برقی رو کے وجود کی شرائط

شروع کرنے کے لیے، آئیے اس سوال کا جواب دیتے ہیں کہ برقی رو کیا ہے؟ ایک سادہ ٹیبل ٹاپ بیٹری خود سے کرنٹ پیدا نہیں کرتی ہے۔ اور میز پر پڑی ٹارچ اس کے ایل ای ڈی کے ذریعے کرنٹ پیدا نہیں کرے گی بالکل بھی بغیر کسی وجہ کے۔ کرنٹ کے ظاہر ہونے کے لیے، کسی چیز کو کہیں بہنا ہوگا، کم از کم حرکت کرنا شروع کریں، اور اس کے لیے ٹارچ کی ایل ای ڈی اور بیٹری کے سرکٹ کو بند کرنا ہوگا۔ کچھ بھی نہیں، پرانے دنوں میں برقی رو کا موازنہ ایک مخصوص چارج شدہ مائع کی حرکت سے کیا جاتا تھا۔

اصل میں، ہم اب یہ جانتے ہیں بجلی - یہ چارج شدہ ذرات کی ڈائریکٹڈ حرکت ہے، اور یہ کہ حقیقت سے قریب تر ینالاگ چارج شدہ گیس ہوگی - چارج شدہ ذرات کی ایک گیس جو برقی میدان کے عمل کے تحت حرکت کرتی ہے۔ لیکن سب سے پہلے چیزیں.

الیکٹرک کرنٹ چارج شدہ ذرات کی ہدایت شدہ حرکت ہے۔

لہذا، برقی رو چارج شدہ ذرات کی حرکت ہے، لیکن چارج شدہ ذرات کی افراتفری کی حرکت بھی حرکت ہے، لیکن پھر بھی کرنٹ نہیں ہے۔اسی طرح، سیال کے مالیکیول جو ہر وقت حرارتی حرکت میں رہتے ہیں وہ کرنٹ نہیں بناتے ہیں کیونکہ باقی رہنے والے سیال کے پورے حجم کی مکمل نقل مکانی بالکل صفر ہے۔

سیال کے بہاؤ کے واقع ہونے کے لیے، مجموعی حرکت ہونی چاہیے، یعنی، سیال کے مالیکیولز کی مجموعی حرکت کو ہدایت یافتہ ہونا چاہیے۔ اس طرح، انووں کی افراتفری کی حرکت پورے حجم کی ہدایت شدہ حرکت میں شامل ہو جائے گی، اور مائع کے پورے حجم کا ایک بہاؤ واقع ہو گا۔

صورتحال برقی رو کے ساتھ ملتی جلتی ہے - برقی طور پر چارج شدہ ذرات کی ہدایت شدہ حرکت ایک برقی کرنٹ ہے۔ چارج شدہ ذرات کی تھرمل حرکت کی رفتار، مثال کے طور پر، دھات میں، سینکڑوں میٹر فی سیکنڈ میں ناپی جاتی ہے، لیکن سمتی حرکت میں، جب موصل میں ایک خاص کرنٹ سیٹ کیا جاتا ہے، تو ذرات کی عمومی حرکت کی رفتار کو ناپا جاتا ہے۔ ملی میٹر فی سیکنڈ کے حصے اور اکائیاں۔

لہذا، اگر دھاتی تار میں 10 A کے برابر براہ راست کرنٹ 1 مربع ملی میٹر کے کراس سیکشن کے ساتھ بہتا ہے، تو الیکٹرانوں کی ترتیب شدہ حرکت کی اوسط رفتار 0.6 سے 6 ملی میٹر فی سیکنڈ تک ہوگی۔ یہ پہلے سے ہی برقی جھٹکا ہوگا۔ اور الیکٹران کی یہ سست حرکت ایک تار کے لیے کافی ہے، مثال کے طور پر، نیکروم کی، اچھی طرح سے گرم ہونے کے لیے، اطاعت کرنا۔ جول-لینز کا قانون.

ذرات کی رفتار برقی میدان کی پھیلاؤ کی رفتار نہیں ہے!

نوٹ کریں کہ تار میں کرنٹ تقریباً فوری طور پر پورے حجم میں شروع ہوتا ہے، یعنی یہ "حرکت" روشنی کی رفتار سے تار کے ساتھ پھیلتی ہے، لیکن چارج شدہ ذرات کی حرکت خود 100 بلین گنا سست ہوتی ہے۔ آپ پائپ کی مشابہت پر غور کر سکتے ہیں جس میں مائع بہتا ہے۔

10 میٹر لمبے پائپ کے ساتھ حرکت کرنا، مثال کے طور پر پانی۔پانی کی رفتار صرف 1 میٹر فی سیکنڈ ہے، لیکن بہاؤ اسی رفتار سے نہیں بلکہ بہت زیادہ تیزی سے پھیلتا ہے، اور یہاں پھیلنے کی رفتار مائع کی کثافت اور اس کی لچک پر منحصر ہے۔ اس طرح، برقی میدان روشنی کی رفتار سے تار کے ساتھ پھیلتا ہے، اور ذرات 11 درجے کی رفتار سے آہستہ حرکت کرنا شروع کر دیتے ہیں۔ بھی دیکھو: برقی رو کی رفتار

