس کے مقناطیسی میدان کے ساتھ تعامل کرتا ہے، آواز کی لہریں بنتی ہیں۔ آخر میں، ایمپیئر کی قوت کی وجہ سے پلازما ٹوکامکس میں سکیڑا جاتا ہے۔