برقی مواد کی درجہ بندی

مواد ایک ایسی چیز ہے جس میں ایک خاص ساخت، ساخت اور خصوصیات ہیں، جو کچھ افعال انجام دینے کے لیے ڈیزائن کی گئی ہیں۔ مواد کی مختلف مجموعی حالتیں ہوسکتی ہیں: ٹھوس، مائع، گیس یا پلازما۔

مواد کے ذریعے انجام پانے والے افعال متنوع ہیں: کرنٹ کے بہاؤ کو یقینی بنانا (مواصلاتی مواد میں)، مکینیکل بوجھ کے تحت ایک مخصوص شکل کو برقرار رکھنا (ساختی مواد میں)، موصلیت فراہم کرنا (ڈائی الیکٹرک مواد میں)، برقی توانائی کو حرارت میں تبدیل کرنا (مزاحمتی مواد میں) . عام طور پر، مواد کے کئی افعال ہوتے ہیں۔ مثال کے طور پر، ایک ڈائی الیکٹرک کو لازمی طور پر کسی قسم کے مکینیکل تناؤ کا سامنا کرنا پڑتا ہے، یعنی یہ ایک ساختی مواد ہے۔

مادی سائنس - ایک سائنس جو مواد کی ساخت، ساخت، خصوصیات، مختلف اثرات کے تحت مواد کے برتاؤ کے مطالعہ سے متعلق ہے: تھرمل، برقی، مقناطیسی، وغیرہ، نیز جب یہ اثرات یکجا ہوتے ہیں۔

الیکٹریکل میٹریلز - یہ میٹریل سائنس کی ایک شاخ ہے جو الیکٹریکل انجینئرنگ اور توانائی کے لیے مواد سے متعلق ہے، یعنیبرقی آلات کے ڈیزائن، تیاری اور آپریشن کے لیے ضروری مخصوص خصوصیات کے ساتھ مواد۔

توانائی کے شعبے میں مواد ایک اہم کردار ادا کرتا ہے۔ مثال کے طور پر ہائی وولٹیج لائنوں کے لیے انسولیٹر۔ تاریخی طور پر، سب سے پہلے چینی مٹی کے برتن کے انسولیٹروں کے ساتھ باہر آتے ہیں. ان کی پیداوار کی ٹیکنالوجی کافی پیچیدہ اور موجی ہے. انسولیٹر کافی بھاری اور بھاری ہوتے ہیں۔ ہم نے شیشے کے ساتھ کام کرنا سیکھا - شیشے کے انسولیٹر نمودار ہوئے۔ وہ ہلکے، سستے اور تشخیص کرنے میں کسی حد تک آسان ہیں۔ آخر میں، حالیہ ایجادات سلیکون ربڑ انسولیٹر ہیں۔

پہلے ربڑ کے انسولیٹر زیادہ کامیاب نہیں تھے۔ وقت گزرنے کے ساتھ، ان کی سطح پر مائیکرو کریکس بنتے ہیں، جس میں گندگی جمع ہوتی ہے، کنڈکٹیو نشانات بنتے ہیں، جس کے بعد انسولیٹر ٹوٹ جاتے ہیں۔ بیرونی ماحول کے اثرات کے حالات میں ہائی وولٹیج لائنوں (OHL) کے کنڈکٹرز کے برقی میدان میں انسولیٹروں کے رویے کے تفصیلی مطالعہ نے متعدد اضافی اشیاء کو منتخب کرنا ممکن بنایا جو ماحولیاتی اثرات کے خلاف مزاحمت، آلودگی کے خلاف مزاحمت اور عمل کو بہتر بناتے ہیں۔ بجلی کے اخراج. نتیجے کے طور پر، اب آپریٹنگ وولٹیج کی مختلف سطحوں کے لیے ہلکے وزن کے، پائیدار انسولیٹروں کی ایک پوری کلاس بنائی گئی ہے۔

