بجلی کے میٹر کی تاریخ
19 ویں اور 20 ویں صدیوں نے سائنسی دریافتوں میں خاص طور پر برقی مقناطیسیت کے میدان میں غیر معمولی طور پر فراخدل ثابت ہوئے۔ اگلے 150 سالوں کے لیے سائنسی اور تکنیکی ترقی کا "کم آغاز" 1920 کی دہائی میں دیا گیا تھا۔ آندرے میری ایمپیئر کی طرف سے برقی کرنٹ کے تعامل کی دریافت… Georg Simon Ohm اس کے بعد 1827 میں آباد ہوا۔ تاروں میں کرنٹ اور وولٹیج کے درمیان تعلق… آخر کار 1831 میں مائیکل فیراڈے نے دریافت کیا۔ برقی مقناطیسی انڈکشن کا قانونجو کہ مندرجہ ذیل کلیدی ایجادات کے آپریشن کے اصولوں پر مشتمل ہے - جنریٹر، ٹرانسفارمر، الیکٹرک موٹر۔
بجلی ایک شے بن گئی، جیسا کہ یہ جانا جاتا ہے، ڈائنامو کی بدولت، ہنگری کے ماہر طبیعیات انزوس جیڈلک اور جرمن برقی موجد ورنر وون سیمنز نے بالترتیب 1861 اور 1867 میں آزادانہ طور پر ایجاد کیا۔ تب سے، بجلی کی پیداوار مضبوطی سے تجارتی راستے پر قائم ہے۔
یہ کہنا ضروری ہے کہ اس وقت ایجادات اور دریافتیں ہر موڑ پر ’’انتظار‘‘ کرتی تھیں۔الیکٹرک لیمپ، ڈائنمو، الیکٹرک موٹر، ٹرانسفارمر کے آئیڈیاز کرہ ارض کے مخالف حصوں پر اپنے آپ کو کرسٹلائز کرتے ہیں۔
کاؤنٹر کے ساتھ بھی کچھ ایسا ہی ہوا، جسے بعد میں انڈکشن کاؤنٹر کے "مصنف" نے واپس بلا لیا (اور ساتھ ہی شریک موجد ٹرانسفارمرہنگری کے الیکٹریکل انجینئر اوٹو ٹائٹس بلاٹی: "سائنس ایک برساتی جنگل کی طرح تھی۔ اسے صرف ایک اچھی کلہاڑی کی ضرورت تھی اور جہاں بھی آپ ماریں گے آپ ایک بہت بڑا درخت کاٹ سکتے ہیں۔ "
الیکٹرک میٹر کا پہلا پیٹنٹ 1872 میں امریکی موجد سیموئیل گارڈنر کو جاری کیا گیا تھا۔ اس کا آلہ بجلی کے چارجنگ پوائنٹ تک پہنچنے میں لگنے والے وقت کی پیمائش کرتا ہے۔ صرف شرط (یہ بھی ڈیوائس کی ایک خرابی ہے) یہ ہے کہ تمام کنٹرول شدہ لیمپ ایک سوئچ سے منسلک ہونے چاہئیں۔
بجلی کے میٹروں کو چلانے کے لیے نئے اصولوں کی تشکیل کا براہ راست تعلق بجلی کی تقسیم کے نظام کی بہتری اور اصلاح سے ہے۔ لیکن چونکہ اس وقت یہ نظام تشکیل پا رہا تھا، اس لیے یہ یقینی طور پر کہنا ناممکن تھا کہ کون سا اصول بہترین ہوگا۔ لہذا، ایک ہی وقت میں عملی طور پر کئی متبادل ورژن آزمائے گئے۔
ایک کلو واٹ کا وزن کتنا ہے؟
