ہائی وولٹیج باری باری موجودہ دالوں کو حاصل کرنے کے آلات: رمکورف کوائل اور ٹیسلا ٹرانسفارمر

ہائی وولٹیج حاصل کرنے کے لیے تکنیکی آلات

19ویں صدی کے آغاز میں، سائنسدانوں نے متبادل کرنٹ کے ہائی وولٹیج حاصل کرنے کے لیے آلات بنانا شروع کر دیے۔ Heinrich Hertz نے اپنے تجربات میں وہ آلات استعمال کیے جو اس وقت طبعی تجرباتی سائنس اور الیکٹریکل انجینئرنگ میں پہلے سے دستیاب تھے۔

یہ بہت ہی خصوصیت والے آلات تھے جن میں طبیعیات میں مشہور مظاہر کا استعمال کیا جاتا تھا، اور سب سے بڑھ کر، خود شامل کرنا - برقی رو کے گزرنے میں تیزی سے اضافے یا تیزی سے رکاوٹ کے وقت آئرن کور کے ساتھ کنڈلیوں میں ایک الیکٹرو موٹیو قوت کا ظہور۔ لوپس کے ذریعے.

1930 کی دہائی میں۔ پہلی برقی مشینیں نمودار ہوئیں، جو گھومنے والی کنڈلیوں کے ذریعے طاقت کی مقناطیسی لکیروں کو عبور کرنے پر مبنی تھیں۔ پہلی ایسی مشینیں (1832) I. Pixii, A. Jedlik, B. Jacobi, D. Henry کے جنریٹر تھے۔

طبیعیات اور ابھرتی ہوئی الیکٹریکل انجینئرنگ میں ایک بہت اہم واقعہ انڈکشن مشینوں کا ظہور تھا، جو دراصل ہائی وولٹیج ٹرانسفارمر تھے۔

یہ دو کنڈلیوں والے برقی مقناطیس تھے۔ پہلی کنڈلی میں کرنٹ وقفے وقفے سے کسی نہ کسی طریقے سے روکا جاتا ہے، جبکہ دوسری کنڈلی میں ایک حوصلہ افزائی کرنٹ ظاہر ہوتا ہے (زیادہ واضح طور پر، سیلف انڈکشن کا EMF)۔ پہلے "ٹرانسفارمرز" جس نے عملی استعمال پایا ان میں اوپن لوپ مقناطیسی نظام تھا۔ ان کا تعلق 19ویں صدی کے 70 اور 80 کی دہائی سے ہے اور ان کی ظاہری شکل P. Yablochkov، I. Usagin، L. Golyar، E. Gibbs اور دیگر کے ناموں سے منسلک ہے۔

1837 میں، انڈکشن مشینیں یا "کوائلز" نمودار ہوئیں، جو فرانسیسی پروفیسر اینٹون میسن نے تخلیق کیں۔ یہ مشینیں بجلی کی فوری کٹوتی کے ساتھ چلتی تھیں۔ گیئر کی شکل میں ایک سوئچ استعمال کیا گیا تھا، جو گردش کے دوران باقاعدگی سے وقفوں سے دھاتی برش کو چھوتا تھا۔ کرنٹ کی رکاوٹ خود انڈکشن EMF کا باعث بنی، اور مشین کے آؤٹ پٹ پر کافی زیادہ فریکوئنسی کے ساتھ ہائی وولٹیج کی دالیں نمودار ہوئیں۔ میسن اس مشین کو استعمال کرتا ہے۔ طبی مقاصد کے لیے.

رمکورف انڈکشن کوائل

1848 میں فزیکل ڈیوائسز کے مشہور ماہر ہینرک رمکورف (جس کی پیرس میں جسمانی تجربات کے لیے آلات کی تیاری کے لیے ایک ورکشاپ تھی) نے دیکھا کہ اگر کوائل کو بڑی تعداد میں موڑ کے ساتھ بنایا جائے تو میسن کی مشین میں تناؤ نمایاں طور پر بڑھ سکتا ہے۔ رکاوٹوں کی تعدد نمایاں طور پر بڑھ جاتی ہے۔

