الیکٹروسٹیٹک جنریٹرز - ڈیوائس، آپریشن کے اصول اور اطلاق
برقی چارج - وہ رجحان جب مساوی شدت کے دو متضاد چارجز منسوخ ہوجاتے ہیں۔ اگر دو اجسام، جو ایک مخالف الیکٹرک چارج کے ساتھ مضبوطی سے چارج ہیں، ایک دوسرے سے قریب فاصلے پر ہیں، تو ان کے درمیان ایک چنگاری چھلانگ لگاتی ہے اور ایک چھوٹی سی ٹپکنے کی آواز سنائی دیتی ہے۔
کسی دوسرے پر برقی چارج شدہ جسم کی کارروائی کی قوت، جس کا چارج ایک یونٹ کے طور پر لیا جاتا ہے، پوٹینشل کہلاتا ہے۔ ممکنہ فرق وولٹیج ہے۔
حاصل کرنے کے پہلے طریقے برقی چارجز اور الیکٹرو اسٹیٹک فیلڈز مختلف مواد (کھال، اون، ریشم، چمڑے اور شیشے، رال کے خلاف دیگر مواد) کے رگڑ پر مشتمل ہوتے ہیں۔ ربڑ وغیرہ)۔ ایک ہی وقت میں، وولٹیجز اور چارجز بہت کم تھے۔ مکینیکل ٹرانسفر کے ذریعے چارجز کی شمولیت اور جمع ہونے سے نتیجے میں وولٹیجز میں معمولی اضافہ ممکن ہوا۔
اس کے بعد، ہائی وولٹیج حاصل کرنے کے لیے، الیکٹرو سٹیٹک گائیڈنس (انڈکشن) کے اصول پر مبنی گھومنے والی ڈسکس کے ساتھ مسلسل کام کرنے والی مشینیں بنائی گئیں۔تاہم، ان مشینوں نے زیادہ طاقت حاصل کرنا ممکن نہیں بنایا اور بنیادی طور پر تعلیمی اداروں کے طبیعیات کے دفاتر میں آلات کے طور پر استعمال کیا۔
جسموں کی برقی کاری اور الیکٹرو اسٹاٹک انڈکشن
برقی چارجز کے جسم کو پیغام کہا جاتا ہے۔ بجلی… مضمون میں بیان کیا گیا ہے۔ لاشوں کی برقی کاری اور چارجز کا تعامل مثبت اور منفی آئنوں کی تشکیل کا عمل جسموں کے برقی ہونے کے عمل کا اندازہ دیتا ہے: یہ ایک جسم سے دوسرے جسم میں الیکٹران کی منتقلی پر مشتمل ہوتا ہے۔
اس طرح جسم کے برقی چارج کا تعین جسم میں اضافی یا کمی سے ہوتا ہے۔ الیکٹرانکسی جسم کو مختلف طریقوں سے برقی بنانا ممکن ہے، جن میں رگڑ، رابطہ، سمت، چارج کی منتقلی تکنیکی ہیں۔
معکوس عمل — جسم کی غیر جانبدار حالت کی بحالی (غیر جانبداری) — اسے الیکٹرانوں کی تعداد میں کمی یا اس سے زیادہ کو ہٹانے پر مشتمل ہے۔
رگڑ کے ذریعے برقی کاری کے دوران، اگر باہر سے رابطہ کرنے والے جسموں میں سے کسی کو کوئی اضافی چارج نہیں پہنچایا جاتا ہے، تو دونوں جسموں پر مختلف علامات والی بجلی کی یکساں مقدار سے چارج کیا جاتا ہے۔ جب لاشیں منسلک ہوتی ہیں، تو ان کے چارجز مکمل طور پر بے اثر ہوجاتے ہیں۔
اس طرح چارجز تخلیق یا تباہ نہیں ہوتے بلکہ صرف ایک جسم سے دوسرے جسم میں منتقل ہوتے ہیں۔ یہ ہمیں الیکٹرک چارجز کے تحفظ کے قانون کے وجود کا قائل کرتا ہے، مثال کے طور پر توانائی کے تحفظ کا قانون.
