کامل برقی رابطہ، مادی خصوصیات کا اثر، رابطہ مزاحمت پر دباؤ اور طول و عرض
فکسڈ رابطے زیادہ تر معاملات میں تاروں کے مکینیکل کنکشن کے ذریعے بنائے جاتے ہیں، اور کنکشن یا تو تاروں کے براہ راست کنکشن (مثال کے طور پر، الیکٹریکل سب سٹیشنوں میں بسیں) یا درمیانی آلات - کلیمپ اور ٹرمینلز کے ذریعے بنایا جا سکتا ہے۔
میکانکی طور پر بنائے گئے رابطوں کو کہا جاتا ہے۔ سخت کرنااور انہیں ان کے انفرادی حصوں کو پریشان کیے بغیر جمع یا جدا کیا جا سکتا ہے۔ کلیمپنگ رابطوں کے علاوہ، جڑے ہوئے تاروں کو سولڈرنگ یا ویلڈنگ کے ذریعے حاصل کیے گئے فکسڈ رابطے ہیں۔ ہم ایسے رابطوں کو کہتے ہیں۔ تمام دھات، کیونکہ ان کی کوئی جسمانی حد نہیں ہے جو دو تاروں کو محدود کرتی ہے۔
آپریشن میں رابطوں کی وشوسنییتا، مزاحمت کا استحکام، زیادہ گرمی کی عدم موجودگی اور دیگر خلل پوری تنصیب یا لائن کے معمول کے عمل کا تعین کرتے ہیں جس میں رابطے ہوتے ہیں۔
نام نہاد مثالی رابطے کو دو اہم ضروریات کو پورا کرنا ضروری ہے:
- رابطے کی مزاحمت ایک ہی لمبائی کے حصے میں کنڈکٹر کی مزاحمت کے برابر یا کم ہونی چاہیے۔
- ریٹیڈ کرنٹ کے ساتھ رابطہ حرارت متعلقہ کراس سیکشن کے تار کی ہیٹنگ کے برابر یا کم ہونی چاہیے۔
1913 میں، ہیرس نے چار قوانین تیار کیے جو برقی رابطوں کو کنٹرول کرتے ہیں (Harris F., resistance of Electrical Contacts):
1. دیگر تمام حالات برابر ہونے کی وجہ سے رابطہ میں وولٹیج ڈراپ کرنٹ کے براہ راست تناسب میں بڑھتا ہے۔ دوسرے الفاظ میں، دو مواد کے درمیان رابطہ ایک مزاحمت کے طور پر برتاؤ کرتا ہے۔
2. اگر رابطے میں سطحوں کی حالت پر کوئی اثر نہیں ہوتا ہے تو، پورے رابطے میں وولٹیج ڈراپ دباؤ کے ساتھ الٹا تبدیل ہوتا ہے۔
3. مختلف مواد کے درمیان رابطے کی مزاحمت ان کی مخصوص مزاحمت پر منحصر ہے۔ کم مزاحمتی مواد میں رابطے کی مزاحمت بھی کم ہوتی ہے۔
4. رابطوں کی مزاحمت ان کے علاقے کے سائز پر منحصر نہیں ہے، لیکن صرف رابطے میں کل دباؤ پر منحصر ہے.
رابطے کی سطح کے سائز کا تعین مندرجہ ذیل عوامل سے کیا جاتا ہے: رابطوں کی حرارت کی منتقلی کی شرائط اور سنکنرن مزاحمت، کیونکہ چھوٹی سطح کے ساتھ رابطے کو فضا سے سنکنرن ایجنٹوں کے داخل ہونے سے تباہ کیا جا سکتا ہے۔ رابطے کی سطح.