مثال کے طور پر، اگر ڈائنمو نے اہم حجم میں بجلی پیدا کرنا ممکن بنایا، تو تھامس ایڈیسن لائٹ بلب نے روشنی کے ایک وسیع نیٹ ورک کی تخلیق میں اہم کردار ادا کیا۔ نتیجے کے طور پر، گارڈنر کاؤنٹر اپنی مطابقت کھو بیٹھا اور اس کی جگہ الیکٹرولائٹک کاؤنٹر نے لے لی۔
بجلی کے میٹروں کے وسیع پیمانے پر استعمال کے ابتدائی مرحلے میں، بجلی لفظی طور پر "وزن" تھی۔ الیکٹرولائٹک میٹر، جو اسی تھامس الوا ایڈیسن نے ایجاد کیا تھا، اس اصول پر کام کرتا ہے۔درحقیقت، میٹر کا کاؤنٹر الیکٹرولائٹک تھا، جہاں گنتی کے دورانیے کے آغاز میں ایک بہت ہی درست وزن (جہاں تک ممکن تھا) تانبے کی پلیٹ رکھی گئی تھی۔
الیکٹرولائٹ کے ذریعے کرنٹ گزرنے کے نتیجے میں، تانبا جمع ہوتا ہے۔ رپورٹنگ کی مدت کے اختتام پر، پلیٹ کا دوبارہ وزن کیا گیا اور وزن میں فرق کی بنیاد پر بجلی کی کھپت چارج کی گئی۔ یہ اصول پہلی بار 1881 میں لاگو کیا گیا تھا اور 19ویں صدی کے آخر تک کامیابی کے ساتھ استعمال ہوتا رہا۔
قابل ذکر ہے کہ یہ فیس کیوبک فٹ گیس میں شمار کی جاتی ہے جو استعمال ہونے والی بجلی پیدا کرنے کے لیے استعمال کی جاتی تھی۔ اس طرح ایک ایڈیسن الیکٹرولائزر کیلیبریٹ کیا گیا۔ پھر، سہولت کے لیے، ایڈیسن نے اپنے آلے کو گنتی کے طریقہ کار سے لیس کیا - بصورت دیگر، پیمائش کرنے والے آلے سے ریڈنگ لینا پاور کمپنیوں کے لیے انتہائی مشکل اور صارفین کے لیے مکمل طور پر ناممکن لگتا تھا۔ تاہم، سہولت میں تھوڑا سا اضافہ ہوا۔
اس کے علاوہ، الیکٹرولائٹک میٹر (اس وقت سیمنز شوکرٹ نے واٹر میٹر اور شوٹ اینڈ جنرل نے مرکری میٹر تیار کیا تھا) میں ایک اور نمایاں عام خرابی تھی۔ وہ صرف amp-hours ریکارڈ کر سکتے ہیں اور وولٹیج کے اتار چڑھاو کے لیے غیر حساس رہ سکتے ہیں۔
الیکٹرولائٹک کاؤنٹر کے متوازی، ایک پینڈولم کاؤنٹر نمودار ہوا۔ پہلی بار اس کے عمل کے اصول کو امریکیوں ولیم ایڈورڈ ایرٹن اور جان پیری نے اسی سال 1881 میں بیان کیا تھا۔ لیکن اس کے بعد سے جیسا کہ پہلے ذکر کیا گیا، خیالات ہوا میں تیر رہے تھے، یہ کوئی تعجب کی بات نہیں ہے کہ تین سال بعد۔ بالکل وہی کاؤنٹر جرمنی میں ہرمن آرون نے بنایا تھا۔
ایک بہتر شکل میں، میٹر کو دو پینڈولم سے لیس کیا گیا ہے جس میں کنڈلی موجودہ ماخذ سے جڑی ہوئی ہے۔ پینڈولم کے نیچے دو اور کنڈلیوں کو مخالف سمتوں کے ساتھ رکھا گیا تھا۔الیکٹریکل بوجھ کے نیچے کنڈلیوں کے تعامل کے نتیجے میں پینڈولم اس کے بغیر تیزی سے حرکت کرتا ہے۔