موازنے کے لیے، 1150 kV اوور ہیڈ لائنوں کے لیے معطل شدہ انسولیٹروں کا وزن سپورٹ کے درمیان فاصلے میں تاروں کے وزن اور کئی ٹن کے برابر ہے۔ یہ انسولیٹروں کے اضافی متوازی تاروں کی تنصیب پر مجبور کرتا ہے، جس سے سپورٹ پر بوجھ بڑھ جاتا ہے۔ اس کے لیے زیادہ پائیدار کے استعمال کی ضرورت ہوتی ہے، جس کا مطلب ہے زیادہ بڑے پیمانے پر سپورٹ۔ اس سے مواد کی کھپت میں اضافہ ہوتا ہے، سپورٹ کا بڑا وزن تنصیب کی لاگت کو نمایاں طور پر بڑھاتا ہے۔حوالہ کے لیے، تنصیب کی لاگت پاور لائن کی تعمیر کی لاگت کا 70% تک ہے۔ مثال سے پتہ چلتا ہے کہ کس طرح ایک ساختی عنصر مجموعی طور پر ساخت کو متاثر کرتا ہے۔

اس طرح، برقی مواد (ETM) ہر ایک کی تکنیکی اور اقتصادی کارکردگی کے تعین کرنے والوں میں سے ایک ہیں۔ بجلی کے نظام.

توانائی کی صنعت میں استعمال ہونے والے اہم مواد کو کئی طبقوں میں تقسیم کیا جا سکتا ہے - وہ کنڈکٹیو مواد، مقناطیسی مواد اور ڈائی الیکٹرک مواد ہیں۔ ان کے درمیان مشترک بات یہ ہے کہ وہ وولٹیج کے حالات میں کام کرتے ہیں، اور اسی لیے برقی میدان میں۔

تاروں کے لیے مواد

کنڈکٹیو میٹریل ایسے مواد کو کہا جاتا ہے جس کی اہم برقی خاصیت برقی چالکتا ہے، جو دیگر برقی مواد کے مقابلے میں بہت زیادہ واضح ہے۔ ٹیکنالوجی میں ان کا استعمال بنیادی طور پر اس خاصیت کی وجہ سے ہے، جو عام درجہ حرارت پر اعلی مخصوص برقی چالکتا کا تعین کرتا ہے۔

ٹھوس اور مائع دونوں اور، صحیح حالات میں، گیسوں کو برقی رو کے موصل کے طور پر استعمال کیا جا سکتا ہے۔ الیکٹریکل انجینئرنگ میں عملی طور پر استعمال ہونے والا سب سے اہم ٹھوس کنڈکٹنگ مواد دھاتیں اور ان کے مرکب ہیں۔

مائع موصل میں پگھلی ہوئی دھاتیں اور مختلف الیکٹرولائٹس شامل ہیں۔ تاہم، زیادہ تر دھاتوں کے لیے، پگھلنے کا نقطہ زیادہ ہوتا ہے، اور صرف پارا، جس کا پگھلنے کا نقطہ تقریبا مائنس 39 ° C ہے، کو عام درجہ حرارت پر مائع دھاتی موصل کے طور پر استعمال کیا جا سکتا ہے۔ دیگر دھاتیں بلند درجہ حرارت پر مائع موصل ہیں۔

گیسیں اور بخارات، بشمول دھاتی، کم برقی میدان کی طاقت کے موصل نہیں ہیں۔تاہم، اگر فیلڈ کی طاقت ایک خاص اہم قدر سے زیادہ ہے جو جھٹکا اور فوٹوونائزیشن کے آغاز کو یقینی بناتی ہے، تو گیس الیکٹرانک اور آئنک چالکتا کے ساتھ ایک موصل بن سکتی ہے۔ ایک انتہائی آئنائزڈ گیس، جس میں الیکٹران کی تعداد فی یونٹ حجم کے مثبت آئنوں کی تعداد کے برابر ہوتی ہے، ایک خاص ترسیلی ذریعہ ہے جسے پلازما کہتے ہیں۔

الیکٹریکل انجینئرنگ کے لیے ترسیلی مواد کی سب سے اہم خصوصیات ان کی برقی اور تھرمل چالکتا کے ساتھ ساتھ تھرمل EMF پیدا کرنے کی صلاحیت ہے۔

برقی چالکتا کسی مادے کی برقی کرنٹ چلانے کی صلاحیت کو ظاہر کرتی ہے (دیکھیں - مادوں کی برقی چالکتا)۔ دھاتوں میں کرنٹ گزرنے کا طریقہ کار برقی میدان کے زیر اثر آزاد الیکٹرانوں کی حرکت کی وجہ سے ہے۔

