گولٹز کی الیکٹروفوریٹک مشین

برقی مظاہر کے میدان میں سب سے زیادہ فعال تجرباتی تحقیق کا تاریخی دور پہلے کے ظہور سے وابستہ ہے۔ electrostatic مشینیں، جس کے عمل نے میکانی کام کی کارکردگی کی وجہ سے برقی توانائی حاصل کرنا ممکن بنایا۔

مکینیکل کام مشین کے بعض حصوں کی گردش پر مشتمل ہوتا ہے، جس میں مشین کے برقی عناصر پر موجود کشش (مخالف) اور پسپائی (اسی نام کے) برقی چارجز پر قابو پا لیا جاتا تھا۔

اس طرح کی مشینوں کے تجربات نے اس وقت کے محققین کو بجلی کی نوعیت اور برقی تعامل کے اصولوں کو بہتر طور پر سمجھنے میں مدد کی۔

پہلی الیکٹرو اسٹاٹک رگڑ مشین کی تخلیق مورخین جرمن سائنسدان کو منسوب کرتے ہیں۔ اوٹو وون گیریکجس نے 1650 میں پہلی بار ایسا آلہ بنایا۔ یہ ایک مشین تھی جس کا کام رگڑ کے ذریعے جسموں کو بجلی بنانے کے اس وقت کے معروف رجحان پر مبنی تھا۔ رگڑ مشینوں میں، تاہم، ایک اہم خرابی ہے - ان کے آپریشن کو بڑی میکانی قوتوں کے استعمال کی ضرورت ہوتی ہے.

بعد میں بنائی گئی رگڑ مشینوں کے برعکس الیکٹروفورک (انڈکشن) مشینیں۔ اس نقصان سے محروم تھے، کیونکہ برقی توانائی حاصل کرنے کے لیے انہیں انڈکٹر کے ساتھ برقی حصوں کے براہ راست رابطے کی ضرورت نہیں تھی (اس حصے کے ساتھ جس کی وجہ سے بجلی پیدا ہوئی تھی)۔

لہذا، پہلی الیکٹروفورک مشین، یعنی ایک الیکٹرو سٹیٹک مشین جسے برقی بنانے کے لیے اپنے حصوں کے باہمی رگڑ کی ضرورت نہیں ہوتی، 1865 میں ایک جرمن ماہر طبیعیات نے بنائی تھی۔ اگست ٹیپلر… موجد کی رائے تھی کہ یہ الیکٹروفوریٹک مشینیں ہیں جو مکینیکل توانائی کی تبدیلی کے ذریعے بجلی کی موثر پیداوار کو قابل بناتی ہیں۔

اس وقت ایک جرمن ماہر طبیعیات ولہیم گولٹز (جرمن ہولٹز)ٹوپلر سے آزادانہ طور پر، ایک آسان اور زیادہ موثر الیکٹروفوریٹک مشین ڈیزائن کی گئی جس نے ایک بڑا ممکنہ فرق پیدا کیا اور روشنی کے لیے براہ راست موجودہ ذریعہ کے طور پر بھی کام کر سکتا ہے۔ گولٹز کی مشینیں تعلیمی اداروں کے کلاس رومز میں نمودار ہونے والی پہلی الیکٹروفوریٹک مشینیں بن گئیں۔

گولٹز مشین کے اہم حصے - دو شیشے کی ڈسکیں اور دھاتی کنگھی چارج کو ہٹانے کے لیے ڈیزائن کی گئی ہیں۔ ایک ڈسک اسٹیشنری ہے اور دوسری گھوم سکتی ہے۔ ڈسکیں ایک مشترکہ محور پر نصب ہیں۔ میوزیم کی ایک نمائش میں، اسٹیشنری ڈسک کا قطر 100 سینٹی میٹر ہے، جبکہ گھومنے والی ڈسک 94 سینٹی میٹر ہے۔

اسٹیشنری ڈسک ایک ایبونائٹ پلیٹ پر ٹکی ہوئی ہے اور اسے عمودی پوزیشن میں انسولیٹنگ اسٹینڈز پر ایبونائٹ حلقوں کے ذریعے سہارا دیا جاتا ہے۔ ونڈوز کو اسٹیشنری ڈسک پر کاٹ دیا جاتا ہے، جس کی پشت پر کاغذ کے نامکمل سیکٹر چپکائے جاتے ہیں جنہیں فریم کہتے ہیں۔

بیزلز کاغذی زبانوں میں ختم ہوتے ہیں، جن کے سرکردہ نوک دار کنارے حرکت پذیر ڈسک کی طرف اشارہ کرتے ہیں اور قدرے مڑے ہوئے ہوتے ہیں۔ڈسکس، فریم اور زبانیں gumilac (رال مادہ) کے ساتھ لیپت ہیں.

پیتل کی کنگھیاں حرکت پذیر ڈسک کے افقی قطر کے ساتھ، سامنے، اس کے ہر ایک سائیڈ پر نصب ہیں۔ یہ کنگھیاں متعلقہ پیتل کی تاروں سے جڑی ہوتی ہیں، جن کے سروں پر کنڈکٹو گیندیں ہوتی ہیں، جن کے ذریعے پیتل کی سلاخیں گزرتی ہیں، اندر سے گیندوں پر ختم ہوتی ہیں، باہر لکڑی کے ہینڈلز ہوتے ہیں۔ چھڑیوں کو گیندوں کو الگ یا قریب منتقل کرکے منتقل کیا جاسکتا ہے۔

لیڈن جار (اندرونی پلیٹوں کے ساتھ) کو کنڈکٹرز سے جوڑا جا سکتا ہے جن کی بیرونی پلیٹیں ایک تار کے ذریعے ایک دوسرے سے جڑی ہوتی ہیں۔ مشین کے سامنے پیتل کی دو پوسٹیں تاروں کو جوڑنے کے لیے استعمال کی جاتی ہیں۔ گیندوں کو صرف تاروں کو جھکا کر ان خطوط کے خلاف جھکایا جا سکتا ہے۔

سامنے والی ڈسک کو بیلٹ ڈرائیو اور ہینڈل سے جڑے رولرس کے نظام کے ذریعے گھومنے کے لیے سیٹ کیا گیا ہے جس کے ساتھ تجربہ کار اس میکانزم کو متحرک کرتا ہے۔ تاہم، مشین کے ساتھ کام شروع کرنے سے پہلے، یہ ضروری ہے کہ کاغذی شعبوں (فریمز) کو مخالف چارجز کے ساتھ برقی بنائیں (ہم انہیں p + اور p- کے طور پر بیان کریں گے)۔

یہ فریم، جو الیکٹرو سٹیٹک انڈکشن کے رجحان کی وجہ سے چارج ہوتے ہیں، گھومنے والی ڈسک پر کام کریں گے، اور ڈسک بدلے میں کنگھی O اور O' پر کام کرے گی۔

جیسے جیسے ڈسک گھومتی ہے، فریم (ونڈو F میں) ایک چارج p+ کے ساتھ گھومنے والی ڈسک m کے پچھلے حصے پر منفی چارج کا سبب بنے گا اور اسی نشان کا چارج دوبارہ رج O کی طرف متوجہ ہو جائے گا۔ الیکٹروسٹیٹک انڈکشن کے رجحان کی طرف۔ ڈسک ایم کا ایک حصہ کنگھی O سے منفی چارج حاصل کرے گا، اور کنگھی O خود، اس کے کنڈکٹر C اور بال r کے ساتھ، اس لیے مثبت چارج کیا جائے گا۔

لہذا، ڈسک اس کے دونوں اطراف (m اور m' جگہوں پر) منفی طور پر برقی ہوتی ہے، اور کار کے بائیں جانب کی تار مثبت ہوتی ہے۔ ڈسک گھومتی رہتی ہے اور اب اس کی سطح m اور m کے کچھ حصے دائیں طرف سٹیشنری ڈسک پر واقع 'ونڈو F تک پہنچ جاتے ہیں'۔

یہاں نصب منفی چارج p کے ساتھ ریک کا اثر سطح m' سے بڑھا ہوا ہے، جس کا مطلب ہے کہ رج O' سے ایک مثبت چارج ڈسک کی طرف راغب ہوگا۔ اس کے مطابق، تار C' اور بال r' دونوں کو منفی چارج کیا جائے گا۔ سطح m رج کی طرف سے اپنی طرف متوجہ ایک مثبت چارج حاصل کرتا ہے. ڈسک گھومتی رہتی ہے اور سائیکل دہراتا ہے۔

الیکٹروسٹیٹک جنریٹرز کو برقی وولٹیج کا سب سے قدیم ذریعہ سمجھا جاتا ہے: الیکٹرو اسٹاٹک جنریٹر کیسے کام کرتے ہیں اور کام کرتے ہیں۔