1852 میں اس نے دو کنڈلیوں کے ساتھ ایک کوائل ڈیزائن کیا: ایک موٹی تار اور بہت کم موڑ کے ساتھ، دوسرا پتلی تار اور بہت بڑی تعداد میں موڑ کے ساتھ۔ پرائمری کوائل ایک ہلتے مقناطیسی سوئچ کے ذریعے بیٹری سے چلتی ہے، جبکہ سیکنڈری میں ہائی وولٹیج کی حوصلہ افزائی ہوتی ہے۔یہ کنڈلی "انڈکشن" کے نام سے مشہور ہوئی اور اس کا نام اس کے خالق Rumkorf کے نام پر رکھا گیا۔

یہ تجربات کرنے کے لیے درکار ایک بہت ہی مفید جسمانی آلہ تھا، اور بعد میں پہلے ریڈیو سسٹمز اور ایکسرے مشینوں کا ایک لازمی حصہ بن گیا۔ پیرس اکیڈمی آف سائنسز نے رمکورف کی قابلیت کو بہت سراہا اور اسے وولٹا کے نام سے ایک بڑا مالیاتی انعام دیا۔

اس سے کچھ پہلے (1838 میں)، امریکی انجینئر چارلس پیج، جو انڈکشن کوائلز کو بہتر بنانے میں بھی شامل تھا، نے اچھے نتائج حاصل کیے — ان کے آلات نے کافی زیادہ وولٹیج دیے۔ تاہم، یورپ میں، پیج کے کام کے بارے میں کچھ معلوم نہیں تھا اور یہاں تحقیق جاری رہی۔ ایک آزاد راستہ.

رمکورف ریل (1960 کی دہائی)

اگر انڈکشن کنڈلی کے پہلے ماڈلز نے ایک وولٹیج دیا جس کی وجہ سے تقریباً 2 سینٹی میٹر لمبی چنگاری پیدا ہوتی ہے، تو 1859 میں L. رچی نے 35 سینٹی میٹر لمبی چنگاریاں حاصل کیں اور Rumkorff نے جلد ہی 50 سینٹی میٹر لمبی چنگاریوں کے ساتھ ایک انڈکشن کوائل بنایا۔

Rumkorf انڈکشن کنڈلی تقریبا بنیادی تبدیلیوں کے بغیر زندہ ہے. صرف کنڈلیوں کے طول و عرض، موصلیت وغیرہ کو تبدیل کیا گیا ہے۔ سب سے بڑی تبدیلیاں انڈکشن کوائل کے پرائمری سرکٹ میں سرکٹ بریکرز کی تعمیر اور آپریشن کے اصولوں کو متاثر کرتی ہیں۔

رمکورف کنڈلی

Rumkorf coils میں استعمال ہونے والے سرکٹ بریکرز کی پہلی قسموں میں سے ایک نام نہاد "وگنر ہتھوڑا" یا "Neff ہتھوڑا" تھا۔ یہ بہت ہی دلچسپ ڈیوائس 1840 کے آس پاس نمودار ہوئی۔ اور یہ ایک برقی مقناطیس تھا جو بیٹری سے چلنے والا ایک متحرک فیرو میگنیٹک لاب کے ذریعے رابطوں کے ساتھ تھا۔

جب ڈیوائس کو آن کیا گیا تو پنکھڑی برقی مقناطیس کے کور کی طرف متوجہ ہوئی، رابطے نے برقی مقناطیس کے سپلائی سرکٹ میں خلل ڈالا، جس کے بعد پنکھڑی کور سے اپنی اصل پوزیشن پر چلی گئی۔ اس کے بعد اس عمل کو نظام کے پرزوں کی جسامت، پنکھڑی کی سختی اور بڑے پیمانے پر اور متعدد دیگر عوامل سے طے شدہ فریکوئنسی پر دہرایا جاتا ہے۔

Wagner-Nef آلہ بعد میں برقی گھنٹی بن گیا اور یہ پہلے الیکٹرو مکینیکل دوغلی نظاموں میں سے ایک تھا جو ابتدائی ریڈیو انجینئرنگ کے بہت سے برقی اور ریڈیو آلات کے لیے پروٹو ٹائپ بن گیا۔ اس کے علاوہ، اس ڈیوائس نے بیٹری سے براہ راست کرنٹ کو وقفے وقفے سے کرنٹ میں تبدیل کرنا ممکن بنایا۔