لہذا، کلیمپنگ رابطوں کو ڈیزائن کرتے وقت، رابطے کی سطح کے دباؤ، موجودہ کثافت اور سائز کے اصولوں کو جاننا ضروری ہے، جو ایک مثالی رابطے کی ضروریات کی تعمیل کو یقینی بناتے ہیں اور جو مواد، سطح کے علاج اور رابطے کے لحاظ سے مختلف ہو سکتے ہیں۔ ڈیزائن
رابطے کی مزاحمت مندرجہ ذیل مادی خصوصیات سے متاثر ہوتی ہے۔
1۔مواد کی مخصوص برقی مزاحمت۔
رابطہ مزاحمت جتنی زیادہ ہوگی، رابطہ مواد کی مخصوص مزاحمت اتنی ہی زیادہ ہوگی۔
2. مواد کی سختی یا دبانے والی طاقت۔ نرم مواد زیادہ آسانی سے بگڑ جاتا ہے اور رابطے کے مقامات کو زیادہ تیزی سے قائم کرتا ہے اور اس وجہ سے کم دباؤ پر کم برقی مزاحمت فراہم کرتا ہے۔ اس لحاظ سے، سخت دھاتوں کو نرم دھاتوں سے ڈھانپنا مفید ہے: تانبے اور پیتل کے لیے ٹن اور لوہے کے لیے ٹن یا کیڈمیم۔
3. تھرمل توسیع کے گتانک یہ بھی ذہن میں رکھنا ضروری ہے، کیونکہ رابطوں کے مواد اور مثال کے طور پر، بولٹ کے درمیان فرق کی وجہ سے، دباؤ میں اضافہ ہوسکتا ہے، جس سے رابطے کے کمزور حصے کی پلاسٹک کی خرابی ہوتی ہے اور درجہ حرارت میں کمی کے ساتھ اس کی تباہی ہوتی ہے۔ .
رابطے کی مزاحمت کی مقدار کا تعین پوائنٹ رابطوں کی تعداد اور سائز سے ہوتا ہے اور اس کا انحصار رابطوں کے مواد، رابطے کے دباؤ، رابطے کی سطحوں کے علاج اور رابطہ سطحوں کے سائز پر ہوتا ہے۔
پر شارٹ سرکٹس رابطوں میں درجہ حرارت اتنا بڑھ سکتا ہے کہ بولٹ اور رابطے کے مواد کے تھرمل توسیع کے غیر یکساں گتانک کی وجہ سے، مواد کی لچکدار حد سے اوپر دباؤ ہو سکتا ہے۔
یہ ڈھیلا اور رابطے کی تنگی کا سبب بنے گا۔ لہذا، حساب لگاتے وقت، شارٹ سرکٹ کرنٹ کی وجہ سے ہونے والے رابطے میں اضافی مکینیکل دباؤ کی جانچ کرنا ضروری ہے۔
کاپر کمرے کے درجہ حرارت (20 - 30 °) پر ہوا میں آکسائڈائز کرنا شروع کر دیتا ہے۔نتیجے میں بننے والی آکسائیڈ فلم، اس کی چھوٹی موٹائی کی وجہ سے، رابطے کی تشکیل میں کسی خاص رکاوٹ کی نمائندگی نہیں کرتی، کیونکہ جب رابطوں کو سکیڑ دیا جاتا ہے تو یہ تباہ ہو جاتی ہے۔
مثال کے طور پر، اسمبلی سے پہلے ایک ماہ تک ہوا کے سامنے آنے والے رابطے تازہ بنائے گئے رابطوں کے مقابلے میں صرف 10% زیادہ مزاحمت دکھاتے ہیں۔ تانبے کا مضبوط آکسیکرن 70 ° سے زیادہ درجہ حرارت پر شروع ہوتا ہے۔ رابطے، جو 100 ° پر تقریبا 1 گھنٹہ کے لئے منعقد کیے گئے تھے، ان کی مزاحمت میں 50 گنا اضافہ ہوا.