جامد بجلی - آرام پر الیکٹرک چارج۔ دو نان کنڈکٹرز یا نان کنڈکٹر اور دھات (جیسے موٹر ڈرائیو بیلٹ) کے درمیان رگڑ کے نتیجے میں ہوتا ہے، لیکن ضروری نہیں کہ ٹھوس جسم ہوں۔
جامد بجلی بعض مائعات یا گیسوں کے رگڑ سے بھی پیدا ہو سکتی ہے۔ بہت خشک جلد والے لوگ برقی چارجز جمع کرتے ہیں۔ حرکت کے دوران (جلد پر ریشوں کو رگڑنا)، کپڑے میں ایک اہم جامد الیکٹرک چارج ہوتا ہے، کپڑا جسم سے چپک جاتا ہے اور حرکت کو روکتا ہے۔
جامد بجلی آتش گیر اور دھماکہ خیز ماحول میں خطرناک ہو جاتی ہے جہاں ایک چنگاری پورے ماس کو بھڑکا سکتی ہے۔ اس صورت میں، کسی دھاتی آلے کے ذریعے جامد چارج کو فوری طور پر زمین یا ہوا میں چھوڑنا ضروری ہے جس کی چالکتا کو نمی یا شعاع ریزی سے بڑھایا جا سکتا ہے۔
الیکٹروسٹیٹک انڈکشن - تار کے قریب واقع دیگر چارجز کے زیر اثر تار پر برقی چارجز کی ظاہری شکل (فاصلے پر باڈی الیکٹریفیکیشن)۔
ایک بیرونی چارج کے عمل کے تحت، کنڈکٹر کے قریب ترین سرے پر ایک چارج پیدا ہوتا ہے، جس کا نشان باہر سے کام کرنے والے چارج کے نشان کے مخالف ہوتا ہے، اور کنڈکٹر کے بالکل آخر میں، ایک ہی نشان کا چارج. اس صورت میں، دونوں انڈکٹیو چارجز شدت میں برابر ہیں، یعنی انڈکشن تار پر صرف چارجز کی علیحدگی کا سبب بنتا ہے، لیکن تار پر کل چارج کو تبدیل نہیں کرتا ہے (کیونکہ انڈکشن چارجز کا مجموعہ صفر ہے)۔
حوصلہ افزائی چارجز کی شدت اور ان کے مقام کا تعین اس شرط سے ہوتا ہے کہ کنڈکٹر کے اندر کوئی الیکٹرو سٹیٹک فیلڈ نہیں ہونا چاہیے۔ لہذا، حوصلہ افزائی چارجز کو پوزیشن میں رکھا جاتا ہے تاکہ وہ جو برقی فیلڈ بناتے ہیں وہ تار کے اندر موجود فیلڈ کو تباہ کر دیتا ہے جو انڈکٹو چارج کے ذریعے پیدا ہوتا ہے۔
الیکٹرو اسٹاٹک انڈکشن کی ایک مثال: بغیر چارج شدہ الیکٹروسکوپ میں برقی چارجز، مثبت اور منفی دونوں برابر مقدار میں ہوتے ہیں اور اس وجہ سے الیکٹروسکوپ برقی نہیں ہوتا ہے۔
اگر مثبت چارج والی شیشے کی چھڑی اس کے قریب آتی ہے، تو آزاد الیکٹران بیک وقت اس کی طرف متوجہ ہوں گے اور الیکٹروسکوپ کے مثبت چارج کو بیک وقت پیچھے ہٹا دیا جائے گا۔
منفی چارج شیشے کی چھڑی کے قریب مرتکز ہوتا ہے، اس سے جڑا ہوتا ہے، جب کہ مثبت چارج کو پسپا کیا جاتا ہے اور اس لیے الیکٹروسکوپ کے پچھلے حصے پر واقع ہوتا ہے - یہ مفت ہے۔
الیکٹروسکوپ اب برقی ہے۔ تاہم، یہ حالت دیرپا نہیں ہے. یہ شیشے کی چھڑی کو ہٹانے کے قابل ہے، چونکہ چارج کو مثبت اور منفی میں الگ کرنے کی خلاف ورزی ہوتی ہے، الیکٹروسکوپ کی غیر جانبدار حالت کو بحال کیا جاتا ہے اور اس کے پتے اپنی اصل پوزیشن پر واپس آتے ہیں.