سیمی کنڈکٹر مواد

سیمی کنڈکٹر مواد وہ ہوتے ہیں جو کنڈکٹیو اور ڈائی الیکٹرک مواد کے درمیان اپنی مخصوص چالکتا میں درمیانی ہوتے ہیں اور جن کی مخصوص خاصیت ارتکاز اور نجاست کی قسم یا دیگر نقائص پر مخصوص چالکتا کا انتہائی مضبوط انحصار ہے، نیز زیادہ تر معاملات میں بیرونی توانائی کے اثرات پر۔ (درجہ حرارت، چمک، وغیرہ). NS.)

سیمی کنڈکٹرز میں برقی طور پر موصل مادوں کا ایک بڑا گروپ شامل ہوتا ہے جن کی مزاحمت عام درجہ حرارت پر کنڈکٹرز سے زیادہ ہوتی ہے لیکن ڈائی الیکٹرکس سے کم ہوتی ہے اور 10-4 سے 1010 Ohm • سینٹی میٹر تک ہوتی ہے۔ توانائی میں، سیمی کنڈکٹر براہ راست استعمال نہیں ہوتے ہیں، لیکن سیمی کنڈکٹرز پر مبنی الیکٹرانک اجزاء بڑے پیمانے پر استعمال ہوتے ہیں۔ یہ اسٹیشنوں، سب اسٹیشنوں، ڈسپیچ دفاتر، خدمات وغیرہ پر کوئی بھی الیکٹرانکس ہے۔ ریکٹیفائر، ایمپلیفائر، جنریٹر، کنورٹرز۔سلکان کاربائیڈ پر مبنی سیمی کنڈکٹر بھی تیار کیے جاتے ہیں۔ غیر لکیری اضافے گرفتاری پاور لائنوں میں (سرج گرفتار کرنے والے)۔

ڈائی الیکٹرک مواد

ڈائی الیکٹرک مواد ایسے مواد کو کہا جاتا ہے جن کی بنیادی برقی خاصیت پولرائز کرنے کی صلاحیت ہے اور جہاں ایک الیکٹرو سٹیٹک فیلڈ کا وجود ممکن ہے۔ حقیقی (تکنیکی) ڈائی الیکٹرک مثالی تک پہنچتا ہے، اس کی مخصوص چالکتا جتنی کم ہوتی ہے اور برقی توانائی کی کھپت اور حرارت کے اخراج سے متعلق پولرائزیشن کے تاخیری میکانزم اتنے ہی کمزور ہوتے ہیں۔

ڈائی الیکٹرک پولرائزیشن کو اس میں ظاہری شکل کہا جاتا ہے جب بیرونی میں متعارف کرایا جاتا ہے۔ برقی میدان ایک میکروسکوپک اندرونی برقی میدان چارج شدہ ذرات کی نقل مکانی کی وجہ سے جو ڈائی الیکٹرک مالیکیولز بناتے ہیں۔ ڈائی الیکٹرک جس میں ایسی فیلڈ پیدا ہوئی ہے اسے پولرائز کہا جاتا ہے۔

مقناطیسی مواد

مقناطیسی مواد وہ ہیں جو مقناطیسی میدان میں اس فیلڈ کے ساتھ براہ راست تعامل کے ذریعے کام کرنے کے لیے ڈیزائن کیے گئے ہیں۔ مقناطیسی مواد کو کمزور مقناطیسی اور مضبوط مقناطیسی میں تقسیم کیا جاتا ہے۔ Diamagnets اور paramagnets کو کمزور مقناطیسی کے طور پر درجہ بندی کیا جاتا ہے۔ مضبوط مقناطیسی - فیرو میگنیٹس، جو بدلے میں مقناطیسی طور پر نرم اور مقناطیسی طور پر سخت ہوسکتے ہیں۔

جامع مواد

جامع مواد کئی اجزاء پر مشتمل مواد ہیں جو مختلف افعال انجام دیتے ہیں اور اجزاء کے درمیان انٹرفیس ہوتے ہیں۔