1. چارج شدہ ذرات برقی رو کے وجود کے لیے ضروری ہیں۔

دھاتوں اور ویکیوم میں الیکٹران، الیکٹرولائٹ سلوشنز میں آئن - چارج کیریئر کے طور پر کام کرتے ہیں اور مختلف مادوں میں کرنٹ کی موجودگی کو یقینی بناتے ہیں۔ دھاتوں میں، الیکٹران بہت متحرک ہوتے ہیں، ان میں سے کچھ آزادانہ طور پر ایٹم سے ایٹم تک منتقل ہو سکتے ہیں، جیسے گیس کرسٹل جالی کے نوڈس کے درمیان کی جگہ کو بھرتی ہے۔

الیکٹران ٹیوبوں میں، الیکٹران تھرمیونک تابکاری کے دوران کیتھوڈ کو چھوڑ دیتے ہیں، برقی میدان کے عمل کے تحت انوڈ کی طرف دوڑتے ہیں۔ الیکٹرولائٹس میں، مالیکیول پانی میں ٹوٹ کر مثبت اور منفی چارج شدہ حصوں میں تبدیل ہو جاتے ہیں اور الیکٹرولائٹس میں چارج کیریئر آئنوں سے پاک ہو جاتے ہیں۔یعنی جہاں کہیں بھی برقی رو موجود ہو، وہاں مفت چارج کیریئر موجود ہوتے ہیں جو حرکت کر سکتے ہیں۔ برقی میدانیہ برقی رو کے وجود کی پہلی شرط ہے — مفت چارج کیریئرز کی موجودگی۔

2. برقی رو کے وجود کی دوسری شرط یہ ہے کہ بیرونی قوتیں چارج پر عمل کریں۔

اگر آپ اب کسی تار کو دیکھتے ہیں تو مان لیں کہ یہ تانبے کی تار ہے، پھر آپ اپنے آپ سے پوچھ سکتے ہیں: اس میں برقی رو لگنے میں کیا ضرورت ہے؟ چارج شدہ ذرات، الیکٹران ہیں، وہ آزادانہ طور پر منتقل کرنے کے قابل ہیں.

انہیں کیا حرکت دے گی؟ ایک برقی چارج شدہ ذرہ برقی میدان کے ساتھ تعامل کرنے کے لیے جانا جاتا ہے۔ لہٰذا، تار میں برقی میدان پیدا کرنا ضروری ہے، پھر تار کے ہر نقطے پر ایک پوٹینشل پیدا ہوگا، تار کے سروں کے درمیان ممکنہ فرق ہوگا، اور الیکٹران فیلڈ کی سمت میں حرکت کریں گے۔ سمت «-» سے «+» تک، جو الیکٹرک فیلڈ طاقت ویکٹر کے مخالف سمت میں ہے۔ برقی میدان الیکٹرانوں کو تیز کرے گا، ان کی (متحرک اور مقناطیسی) توانائی میں اضافہ کرے گا۔

نتیجے کے طور پر، اگر ہم ایک برقی فیلڈ کو تار پر صرف بیرونی طور پر لاگو کرنے پر غور کریں (ہم نے تار کو طاقت کی خطوط کے ساتھ برقی میدان میں رکھا)، تو الیکٹران تار کے ایک سرے پر جمع ہوں گے اور اس پر منفی چارج ظاہر ہوگا۔ آخر، اور چونکہ الیکٹران تار کے دوسرے سرے سے منتقل ہوتے ہیں، تو اس پر مثبت چارج ہوگا۔

نتیجے کے طور پر، بیرونی طور پر لاگو برقی فیلڈ کے ذریعے چارج کیے جانے والے کنڈکٹر کا برقی فیلڈ اس سمت میں ہوگا جو اس کے عمل سے بیرونی برقی فیلڈ کو کمزور کر دے۔

چارجز کی دوبارہ تقسیم کا عمل تقریباً فوری طور پر جاری رہے گا اور اس کے مکمل ہونے کے بعد تار میں کرنٹ بند ہو جائے گا۔ کنڈکٹر کے اندر نتیجے میں برقی میدان صفر ہو جائے گا، اور سرے پر موجود قوت شدت میں برابر ہو گی لیکن بیرونی طور پر لگائے جانے والے برقی میدان کے مخالف سمت میں ہو گی۔

اگر کنڈکٹر میں برقی فیلڈ کو براہ راست کرنٹ کے ذریعہ بنایا گیا ہے، مثال کے طور پر، ایک بیٹری، تو ایسا ذریعہ کنڈکٹر کے لیے بیرونی قوتوں کا ذریعہ بن جائے گا، یعنی ایک ایسا ذریعہ جو کنڈکٹر میں ایک مستقل EMF پیدا کرے گا۔ اور ممکنہ فرق کو برقرار رکھیں۔ظاہر ہے، بیرونی قوت کے ذریعہ کرنٹ کو برقرار رکھنے کے لیے، سرکٹ کو بند کرنا ضروری ہے۔