رمکورف کوائل میں استعمال ہونے والا Wagner-Neff الیکٹرو مکینیکل سوئچ خود کوائل کی کشش کی مقناطیسی قوتوں سے چلتا ہے۔ وہ تعمیری طور پر اس کے ساتھ تھا۔ Wagner-Neff سرکٹ بریکر کا نقصان اس کی کم طاقت تھی، یعنی جہاں رابطے جل گئے تھے وہاں بڑی کرنٹ کو روکنے میں ناکامی تھی۔ مزید یہ کہ، یہ سرکٹ بریکر موجودہ رکاوٹ کی اعلی تعدد فراہم نہیں کر سکتے ہیں۔

دوسری قسم کے سرکٹ بریکرز کو طاقتور رمکورف انڈکشن کوائلز میں بڑی کرنٹ کو روکنے کے لیے ڈیزائن کیا گیا ہے۔ وہ مختلف جسمانی اصولوں پر مبنی ہیں۔

ایک ڈیزائن کے آپریشن کا اصول یہ ہے کہ ایک دھاتی چھڑی، کافی موٹی، عمودی جہاز میں آگے پیچھے حرکت کرتی ہے، پارے کے کپ میں ڈوب جاتی ہے۔ ایک مکینیکل ڈرائیو روٹری موشن (ہاتھ یا گھڑی کے کام یا برقی موٹر کے ذریعے) کو لکیری ری سیپروکیٹنگ حرکت میں تبدیل کرتی ہے، اس لیے رکاوٹوں کی فریکوئنسی وسیع پیمانے پر مختلف ہو سکتی ہے۔

ایسے بریکر کے ابتدائی ڈیزائنوں میں سے ایک میں، جو جے فوکو نے تجویز کیا تھا، عمل برقی مقناطیس کے ذریعے کیا گیا تھا، جیسا کہ ویگنر نیف ہتھوڑا میں، اور سخت رابطوں کی جگہ پارے نے لے لی تھی۔

XIX صدی کے آخر تک. سب سے زیادہ وسیع پیمانے پر "Dukret" اور "Mak-Kol" کمپنیوں کے ڈیزائن ہیں۔ یہ بریکر 1000-2000 فی منٹ کی بریکنگ سپیڈ فراہم کرتے ہیں اور اسے دستی طور پر چلایا جا سکتا ہے۔ دوسری صورت میں، Rumkorf کنڈلی پر واحد خارج ہونے والے مادہ حاصل کیے جا سکتے ہیں.

بریکر کی ایک اور قسم جیٹ اصول پر کام کرتی ہے اور بعض اوقات اسے ٹربائن بھی کہا جاتا ہے۔ یہ سرکٹ بریکر مندرجہ ذیل کام کرتے تھے۔

ایک چھوٹی تیز رفتار ٹربائن مرکری کو ذخائر سے ٹربائن کے اوپری حصے تک پمپ کرتی ہے، جہاں سے پارے کو گھومنے والے جیٹ کی شکل میں نوزل ​​کے ذریعے سینٹرفیوگل طور پر نکالا جاتا ہے۔ بریکر کی دیواروں پر وقفے وقفے سے الیکٹروڈ موجود تھے، جنہیں اس کی حرکت کے دوران مرکری جیٹ نے چھوا تھا۔ اس طرح کافی مضبوط دھاروں کا بند ہونا اور کھلنا ہوا۔

سوئچ کی ایک اور قسم کا استعمال کیا گیا تھا - الیکٹرولائٹک، جو کہ 1884 میں روسی پروفیسر N.P. Sluginov نے دریافت کیا تھا۔ سوئچ کے چلانے کا اصول اس حقیقت پر مشتمل تھا کہ جب ایک کرنٹ سلفیورک ایسڈ کے ساتھ الیکٹرولائٹ سے گزرتا ہے تو بڑے پیمانے پر لیڈ اور پلاٹینم (مثبت) الیکٹروڈ کے پلاٹینم الیکٹروڈ، جو ایک پتلی شیشے کی موصل تار ہے جس کے تیز سرے ہیں، گیس کے بلبلے نمودار ہوتے ہیں، وقتا فوقتا کرنٹ کے بہاؤ کو روکتے ہیں، اور کرنٹ میں خلل پڑتا ہے۔

الیکٹرولائٹک سرکٹ بریکر 500 - 800 فی سیکنڈ تک بریکنگ سپیڈ فراہم کرتے ہیں۔ بیسویں صدی کے آغاز میں الیکٹریکل انجینئرنگ میں متبادل کرنٹ پر عبور حاصل کرنا۔ طبیعیات کے ہتھیاروں میں نئے امکانات کو متعارف کرایا اور پہلے ہی ریڈیو الیکٹرانکس شروع کر دیا.

