اجازت نامہ کیا ہے؟

چارجز مختلف ذرائع ابلاغ میں مختلف طاقتوں کے ساتھ ایک دوسرے کے ساتھ تعامل کرتے ہیں جیسا کہ کولمب کے قانون کے ذریعے طے کیا گیا ہے۔ ان میڈیا کی خصوصیات کا تعین ایک مقدار سے کیا جاتا ہے جسے ڈائی الیکٹرک پرمٹٹیویٹی کہتے ہیں۔

ڈائی الیکٹرک پرمٹٹیویٹی کیا ہے؟

کے مطابق کولمب کا قانوندو پوائنٹ جیسے اسٹیشنری چارجز q₁ اور q₂ ویکیوم میں فارمولہ F کے ذریعہ دی گئی قوت کے ساتھ تعامل کرتا ہے۔_cl= ((1/4)*π*ε)*(|q₁|*|q₂|/r²)، کہاں:

• ایف_cl - کولمب فورس، این؛
• q₁, q₂ - چارجز کے ماڈیولز، kl؛
• r چارجز کے درمیان فاصلہ ہے، m؛
• ε₀ - برقی مستقل، 8.85*10^-12 F/m (فراد فی میٹر)۔

اگر تعامل خلا میں نہیں ہوتا ہے، تو فارمولے میں ایک اور مقدار شامل ہوتی ہے جو کولمب قوت پر مادہ کے اثر کا تعین کرتی ہے، اور کولمب کے قانون کی علامت اس طرح نظر آتی ہے:

F=((1/4)*π*ε*ε)*(|q₁|*|q₂|/r²).

اس مقدار کو یونانی حرف ε (epsilon) سے ظاہر کیا جاتا ہے، یہ طول و عرض کے بغیر ہے (اس کی پیمائش کی کوئی اکائی نہیں ہے)۔ ڈائی الیکٹرک پرمٹٹیویٹی مادے میں چارجز کے تعامل کی کشندگی کا گتانک ہے۔

اکثر طبیعیات میں ڈائی الیکٹرک پرمٹٹیویٹی کو برقی مستقل کے ساتھ مل کر استعمال کیا جاتا ہے، ایسی صورت میں مطلق ڈائی الیکٹرک پرمٹٹیویٹی کا تصور متعارف کرانا آسان ہے۔ یہ ε سے ظاہر ہوتا ہے۔_a اور ε کے برابر ہے۔_a= ε*ε. اس صورت میں مطلق پارگمیتا کا طول و عرض F/m ہے۔ عام پارگمیتا ε کو رشتہ دار بھی کہا جاتا ہے، اسے ε سے ممتاز کرنے کے لیے_a.

ڈائی الیکٹرک اجازت کی نوعیت

ڈائی الیکٹرک اجازت کی نوعیت برقی میدان کے عمل کے تحت پولرائزیشن کے رجحان پر مبنی ہے۔ زیادہ تر مادے عام طور پر برقی طور پر غیر جانبدار ہوتے ہیں، حالانکہ ان میں چارج شدہ ذرات ہوتے ہیں۔ یہ ذرات مادے کے بڑے پیمانے پر افراتفری کے ساتھ ترتیب دیئے گئے ہیں اور اوسطاً ان کے برقی میدان ایک دوسرے کو بے اثر کرتے ہیں۔

ڈائی الیکٹرکس زیادہ تر پابند چارجز پر مشتمل ہوتے ہیں (جنہیں ڈپولس کہا جاتا ہے)۔ یہ ڈوپولز روایتی طور پر دو مختلف ذرات کے بنڈلوں کی نمائندگی کرتے ہیں، جو ڈائی الیکٹرک کی موٹائی کے ساتھ بے ساختہ ہوتے ہیں اور اوسطاً، صفر برقی میدان کی طاقت پیدا کرتے ہیں۔ بیرونی فیلڈ کے عمل کے تحت، ڈوپولز اپنے آپ کو لاگو قوت کے مطابق سمت دیتے ہیں۔ نتیجے کے طور پر، ایک اضافی برقی میدان پیدا ہوتا ہے. اسی طرح کے مظاہر غیر قطبی ڈائی الیکٹرک میں پائے جاتے ہیں۔