درجہ حرارت میں اضافہ اس حقیقت کی وجہ سے رابطوں کے آکسیکرن اور سنکنرن کو تیز کرتا ہے کہ رابطے میں گیسوں کے پھیلاؤ میں تیزی آتی ہے اور سنکنرن مادوں کی رد عمل میں اضافہ ہوتا ہے۔ حرارتی اور ٹھنڈک کا ردوبدل رابطے میں گیسوں کے دخول کو فروغ دیتا ہے۔
یہ بھی قائم کیا گیا تھا کہ کرنٹ کے ذریعے رابطوں کو طویل عرصے تک گرم کرنے کے دوران، ان کے درجہ حرارت اور مزاحمت میں ایک چکراتی تبدیلی دیکھی جاتی ہے۔
- تانبے کا CuO میں آکسیکرن اور مزاحمت اور درجہ حرارت میں اضافہ؛
- ہوا کی کمی کے ساتھ، CuO سے Cu2O میں منتقلی اور مزاحمت اور درجہ حرارت میں کمی (Cu2O CuO سے بہتر چلتی ہے)؛
- ہوا تک رسائی میں اضافہ، CuO کی نئی تشکیل، مزاحمت اور درجہ حرارت میں اضافہ، وغیرہ۔
آکسائڈ پرت کے بتدریج گاڑھا ہونے کی وجہ سے، بالآخر رابطے کی مزاحمت میں اضافہ دیکھا جاتا ہے۔
فضا میں سلفر ڈائی آکسائیڈ، ہائیڈروجن سلفائیڈ، امونیا، کلورین اور تیزابی بخارات کی موجودگی کاپر کے ساتھ رابطے پر زیادہ مضبوط اثر ڈالتی ہے۔
ہوا میں، ایلومینیم تیزی سے ایک پتلی، انتہائی مزاحم آکسائیڈ فلم سے ڈھک جاتا ہے۔ آکسائڈ فلم کو ہٹائے بغیر ایلومینیم رابطوں کا استعمال اعلی رابطہ مزاحمت دیتا ہے۔
عام درجہ حرارت پر فلم کو ہٹانا صرف میکانکی طور پر ممکن ہے، اور رابطے کی سطح کی صفائی پیٹرولیم جیلی کی پرت کے نیچے کی جانی چاہیے تاکہ ہوا کو صاف شدہ سطح تک پہنچنے سے روکا جا سکے۔ ایلومینیم کے رابطے اس طرح علاج کیے جاتے ہیں جو رابطے کی کم مزاحمت دیتے ہیں۔
رابطے کو بہتر بنانے اور سنکنرن سے بچانے کے لیے، رابطے کی سطحوں کو عام طور پر ایلومینیم کے لیے پیٹرولیم جیلی اور تانبے کے لیے ٹن سے صاف کیا جاتا ہے۔
ایلومینیم کی تاروں کو جوڑنے کے لیے کلیمپ ڈیزائن کرتے وقت، ایلومینیم کی خاصیت کو مدنظر رکھنا ضروری ہے کہ وقت کے ساتھ ساتھ "سکڑ" جائے، جس کے نتیجے میں رابطہ کمزور ہو جاتا ہے۔ ایلومینیم کی تاروں کی اس خاصیت کو مدنظر رکھتے ہوئے، اسپرنگ کے ساتھ خصوصی ٹرمینلز کا استعمال ممکن ہے، جس کی وجہ سے ہر وقت رابطے میں ضروری رابطہ دباؤ برقرار رہتا ہے۔
رابطے کا دباؤ رابطہ مزاحمت کو متاثر کرنے والا سب سے اہم عنصر ہے۔ عملی طور پر، رابطے کی مزاحمت بنیادی طور پر رابطے کے دباؤ پر اور بہت کم حد تک رابطے کی سطح کے علاج یا سائز پر منحصر ہوتی ہے۔
رابطے کے دباؤ میں اضافہ کا سبب بنتا ہے:
- رابطے کی مزاحمت میں کمی:
- نقصان میں کمی؛
- رابطے کی سطحوں کی سخت بانڈنگ، جو رابطوں کے آکسیکرن کو کم کرتی ہے اور اس طرح کنکشن کو مزید مستحکم بناتا ہے۔
عملی طور پر، نارملائزڈ رابطہ دباؤ عام طور پر استعمال کیا جاتا ہے، جہاں رابطہ مزاحمتی استحکام حاصل کیا جاتا ہے۔ اس طرح کے زیادہ سے زیادہ رابطے کے دباؤ کی قدریں مختلف دھاتوں اور رابطے کی سطحوں کی مختلف حالتوں کے لیے مختلف ہوتی ہیں۔