رمکورف کوائلز کو طاقت دینے کے لیے متبادل کرنٹ مشینوں کا استعمال کیا گیا۔ باری باری sinusoidal کرنٹ، جس نے اسے زیادہ وسیع پیمانے پر استعمال کرنا ممکن بنایا گونج کا رجحان ثانوی سمیٹ میں، اور بعد میں اعلی تعدد کرنٹ کے ذرائع کے طور پر جو براہ راست تابکاری کے لیے استعمال کیے جا سکتے ہیں۔

ٹیسلا ٹرانسفارمر

ہائی فریکوئنسی، ہائی وولٹیج کرنٹ کی خصوصیات میں دلچسپی رکھنے والے پہلے سائنسدانوں میں سے ایک تھا۔ نکولا ٹیسلا، جس نے تمام الیکٹریکل انجینئرنگ کی ترقی میں بہت سنجیدہ شراکت کی۔ اس باصلاحیت سائنسدان اور موجد کے پاس بہت سی عملی اور اصل اختراعات ہیں۔

ریڈیو کی ایجاد کے بعد اس نے سب سے پہلے ریڈیو پر قابو پانے والے جہاز کا ماڈل ڈیزائن کیا، گیس لیمپ تیار کیے، انڈکشن ہائی فریکوئنسی الیکٹرک مشین وغیرہ کو ڈیزائن کیا، اس کے پیٹنٹ کی تعداد 800 تک پہنچ گئی۔امریکی ریڈیو انجینئر ایڈون آرمسٹرانگ کے مطابق ٹیسلا کے نام کو ہمیشہ کے لیے امر کرنے کے لیے ملٹی فیز کرنٹ اور صرف ایک انڈکشن موٹر کی دریافت کافی ہوگی۔

کئی سالوں تک، نکولا ٹیسلا نے ایک بڑے دوغلے سرکٹ کے طور پر زمین کو پرجوش کرنے کے طریقے کے ذریعے فاصلے پر توانائی کی وائرلیس ترسیل کے خیال کی پرورش کی۔ اس نے اس سوچ سے بہت سے ذہنوں کو موہ لیا، ہائی فریکوئنسی برقی مقناطیسی توانائی کے ذرائع اور اس کے اخراج کرنے والے تیار کئے۔

ٹیسلا کے آلے کی تخلیق، جس نے الیکٹریکل انجینئرنگ کی مختلف شاخوں کی ترقی میں بہت اہم کردار ادا کیا تھا اور اسے "ریزوننٹ ٹرانسفارمر" یا "ٹیسلا ٹرانسفارمر" کہا جاتا تھا، 1891 کا ہے۔

ٹیسلا کا گونجنے والا ٹرانسفارمر (1990 کی دہائی)۔ برقی مقناطیسی لہروں کے جنریٹر میں سوئچنگ سرکٹ

رمکورف کی ہائی وولٹیج انڈکشن کوائل کو لیڈن جار میں خارج کیا جاتا ہے۔ مؤخر الذکر کو ہائی وولٹیج پر چارج کیا جاتا ہے اور پھر گونجنے والے ٹرانسفارمر کے پرائمری وائنڈنگ کے ذریعے خارج کیا جاتا ہے۔ ایک ہی وقت میں، اس کے ثانوی وائنڈنگ پر ایک بہت زیادہ وولٹیج ہوتا ہے جو پرائمری کے ساتھ گونج میں ہوتا ہے۔ Tesla تقریباً 150 kHz کی فریکوئنسی کے ساتھ ہائی وولٹیج (تقریباً 100 kV) حاصل کرتا ہے۔ یہ وولٹیجز کئی میٹر لمبے برش ڈسچارج کی صورت میں ہوا میں بریک تھرو کا باعث بنے۔