الیکٹروسکوپ - ایک ایسا آلہ جس کی مدد سے یہ تعین کرنا ممکن ہے کہ جسم کو کس چارج سے برقی کیا گیا ہے۔ یہ دھات کی چھڑی پر مشتمل ہوتا ہے جس کے اوپری سرے پر ایک گیند یا پلیٹ ہوتی ہے اور نچلے حصے میں دو فری لٹکی ہوئی دھاتی چادریں ہوتی ہیں۔ الیکٹروسکوپ کا آپریشن اصول پر مبنی ہے: ایک ہی نام کی لاشیں ایک دوسرے کو پیچھے ہٹاتی ہیں (دیکھیں — الیکٹروسکوپ کے آپریشن کا اصول).
الیکٹروسٹیٹک انڈکشن کی وجوہات میں سے ایک ہے۔ فطرت میں بجلی, — وایمنڈلیی جامد بجلی کا سب سے طاقتور اور خطرناک مظہر۔
بجلی یہ بادل کے انفرادی حصوں، انفرادی بادلوں، بادل اور زمین کے درمیان، زمین سے بادل تک ماحولیاتی بجلی کا اخراج ہے۔ دوسرے الفاظ میں، بجلی کو مختصر دورانیے کے برقی کرنٹ کے طور پر بیان کیا جا سکتا ہے، ایک برقی چنگاری جو برقی صلاحیتوں کو برابر کرتی ہے۔
35 گرج چمک اور بجلی کے بارے میں اکثر پوچھے گئے سوالات
وان ڈی گراف الیکٹرو اسٹاٹک جنریٹر
سائنسی اور تکنیکی مقاصد کے لیے (مثال کے طور پر نیوکلیئر فزکس، ریڈیو بائیولوجی، ایکس رے تھراپی، میٹریل ٹیسٹنگ، خامیوں کا پتہ لگانے وغیرہ) کے لیے ایسے آلات کی ضرورت ہے جو کئی ملین وولٹ کے وولٹیج پیدا کر سکیں۔
اس طرح کے آلات تکنیکی طور پر اعلی درجے کی الیکٹرو اسٹیٹک جنریٹر ہیں جو اعلی براہ راست وولٹیج کے ساتھ ہیں۔ ان میں سب سے مشہور وان ڈی گراف جنریٹر ہے جسے 1829 میں ایک امریکی ماہر طبیعیات نے بنایا تھا۔ رابرٹ وین ڈی گراف (1901 - 1967).
وین ڈی گراف جنریٹر (1933) 7 میگا وولٹ کے وولٹیج کے ساتھ
جنریٹر ایک دھاتی کھوکھلی گیند ہے جسے موصل مواد کے لمبے کھوکھلے کالم پر نصب کیا جاتا ہے۔ گیند کے طول و عرض اور کالم کی اونچائی کا تعین جنریٹر کے مطلوبہ وولٹیج کی حد سے کیا جاتا ہے (مثال کے طور پر، 5 MV کے وولٹیج والے جنریٹر کے لیے، گیند کا قطر 5 میٹر تک پہنچ جاتا ہے)۔ موصل مواد (ریشم، ربڑ) کا ایک نہ ختم ہونے والا بیلٹ کالم کے اندر حرکت کرتا ہے، جو چارجز کو کرہ میں منتقل کرنے کے لیے کنویئر کا کام کرتا ہے۔
جیسے جیسے آپ اوپر جاتے ہیں، پٹی آلے کے نچلے حصے میں منبع کے ایک کھمبے سے جڑے برش سے گزرتی ہے۔ براہ راست کرنٹ تقریباً 10,000 V کا وولٹیج (ایک مناسب ریکٹیفائر اس ذریعہ کے طور پر کام کر سکتا ہے)۔ اپنے پہلے الیکٹرو سٹیٹک جنریٹرز کو ڈیزائن کرنے میں، وان ڈی گراف نے اس آلے کا استعمال کیا۔ ویکیوم ٹیوب کے ساتھ.