ایک اہم کردار پوری سطح پر رابطے کی کثافت کے ذریعے ادا کیا جاتا ہے، جس کے لیے رابطہ کی سطح کے سائز سے قطع نظر دباؤ کے مخصوص اصولوں کو برقرار رکھا جانا چاہیے۔
رابطے کی سطحوں کے علاج میں غیر ملکی فلموں کو ہٹانے کو یقینی بنانا چاہیے اور جب سطحیں رابطے میں ہوں تو زیادہ سے زیادہ نقطہ رابطے فراہم کریں۔
رابطے کی سطحوں کو نرم دھات سے ڈھانپنا، جیسے تانبے یا لوہے کے رابطے، کم دباؤ پر اچھے رابطے کو حاصل کرنا آسان بناتا ہے۔
ایلومینیم کے رابطوں کے لیے، بہترین علاج یہ ہے کہ رابطے کی سطح کو پیٹرولیم جیلی کے نیچے سینڈ پیپر سے ریت کیا جائے۔ پیٹرولیم جیلی ضروری ہے کیونکہ ہوا میں ایلومینیم بہت جلد ایک آکسائیڈ فلم سے ڈھک جاتا ہے، اور پیٹرولیم جیلی ہوا کو محفوظ رابطے کی سطح تک پہنچنے سے روکتی ہے۔
متعدد مصنفین کا خیال ہے کہ رابطے کی مزاحمت کا انحصار صرف رابطے کے کل دباؤ پر ہوتا ہے اور یہ رابطے کی سطح کے سائز پر منحصر نہیں ہوتا ہے۔
اس کا تصور کیا جا سکتا ہے اگر، مثال کے طور پر، رابطے کی سطح میں کمی کے ساتھ، رابطہ پوائنٹس کی تعداد میں کمی کی وجہ سے رابطے کی مزاحمت میں اضافے کو مزاحمت میں کمی کی وجہ سے ان کے چپٹے ہونے کی وجہ سے مخصوص سطحوں میں اضافے کی وجہ سے معاوضہ دیا جاتا ہے۔ رابطہ دباؤ.
دو مخالف سمت والے عمل کا ایسا باہمی معاوضہ صرف غیر معمولی معاملات میں ہی ہو سکتا ہے۔ بہت سے تجربات سے پتہ چلتا ہے کہ جیسے جیسے رابطے کی لمبائی کم ہوتی ہے اور ایک مستقل کل دباؤ پر، رابطے کی مزاحمت بڑھ جاتی ہے۔
آدھی رابطے کی لمبائی کے ساتھ، زیادہ دباؤ پر مزاحمتی استحکام حاصل کیا جاتا ہے۔
دی گئی موجودہ کثافت پر رابطے کی حرارت میں کمی کو رابطے کے مواد کی درج ذیل خصوصیات سے سہولت فراہم کی جاتی ہے: کم برقی مزاحمت، زیادہ گرمی کی گنجائش اور تھرمل چالکتا، نیز رابطوں کی بیرونی سطح پر حرارت کو خارج کرنے کی اعلی صلاحیت۔
مختلف دھاتوں سے بنے رابطوں کا سنکنرن ایک ہی دھاتوں سے بنے رابطوں کے مقابلے میں بہت زیادہ شدید ہوتا ہے۔ اس صورت میں، ایک الیکٹرو کیمیکل میکروکوپل بنتا ہے (میٹل A — گیلی فلم — میٹل B)، جو کہ ایک گالوانک سیل ہے۔ یہاں، جیسا کہ مائیکرو کورروشن کی صورت میں ہوتا ہے، الیکٹروڈز میں سے ایک کو تباہ کر دیا جائے گا، یعنی رابطے کا وہ حصہ جس میں کم نوبل دھات (انوڈ) شامل ہو۔
عملی طور پر، مختلف دھاتوں پر مشتمل تاروں کو جوڑنے کے معاملات ہوسکتے ہیں، مثال کے طور پر، ایلومینیم کے ساتھ تانبا۔ اس طرح کا رابطہ، خصوصی تحفظ کے بغیر، کم قیمتی دھات، یعنی ایلومینیم کو خراب کر سکتا ہے۔ دراصل، تانبے کے ساتھ رابطے میں ایلومینیم انتہائی سنکنرن ہے، لہذا تانبے اور ایلومینیم کے درمیان رابطے میں براہ راست تعلقات کی اجازت نہیں ہے.