اگر کسی بھی میڈیم میں مفت چارج کیرئیر موجود ہیں (جیسے دھات میں الیکٹران)، وہ آرام سے نہیں ہوتے بلکہ افراتفری سے حرکت کرتے ہیں۔ لیکن یہ ممکن ہے کہ الیکٹران کو ایک مقررہ سمت میں منظم انداز میں حرکت میں لایا جائے۔ چارج شدہ ذرات کی ایسی دشاتمک حرکت کو برقی کرنٹ کہتے ہیں۔
مشمولات
برقی کرنٹ کیسے پیدا ہوتا ہے۔
اگر آپ دو موصل لیتے ہیں، اور ان میں سے ایک کو منفی طور پر چارج کیا جاتا ہے (اس میں الیکٹران شامل کرنا) اور دوسرا مثبت طور پر چارج ہوتا ہے (اس کے کچھ الیکٹرانوں کو لے کر)، ایک برقی میدان پیدا ہوگا۔ اگر آپ دونوں الیکٹروڈ کو کنڈکٹر کے ساتھ جوڑتے ہیں، تو فیلڈ الیکٹرونز کو الیکٹرک فورس ویکٹر کی سمت کے مطابق الیکٹرون فیلڈ سٹرینتھ ویکٹر کی سمت کے مخالف سمت میں حرکت دے گی۔ منفی چارج شدہ ذرات الیکٹروڈ سے، جہاں وہ ضرورت سے زیادہ ہوں گے، الیکٹروڈ کی طرف چلے جائیں گے، جہاں ان کی کمی ہے۔
الیکٹران کو حرکت دینے کے لیے دوسرے الیکٹروڈ کو مثبت چارج دینا ضروری نہیں ہے۔ اہم بات یہ ہے کہ پہلے الیکٹروڈ کا منفی چارج زیادہ ہونا چاہئے۔ دونوں کنڈکٹرز کو منفی طور پر چارج کرنا بھی ممکن ہے، لیکن ایک کنڈکٹر کا چارج دوسرے سے زیادہ ہونا چاہیے۔اس صورت میں، ہم ایک ممکنہ فرق کی بات کرتے ہیں، جو برقی رو کا سبب بنتا ہے۔
پانی کی تشبیہ کی طرح - اگر آپ پانی سے بھرے دو برتنوں کو مختلف سطحوں سے جوڑتے ہیں تو پانی کا بہاؤ ہوگا۔ اس کا سر سطحوں کے فرق پر منحصر ہوگا۔
دلچسپ بات یہ ہے کہ برقی میدان کے زیر اثر الیکٹرانوں کی افراتفری کی حرکت عام طور پر محفوظ رہتی ہے، لیکن چارج کیریئرز کے بڑے پیمانے پر مجموعی حرکت ویکٹر سمت بن جاتا ہے۔ جب کہ حرکت کے "افراتفری" جزو کی رفتار کئی دسیوں یا یہاں تک کہ سینکڑوں کلومیٹر فی سیکنڈ ہوتی ہے، ہدایت شدہ جزو کی رفتار کئی ملی میٹر فی منٹ ہوتی ہے۔ لیکن اثر (جب کنڈکٹر کی لمبائی کے ساتھ الیکٹران حرکت میں آتے ہیں) روشنی کی رفتار سے پھیلتا ہے، اس لیے کہا جاتا ہے کہ برقی رو 3*10 کی رفتار سے حرکت کرتی ہے۔8 m/sec
مندرجہ بالا تجربے میں، کنڈکٹر میں کرنٹ تھوڑی دیر کے لیے موجود رہے گا، جب تک کہ منفی چارج شدہ موصل میں اضافی الیکٹران ختم نہ ہو جائیں، اور دونوں قطبوں پر ان کی تعداد متوازن ہو جائے۔ یہ وقت مختصر ہے، ایک سیکنڈ کا ایک چھوٹا سا حصہ۔