کنڈکٹرز میں، عمل ایک جیسے ہوتے ہیں، صرف مفت چارجز ہوتے ہیں جو ایک بیرونی فیلڈ کے عمل کے تحت الگ ہوتے ہیں اور اپنی برقی فیلڈ بھی بناتے ہیں۔ اس فیلڈ کا رخ بیرونی فیلڈ کی طرف ہے، چارجز کو بچاتا ہے اور ان کے تعامل کی قوت کو کم کرتا ہے۔ کسی مادے کی پولرائزیشن کی صلاحیت جتنی زیادہ ہوگی، ε اتنا ہی زیادہ ہوگا۔

مختلف مادوں کی ڈائی الیکٹرک اجازت

مختلف مادوں کی مختلف ڈائی الیکٹرک اجازت ہوتی ہے۔ ان میں سے کچھ کے لیے ε کی قدر جدول 1 میں دکھائی گئی ہے۔ ظاہر ہے، یہ قدریں اتحاد سے زیادہ ہیں، اس لیے خلا کے مقابلے چارجز کا تعامل ہمیشہ کم ہوتا ہے۔نیز یہ بھی نوٹ کرنا ضروری ہے کہ ہوا کے لیے ε اتحاد سے تھوڑا زیادہ ہے، اس لیے ہوا میں چارجز کا تعامل عملاً ویکیوم کے تعامل سے مختلف نہیں ہوتا۔

جدول 1. مختلف مادوں کے لیے برقی پارگمیتا کی قدریں۔

کپیسیٹر ڈائی الیکٹرک مستقل اور اہلیت

عملی طور پر ε کی قدر جاننا ضروری ہے، مثال کے طور پر برقی کیپسیٹرز کے ڈیزائن میں۔ ان کا اہلیت شیلوں کے طول و عرض، ان کے درمیان فاصلہ اور ڈائی الیکٹرک کے ڈائی الیکٹرک مستقل پر منحصر ہے۔

اگر آپ بنانا چاہتے ہیں۔ ایک capacitor اگر الیکٹروڈ کی گنجائش زیادہ ہے، تو کور کے رقبے میں اضافہ سائز میں اضافے کا باعث بنتا ہے۔ الیکٹروڈ کے درمیان فاصلے کو کم کرنے پر بھی عملی حدود ہیں۔ اس صورت میں، بڑھتی ہوئی ڈائی الیکٹرک مستقل کے ساتھ ایک انسولیٹر کا استعمال مدد کر سکتا ہے۔ اگر زیادہ ε والا مواد استعمال کیا جاتا ہے، تو الیکٹروڈ کا سائز کئی گنا کم کیا جا سکتا ہے، یا ان کے درمیان فاصلہ بغیر کسی نقصان کے بڑھایا جا سکتا ہے۔ برقی اہلیت.

مادوں کی ایک الگ قسم کو سیگمنٹ الیکٹرکس کہا جاتا ہے، جو بعض حالات میں خود بخود پولرائزیشن کا حامل ہوتا ہے۔ زیر نظر میدان میں وہ دو چیزوں سے متصف ہیں:

• ڈائی الیکٹرک اجازت کی بڑی قدریں (خصوصی قدریں - سینکڑوں سے کئی ہزار تک)؛
• بیرونی برقی میدان کو تبدیل کرکے ڈائی الیکٹرک اجازت کی قدر کو کنٹرول کرنے کی صلاحیت۔

ان خصوصیات کو چھوٹے بڑے پیمانے اور طول و عرض کے ساتھ اعلی صلاحیت کے کیپسیٹرز بنانے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے (انسولیٹر کی ڈائی الیکٹرک اجازت میں اضافہ کی وجہ سے)۔

اس طرح کے آلات صرف کم تعدد والے AC سرکٹس میں کام کرتے ہیں - بڑھتی ہوئی فریکوئنسی کے ساتھ ان کا ڈائی الیکٹرک مستقل کم ہو جاتا ہے۔ فیرو الیکٹرکس کا ایک اور اطلاق متغیر کیپسیٹرز ہے، جن کی خصوصیات مختلف پیرامیٹرز کے ساتھ لاگو برقی فیلڈ کے زیر اثر تبدیل ہوتی ہیں۔