دوسری طرف، دوسری طرف، زیادہ آہستہ چل رہا تھا. ایک ہی وقت میں، پینڈولم دولن کی ابتدائی تعدد میں فرق کو پورا کرنے کے لیے ہر منٹ میں اپنے افعال کو تبدیل کرتے ہیں۔ سفر میں فرق کو گنتی کے طریقہ کار میں شمار کیا جاتا ہے۔ پاور اپ ہوتے ہی گھڑی شروع ہو گئی۔
تبدیلی کی ہوا
پینڈولم کاؤنٹر کوئی سستا "خوشی" نہیں تھا کیونکہ ان میں دو پوری گھڑیاں ہوتی تھیں۔ ایک ہی وقت میں، انہوں نے amp-hours یا watt-hours کو ٹھیک کرنا ممکن بنایا، جس کی وجہ سے وہ AC آپریشن کے لیے غیر موزوں ہو گئے۔
اپنے طریقے سے ایک انقلابی دریافت متبادل کرنٹاطالوی گیلیلیو فیراریس (1885) اور نکولا ٹیسلا (1888) کے ذریعہ بنایا گیا (یقیناً، ایک دوسرے سے آزادانہ طور پر)، ماپنے والے آلات کی بہتری میں اگلے مرحلے کے لیے محرک کے طور پر کام کیا۔
1889 میں، ایک موٹر کاؤنٹر تیار کیا گیا تھا. اسے جنرل الیکٹرک کے لیے امریکی انجینئر الیہو تھامسن نے ڈیزائن کیا تھا۔
ڈیوائس ایک آرمیچر موٹر تھی جس میں دھاتی کور نہیں تھا۔ کلیکٹر کے پار وولٹیج کوائل اور ریزسٹر میں تقسیم کیا جاتا ہے۔ کرنٹ سٹیٹر کو چلاتا ہے، جس کے نتیجے میں ٹارک وولٹیج اور کرنٹ کی پیداوار کے متناسب ہوتا ہے۔ ایک مستقل برقی مقناطیس آرمیچر سے منسلک ایلومینیم ڈسک پر کام کرتا ہے جو بریک ٹارک فراہم کرتا ہے۔ بجلی کے میٹر کی سب سے اہم خرابی کلیکٹر ہے۔
جیسا کہ آپ جانتے ہیں، اس وقت سائنسی برادری میں اس بات پر اتفاق نہیں تھا کہ کون سا نظام ہے۔ براہ راست کرنٹ یا متبادل کرنٹ پر مبنی — سب سے زیادہ امید افزا ہوگا۔… تھامسن کا بیان کردہ میٹر بنیادی طور پر براہ راست کرنٹ کے لیے ڈیزائن کیا گیا ہے۔
دریں اثنا، متبادل کرنٹ کے حق میں دلائل بڑھ رہے ہیں، کیونکہ براہ راست کرنٹ کا استعمال وولٹیج میں تبدیلی کی اجازت نہیں دیتا ہے اور اس کے نتیجے میں، بڑے سسٹمز کی تخلیق ہوتی ہے۔ الٹرنیٹنگ کرنٹ کا زیادہ سے زیادہ وسیع استعمال پایا جاتا ہے، اور 20ویں صدی کے آغاز میں الیکٹریکل انجینئرنگ پریکٹس میں الٹرنیٹنگ کرنٹ سسٹم نے آہستہ آہستہ براہ راست کرنٹ کو بدلنا شروع کر دیا۔
یہ سیٹ جارج ویسٹنگ ہاؤس (جس نے متبادل کرنٹ کے استعمال کے لیے ٹیسلا کے پیٹنٹ حاصل کیے تھے) کے لیے بجلی کا حساب کتاب کرنے کا کام اور یہ حساب کتاب ہر ممکن حد تک درست ہونا چاہیے۔ اس عرصے کے دوران (ٹرانسفارمر کی ایجاد سے بھی منسلک) ڈیوائس کو پیٹنٹ کیا گیا، جو دراصل پروٹو ٹائپ تھا۔ جدید اے سی میٹر… تاریخ میں انڈکشن کاؤنٹر کے کئی "موجد باپ" بھی ہیں۔
پہلے انڈکشن ماپنے والے آلے کو «Ferraris میٹر» کہا جاتا ہے، حالانکہ اس نے اسے بالکل بھی جمع نہیں کیا تھا۔ فیراری کو درج ذیل دریافت کا کریڈٹ جاتا ہے۔ دو گھومنے والے فیلڈز، جو متبادل کرنٹ کے ساتھ مرحلے سے باہر ہیں، ایک ٹھوس روٹر - ایک ڈسک یا سلنڈر کی گردش کا سبب بنتے ہیں۔ انڈکشن اصول پر مبنی کاؤنٹر آج بھی تیار کیے جاتے ہیں۔
ہنگری کے انجینئر Otto Titus Blaty، جسے ٹرانسفارمر کا موجد بھی کہا جاتا ہے، نے انڈکشن میٹر کا اپنا ورژن تجویز کیا۔ 1889 میں، اس نے ایک ساتھ دو پیٹنٹ حاصل کیے، جرمن نمبر 52,793 اور US نمبر 423,210، ایک ایجاد کے لیے جسے سرکاری طور پر "متبادل کرنٹ الیکٹرک کاؤنٹر" کے نام سے منسوب کیا گیا ہے۔
مصنف نے ڈیوائس کی مندرجہ ذیل تفصیل دی: "یہ کاؤنٹر بنیادی طور پر ایک دھاتی گھومنے والی باڈی پر مشتمل ہوتا ہے، جیسے کہ ڈسک یا سلنڈر، جس پر دو مقناطیسی فیلڈز کام کرتے ہیں جو ایک دوسرے کے ساتھ مرحلے سے باہر ہیں۔
اس مرحلے کی تبدیلی کا نتیجہ اس حقیقت سے نکلتا ہے کہ ایک فیلڈ مین کرنٹ سے پیدا ہوتا ہے، جبکہ دوسرا فیلڈ ایک ہائی سیلف انڈکٹینس کوائل کے ذریعے پیدا ہوتا ہے جو سرکٹ کے ان پوائنٹس کو شنٹ کرتا ہے جن کے درمیان بجلی کی کھپت کی پیمائش کی جاتی ہے۔
تاہم، مقناطیسی میدان انقلاب کے جسم میں ایک دوسرے کو نہیں کاٹتے ہیں، جیسا کہ معروف فیراری میکانزم میں ہے، بلکہ اس کے مختلف حصوں سے ایک دوسرے سے آزاد ہوکر گزرتے ہیں۔ » گانز کے ذریعہ تیار کردہ پہلے کاؤنٹر ٹاپس، جہاں بلاٹی نے کام کیا، لکڑی کی بنیاد پر لگایا گیا تھا اور ان کا وزن 23 کلوگرام تھا۔
بلاشبہ، ایک ہی وقت میں، دونوں شعبوں کی ایک ہی خصوصیت الیکٹریکل انجینئرنگ کے ایک اور علمبردار اولیور بلیک برن شیلنبرگر نے دریافت کی۔ اور 1894 میں، اس نے اے سی سسٹم کے لیے بجلی کا میٹر تیار کیا۔ سکرو میکانزم نے ٹارک فراہم کیا۔
تاہم، یہ میٹر برقی موٹروں کے ساتھ کام کرنے کے لیے موزوں نہیں ہے، کیونکہ یہ پیمائش کے لیے درکار وولٹیج عنصر فراہم نہیں کرتا ہے۔ پاور فیکٹر.
یہ کاؤنٹر بلیٹی ڈیوائس سے تھوڑا چھوٹا تھا، بلکہ کافی بھاری اور کافی بھاری بھی تھا - اس کا وزن 41 کلو گرام تھا، یعنی 16 کلو سے زیادہ۔ صرف 1914 میں، آلہ کا وزن 2.6 کلوگرام تک کم کیا گیا تھا.
کمال کی کوئی حد نہیں ہے۔
اس طرح، یہ کہا جا سکتا ہے کہ 20 ویں صدی کے آغاز میں، کاؤنٹر روزمرہ کی مشق کا حصہ بن گیا. اس کی تصدیق پہلے پیمائش کے معیار کی ظاہری شکل سے بھی ہوتی ہے۔ یہ امریکن نیشنل اسٹینڈرڈز انسٹی ٹیوٹ (ANSI) نے 1910 میں جاری کیا تھا۔
خصوصیت سے، پیمائش کرنے والے آلات کی سائنسی اہمیت کی اہمیت کو تسلیم کرنے کے علاوہ، معیار تجارتی جزو کی اہمیت پر بھی زور دیتا ہے۔ پہلا معروف بین الاقوامی الیکٹرو ٹیکنیکل کمیشن (IEC) پیمائش کا معیار 1931 کا ہے۔
20ویں صدی کے آغاز تک، وزن اور طول و عرض میں کمی کو مدنظر رکھے بغیر آلات میں متعدد تبدیلیاں آ چکی تھیں: بوجھ کی حد میں توسیع، بوجھ کے عنصر میں تبدیلیوں کا معاوضہ، وولٹیج اور درجہ حرارت، گیند کی ظاہری شکل۔ بیرنگ اور مقناطیسی بیرنگ (جس نے رگڑ کو نمایاں طور پر کم کیا)۔ بریک الیکٹرومیگنیٹ کے معیار کی خصوصیات اور سپورٹ سے تیل نکالنے اور گنتی کے طریقہ کار کو بہتر بنایا گیا جس سے سروس کی زندگی میں اضافہ ہوا۔
اسی وقت، نئی قسم کے میٹر نمودار ہوئے - ملٹی ٹیرف میٹر، پیک لوڈ میٹر، پری پیڈ انرجی میٹر، نیز تھری فیز انڈکشن میٹر۔ مؤخر الذکر ایک، دو یا تین ڈسکوں پر نصب دو یا تین پیمائشی نظام استعمال کرتا ہے۔ 1934 میں، لینڈیس اینڈ گیر کے ذریعہ تیار کردہ ایک فعال اور رد عمل والا انرجی میٹر نمودار ہوا۔
سائنسی اور تکنیکی ترقی کے مزید کورس کے ساتھ ساتھ مارکیٹ تعلقات کی ترقی، پیمائش کے آلات کی تیاری میں اظہار پایا۔ الیکٹرانکس کی ترقی کا ایک سنگین اثر ہوا - 1970 کی دہائی میں، انڈکشن ماپنے والے آلات کے ساتھ، الیکٹرانک پیمائش کرنے والے آلات نمودار ہوئے۔ قدرتی طور پر، اس نے آلات کی فعالیت کو بہت وسیع کیا۔ سب سے پہلے، یہ ہے خودکار اکاؤنٹنگ سسٹم (ASKUE)، ملٹی ٹیرف موڈ۔
اس کے بعد، میٹر کے افعال میں مزید توسیع ہوئی اور صرف توانائی اور وسائل کی رپورٹنگ کی حدود سے آگے بڑھ گئے۔اس میں واضح خلاف ورزیوں کے خلاف تحفظ، قبل از ادائیگی، لوڈ بیلنس کنٹرول اور کئی دیگر افعال شامل ہیں۔ریڈنگز برقی نیٹ ورکس، ٹیلی فون لائنوں، یا وائرلیس ڈیٹا ٹرانسمیشن چینلز سے پڑھی جاتی ہیں۔