ابتدائی طور پر منفی چارج شدہ الیکٹروڈ پر واپس جانے اور کیریئرز کو اضافی چارج بنانے کی اسی برقی فیلڈ کے ذریعہ اجازت نہیں ہے جس نے الیکٹران کو مائنس سے پلس میں منتقل کیا تھا۔ اس لیے، الیکٹرک فیلڈ کی قوت کے خلاف اور برتر کام کرنے والی تیسری پارٹی کی قوت ہونی چاہیے۔ پانی کی مشابہت میں، پانی کا مسلسل بہاؤ پیدا کرنے کے لیے پانی کو اوپر کی سطح تک واپس پمپ کرنے والا پمپ ہونا چاہیے۔
کرنٹ کی سمت
کرنٹ کی سمت کو جمع سے مائنس تک لیا جاتا ہے، یعنی مثبت چارج شدہ ذرات کی سمت الیکٹران کی حرکت کے مخالف ہے۔ یہ اس حقیقت کی وجہ سے ہے کہ برقی رو کا واقعہ اس کی نوعیت کی وضاحت سے بہت پہلے دریافت کیا گیا تھا، اور یہ خیال کیا جاتا تھا کہ کرنٹ اسی سمت جاتا ہے۔اس وقت تک اس موضوع پر مضامین اور دیگر لٹریچر کی ایک بڑی تعداد جمع ہو چکی تھی، تصورات، تعریفیں اور قوانین ظاہر ہو چکے تھے۔ پہلے سے شائع شدہ مواد کی بڑی مقدار پر نظر ثانی نہ کرنے کے لیے، ہم نے صرف الیکٹران کے بہاؤ کے خلاف کرنٹ کی سمت لی۔
اگر ایک کرنٹ ہر وقت ایک ہی سمت میں بہتا رہتا ہے (حتی کہ طاقت میں بھی بدلتا رہتا ہے) تو اسے کہتے ہیں۔ مسلسل کرنٹ. اگر اس کی سمت بدل جاتی ہے تو ہم متبادل کرنٹ کے بارے میں بات کر رہے ہیں۔ عملی ایپلی کیشنز میں، سمت کچھ قانون کے مطابق تبدیل ہوتی ہے، جیسے سائن ویو۔ اگر کرنٹ کے بہاؤ کی سمت میں کوئی تبدیلی نہیں ہوتی، لیکن یہ وقتاً فوقتاً کم ہو کر صفر تک پہنچ جاتی ہے اور اپنی زیادہ سے زیادہ قدر تک بڑھ جاتی ہے، تو ہم ایک سپندت کرنٹ (مختلف شکلوں کے) کے بارے میں بات کر رہے ہیں۔
سرکٹ میں برقی رو کو برقرار رکھنے کے لیے ضروری شرائط
بند سرکٹ میں برقی رو کے وجود کی تین شرائط اوپر اخذ کی گئی تھیں۔ ان پر مزید تفصیل سے غور کیا جانا چاہیے۔
مفت چارج کیریئرز
برقی رو کے وجود کے لیے پہلی ضروری شرط مفت چارج کیریئرز کی موجودگی ہے۔ چارجز ان کے کیریئرز سے الگ سے موجود نہیں ہیں، لہذا ہمیں ان ذرات پر غور کرنا چاہیے جو چارج لے سکتے ہیں۔
اسی طرح کی چالکتا (گریفائٹ وغیرہ) والی دھاتوں اور دیگر مادوں میں یہ آزاد الیکٹران ہیں۔ وہ نیوکلئس کے ساتھ کمزور تعامل کرتے ہیں، اور ایٹم کو چھوڑ کر موصل کے اندر نسبتاً آزادانہ طور پر حرکت کر سکتے ہیں۔
نیز، مفت الیکٹران سیمی کنڈکٹرز میں چارج کیریئر کے طور پر کام کرتے ہیں، لیکن بعض صورتوں میں ہم اس طبقے کے ٹھوس ("الیکٹرانک" کے برعکس) کی "ہول" چالکتا کی بات کرتے ہیں۔ یہ تصور صرف جسمانی عمل کو بیان کرنے کے لیے درکار ہے۔ درحقیقت، سیمی کنڈکٹرز میں کرنٹ الیکٹران کی ایک ہی حرکت ہے۔ وہ مواد جن میں الیکٹران ایٹم کو نہیں چھوڑ سکتے ڈائی الیکٹرک. ان میں کوئی کرنٹ پیدا نہیں ہوتا۔