ڈائی الیکٹرک پرمٹٹیویٹی اور ڈائی الیکٹرک نقصانات

ڈائی الیکٹرک نقصانات، یعنی توانائی کا وہ حصہ جو ڈائی الیکٹرک میں حرارت سے محروم ہوجاتا ہے، بھی ڈائی الیکٹرک مستقل پر منحصر ہوتا ہے۔ پیرامیٹر tg δ، ڈائی الیکٹرک نقصانات کے زاویہ کا ٹینجنٹ، عام طور پر ان نقصانات کو بیان کرنے کے لیے استعمال ہوتا ہے۔ یہ ایک کپیسیٹر میں ڈائی الیکٹرک نقصانات کی طاقت کو نمایاں کرتا ہے جس میں ڈائی الیکٹرک ٹی جی δ والے مواد سے بنا ہوتا ہے۔ اور ہر مادہ کے نقصان کی مخصوص طاقت کی وضاحت فارمولہ p=E سے ہوتی ہے۔²*ώ*ε*ε*tg δ، جہاں:

• p - نقصانات کی مخصوص طاقت، W؛
• ώ=2*π*f - برقی میدان کی سرکلر فریکوئنسی؛
• E - الیکٹرک فیلڈ کی طاقت، V/m۔

ظاہر ہے، ڈائی الیکٹرک کی اجازت جتنی زیادہ ہوگی، ڈائی الیکٹرک میں نقصانات اتنے ہی زیادہ ہوں گے، باقی تمام شرائط برابر ہیں۔

خارجی عوامل پر ڈائی الیکٹرک اجازت کا انحصار

واضح رہے کہ ڈائی الیکٹرک پرمٹٹیویٹی کی قدر الیکٹرک فیلڈ کی فریکوئنسی پر منحصر ہے (اس صورت میں، چہرے پر لگنے والے وولٹیج کی فریکوئنسی)۔ جیسے جیسے تعدد بڑھتا ہے، بہت سے مادوں میں ε کی قدر کم ہوتی جاتی ہے۔ یہ اثر قطبی ڈائی الیکٹرکس کے لیے واضح کیا جاتا ہے۔ اس رجحان کی وضاحت اس حقیقت سے کی جا سکتی ہے کہ چارجز (ڈپولز) کے پاس اب فیلڈ کی پیروی کرنے کا وقت نہیں ہے۔ آئنک یا الیکٹرانک پولرائزیشن کی خصوصیت والے مادوں کے لیے، فریکوئنسی پر ڈائی الیکٹرک پرمٹٹیویٹی کا انحصار کم ہے۔

یہی وجہ ہے کہ کیپسیٹر ڈائی الیکٹرک بنانے کے لیے مواد کا انتخاب بہت اہم ہے۔ جو چیز کم تعدد پر کام کرتی ہے وہ ضروری نہیں کہ اعلیٰ تعدد پر معیاری موصلیت پیدا کرے۔ زیادہ کثرت سے، غیر قطبی ڈائی الیکٹرک اعلی تعدد پر ایک انسولیٹر کے طور پر استعمال ہوتے ہیں۔

نیز، ڈائی الیکٹرک مستقل کا انحصار درجہ حرارت پر ہوتا ہے، اور یہ مادے سے دوسرے مادے میں مختلف ہوتا ہے۔ غیر قطبی ڈائی الیکٹرکس میں، یہ بڑھتے ہوئے درجہ حرارت کے ساتھ گرتا ہے۔ اس صورت میں، اس طرح کے انسولیٹر کے ساتھ بنائے گئے کیپسیٹرز کے لیے، ہم ایک منفی درجہ حرارت کوفیشینٹ آف کپیسیٹینس (TKE) کے بارے میں بات کرتے ہیں۔ اہلیت ε کے بعد بڑھتے ہوئے درجہ حرارت کے ساتھ گرتا ہے۔ دوسرے مادوں میں بڑھتے ہوئے درجہ حرارت کے ساتھ زیادہ پارگمیتا ہے، اور مثبت TKE کے ساتھ کیپسیٹرز حاصل کرنا ممکن ہے۔ مخالف TKEs کے ساتھ capacitors جوڑ کر، ایک تھرموسٹیبل اہلیت حاصل کی جا سکتی ہے۔

عملی مقاصد کے لیے مختلف مادوں کے ڈائی الیکٹرک مستقل کے جوہر اور علم کو سمجھنا ضروری ہے۔ اور ڈائی الیکٹرک اجازت کی سطح کو کنٹرول کرنے کی صلاحیت اضافی تکنیکی نقطہ نظر فراہم کرتی ہے۔

متعلقہ مضامین: