الیکٹرک سرکٹ کا مستقل وقت - یہ کیا ہے اور کہاں استعمال ہوتا ہے۔

متواتر عمل فطرت میں شامل ہیں: دن کے بعد رات، گرم موسم کی جگہ سردی، وغیرہ۔ ان واقعات کا دورانیہ تقریباً مستقل ہے اور اس لیے سختی سے طے کیا جا سکتا ہے۔ مزید برآں، ہم یہ دعویٰ کرنے کے حقدار ہیں کہ مثال کے طور پر پیش کیے جانے والے متواتر قدرتی عمل کم از کم کسی شخص کی عمر کے لحاظ سے کم نہیں ہو رہے ہیں۔

تاہم، ٹیکنالوجی میں، الیکٹریکل انجینئرنگ اور الیکٹرانکس میں، خاص طور پر، تمام عمل متواتر اور مسلسل نہیں ہوتے ہیں۔ عام طور پر، کچھ برقی مقناطیسی عمل پہلے بڑھتے ہیں اور پھر کم ہوتے ہیں۔ اکثر معاملہ صرف دولن کے آغاز کے مرحلے تک ہی محدود ہوتا ہے، جس میں واقعی رفتار پکڑنے کا وقت نہیں ہوتا ہے۔

اکثر الیکٹریکل انجینئرنگ میں آپ کو نام نہاد ایکسپونینشل ٹرانزینٹس مل سکتے ہیں، جس کا خلاصہ یہ ہے کہ نظام صرف ایک توازن کی حالت تک پہنچنے کی کوشش کرتا ہے، جو آخر کار آرام کی حالت کی طرح نظر آتی ہے۔ اس طرح کی منتقلی یا تو بڑھتی ہوئی یا کم ہو سکتی ہے۔

بیرونی قوت پہلے متحرک نظام کو توازن سے باہر لاتی ہے، اور پھر اس نظام کی قدرتی واپسی کو اس کی اصل حالت میں نہیں روکتی۔ یہ آخری مرحلہ نام نہاد عبوری عمل ہے، جس کی خصوصیت ایک خاص مدت ہے۔ اس کے علاوہ، نظام کو غیر متوازن کرنے کا عمل بھی خصوصیت کی مدت کے ساتھ ایک عارضی عمل ہے۔

کسی نہ کسی طریقے سے، عارضی عمل کے مستقل وقت کو ہم اس کے وقت کی خصوصیت کہتے ہیں، جو اس وقت کا تعین کرتا ہے جس کے بعد اس عمل کا ایک خاص پیرامیٹر اوقات «e» میں بدل جائے گا، یعنی یہ تقریباً 2.718 گنا بڑھے گا یا گھٹے گا۔ ابتدائی حالت کے مقابلے میں۔

مثال کے طور پر، ایک الیکٹریکل سرکٹ پر غور کریں جس میں ڈی سی وولٹیج سورس، ایک کپیسیٹر اور ایک ریزسٹر شامل ہو۔ اس قسم کا سرکٹ جہاں ایک ریزسٹر کو کپیسیٹر کے ساتھ سیریز میں جوڑا جاتا ہے اسے RC انٹیگریٹنگ سرکٹ کہا جاتا ہے۔

اگر وقت کے ابتدائی لمحے میں اس طرح کے سرکٹ کو بجلی فراہم کرنے کے لیے، یعنی ان پٹ پر ایک مستقل وولٹیج Uin سیٹ کرنا ہے، تو Uout — کیپسیٹر میں موجود وولٹیج تیزی سے بڑھنا شروع ہو جائے گا۔

وقت t1 کے بعد، کپیسیٹر وولٹیج ان پٹ وولٹیج کے 63.2% تک پہنچ جائے گا۔ لہذا، ابتدائی فوری سے t1 تک کا وقت کا وقفہ اس RC سرکٹ کا مستقل وقت ہے۔

اس سلسلہ مستقل کو «تاؤ» کہا جاتا ہے، جو سیکنڈوں میں ماپا جاتا ہے اور اس کے متعلقہ یونانی خط سے ظاہر ہوتا ہے۔ عددی طور پر، ایک RC سرکٹ کے لیے، یہ R*C کے برابر ہے، جہاں R اوہم میں ہے اور C فاراد میں ہے۔

انٹیگریٹ کرنے والے RC سرکٹس کو الیکٹرانکس میں کم پاس فلٹر کے طور پر استعمال کیا جاتا ہے جب اعلی تعدد کو کاٹنا ضروری ہے (دبا ہوا) اور کم تعدد کو گزرنا ضروری ہے۔

عملی طور پر، اس طرح کے فلٹریشن کا طریقہ کار مندرجہ ذیل اصول پر مبنی ہے۔ الٹرنیٹنگ کرنٹ کے لیے، کپیسیٹر ایک کپیسیٹیو ریزسٹنس کے طور پر کام کرتا ہے، جس کی قدر فریکوئنسی کے الٹا متناسب ہے، یعنی فریکوئنسی جتنی زیادہ ہوگی، اوہم میں کپیسیٹر کا رد عمل اتنا ہی کم ہوگا۔

لہذا، اگر RC سرکٹ سے ایک متبادل کرنٹ گزرتا ہے، تو، وولٹیج ڈیوائیڈر کے بازو کی طرح، ایک مخصوص وولٹیج کیپسیٹر کے پار گر جائے گا، جو کرنٹ گزرنے کی فریکوئنسی پر اس کی گنجائش کے متناسب ہے۔

اگر ان پٹ متبادل سگنل کی کٹ آف فریکوئنسی اور طول و عرض معلوم ہے، تو ڈیزائنر کے لیے آر سی سرکٹ میں ایسے کپیسیٹر اور ریزسٹر کا انتخاب کرنا مشکل نہیں ہوگا، تاکہ کم از کم (کٹ آف) وولٹیج کٹ آف فریکوئنسی - فریکوئنسی کی اوپری حد) کیپسیٹر پر پڑتی ہے، کیونکہ ری ایکٹنس ریزسٹر کے ساتھ ڈیوائیڈر میں داخل ہوتا ہے۔

اب نام نہاد تفریق سرکٹ پر غور کریں۔ یہ ایک سرکٹ ہے جس میں ایک ریزسٹر اور ایک انڈکٹر ہوتا ہے جو سیریز میں جڑا ہوتا ہے، ایک RL سرکٹ۔ اس کا وقت مستقل عددی طور پر L/R کے برابر ہے، جہاں L ہینریز میں کوائل کا انڈکٹنس ہے اور R اوہم میں ریزسٹر کی مزاحمت ہے۔

اگر کسی منبع سے مستقل وولٹیج کو اس طرح کے سرکٹ پر لاگو کیا جاتا ہے، تو کچھ دیر بعد کوائل کا وولٹیج U کے مقابلے میں 63.2 فیصد کم ہو جائے گا، یعنی اس برقی سرکٹ کے لیے وقت کے مستقل کی قدر کے مطابق۔ .

AC سرکٹس (متبادل سگنلز) میں، LR سرکٹس کو ہائی پاس فلٹر کے طور پر استعمال کیا جاتا ہے جب کم فریکوئنسیوں کو کاٹ دیا جانا چاہیے (دبا دیا جاتا ہے) اور اوپر کی فریکوئنسی (کٹ آف فریکوئنسی سے اوپر — کم فریکوئنسی کی حد) — کو چھوڑ دیا جاتا ہے۔لہذا، کنڈلی کی انڈکٹنس جتنی زیادہ ہوگی، فریکوئنسی اتنی ہی زیادہ ہوگی۔

جیسا کہ اوپر زیر بحث آر سی سرکٹ کے معاملے میں، یہاں وولٹیج ڈیوائیڈر کا اصول استعمال کیا گیا ہے۔ RL سرکٹ سے گزرنے والے ایک اعلی تعدد کرنٹ کے نتیجے میں انڈکٹینس L میں بڑے وولٹیج میں کمی آئے گی، جیسا کہ انڈکٹیو ریزسٹنس کے ساتھ جو ریزسٹر کے ساتھ وولٹیج ڈیوائیڈر کا حصہ ہے۔ ڈیزائنر کا کام ایسے R اور L کا انتخاب کرنا ہے تاکہ کنڈلی کا کم از کم (باؤنڈری) وولٹیج باؤنڈری فریکوئنسی پر بالکل حاصل ہو۔