وان ڈی گراف الیکٹرو اسٹاٹک جنریٹر ڈیوائس
اس برش کے سروں سے چارجز نیچے کی پٹی پر بہتے ہیں، جو انہیں گیند کے اندر لے جاتے ہیں، اور دوسرے برش کے ذریعے وہ گیند کی بیرونی سطح تک پہنچ جاتے ہیں۔ٹیپ کے بغیر چارج شدہ حصے کو نیچے لے جانے کے عمل کو بہتر بنانے کے لیے، برش کی مدد سے چارج شدہ گیند سے ہٹائے جانے والے برش کی مدد سے مخالف نشان کے چارجز منتقل کیے جاتے ہیں۔
الیکٹرو اسٹیٹک انڈکشن کی وجہ سے، برش پر ایک منفی چارج ظاہر ہوتا ہے، جو ڈسچارج کے ذریعے بیلٹ کے نیچے اترتے حصے تک لے جاتا ہے۔ اس چارج کو پھر برش اور گراؤنڈ لوئر رولر میں منتقل کیا جاتا ہے، جس کے ذریعے اسے زمین پر خارج کیا جاتا ہے۔
جیسے جیسے ٹیپ حرکت کرتی رہتی ہے، گیند پر چارج اس وقت تک بڑھتا جاتا ہے جب تک کہ یہ گیند کے قطر اور اس سے دوسرے الیکٹروڈ یا زمین تک کی دوری سے طے شدہ پہلے سے طے شدہ حد کی قیمت تک نہ پہنچ جائے۔
جیسے جیسے ٹیپ حرکت کرتی رہتی ہے، گیند پر چارج اس وقت تک بڑھتا جاتا ہے جب تک کہ یہ گیند کے قطر اور اس سے دوسرے الیکٹروڈ یا زمین تک کی دوری سے طے شدہ پہلے سے طے شدہ حد کی قیمت تک نہ پہنچ جائے۔
وولٹیج بڑھانے کے لیے دو ایسے آلات نصب کیے جاتے ہیں، جن میں گیندوں کو مخالف علامتوں کے چارجز موصول ہوتے ہیں۔ لہذا، مثال کے طور پر، 10 MV کا وولٹیج حاصل کرنے کے لیے، دو جنریٹر استعمال کیے جاتے ہیں، جن کو زمین کے حوالے سے +5 MV اور -5 MV پر چارج کیا جاتا ہے اور ایک دوسرے سے اتنی دوری پر نصب کیا جاتا ہے کہ وولٹیج میں خرابی کا امکان کم ہو۔ دیا سے زیادہ بند کر دیا گیا ہے۔
فی الحال، الیکٹرو سٹیٹک جنریٹرز کے مختلف ماڈلز کی ایک بڑی تعداد موجود ہے، بشمول وہ جو وان ڈی گراف ڈیزائن کو دہراتے ہیں۔ وہ جسمانی تجربات کے لیے اور تفریح اور عمل کے مظاہروں کے لیے کشش کے طور پر استعمال ہوتے ہیں۔ جامد بجلی.
یہ دلچسپ ہے: ٹریبو الیکٹرک ایفیکٹ نینو جنریٹر (TENG)