مائعات میں، مثبت اور منفی آئن چارج کرتے ہیں۔ یہاں ہمارا مطلب مائعات ہیں جو الیکٹرولائٹس ہیں۔مثال کے طور پر، پانی جس میں نمک گھل جاتا ہے۔ پانی بذات خود برقی طور پر کافی غیر جانبدار ہے، لیکن ٹھوس اور مائع اس کے سامنے آنے پر مثبت اور منفی آئنوں کی تشکیل کے لیے تحلیل اور الگ ہو جاتے ہیں۔ اور پگھلی ہوئی دھاتوں میں (مثال کے طور پر، پارا)، وہی الیکٹران چارج کیرئیر ہیں۔
گیسیں بنیادی طور پر ڈائی الیکٹرک ہیں۔ ان میں کوئی آزاد الیکٹران نہیں ہیں - گیسیں غیر جانبدار ایٹموں اور مالیکیولز پر مشتمل ہوتی ہیں۔ لیکن اگر گیس کو آئنائز کیا جائے تو ہم مادے کی چوتھی مجموعی حالت یعنی پلازما کی بات کرتے ہیں۔ اس میں بھی برقی رو بہ سکتا ہے۔ یہ الیکٹرانوں اور آئنوں کی ہدایت کی حرکت سے پیدا ہوتا ہے۔
کرنٹ ویکیوم میں بھی بہہ سکتا ہے (یہ وہ اصول ہے جس پر مثلاً الیکٹران ٹیوبیں قائم ہیں)۔ اس کے لیے الیکٹران یا آئنوں کی ضرورت ہوتی ہے۔
الیکٹرک فیلڈ
مفت چارج کیریئرز کی موجودگی کے باوجود، زیادہ تر میڈیا برقی طور پر غیر جانبدار ہیں۔ اس کی وجہ یہ ہے کہ منفی (الیکٹران) اور مثبت (پروٹون) ذرات یکساں فاصلہ پر ہیں اور ان کی فیلڈز ایک دوسرے کو منسوخ کر دیتی ہیں۔ کسی فیلڈ کے پیدا ہونے کے لیے، چارجز کو کسی علاقے میں مرتکز ہونا چاہیے۔ اگر الیکٹران ایک (منفی) الیکٹروڈ کے علاقے میں مرتکز ہوں گے، تو مخالف (مثبت) الیکٹروڈ میں ان کی کمی ہوگی، اور ایک فیلڈ پیدا ہوگا، جو چارج کیریئرز پر عمل کرنے والی قوت پیدا کرے گا اور انہیں حرکت دے گا۔
چارج کیریئرز کے لیے تھرڈ پارٹی فورس
اور تیسری شرط یہ ہے کہ ایک ایسی قوت ہونی چاہیے جو چارجز کو الیکٹرو سٹیٹک فیلڈ کی سمت کے مخالف سمت میں لے جائے، ورنہ بند نظام کے اندر چارجز تیزی سے متوازن ہو جائیں گے۔ اس بیرونی قوت کو الیکٹرو موٹیو فورس کہا جاتا ہے۔ اس کی اصلیت مختلف ہو سکتی ہے۔
الیکٹرو کیمیکل نوعیت
اس صورت میں، EMF الیکٹرو کیمیکل رد عمل کے نتیجے میں پیدا ہوتا ہے۔ رد عمل ناقابل واپسی ہوسکتے ہیں۔ ایک مثال galvanic سیل، معروف بیٹری ہے۔ ری ایجنٹس کے ختم ہونے کے بعد، EMF کم ہو کر صفر ہو جاتا ہے، اور بیٹری "شٹ ڈاؤن" ہو جاتی ہے۔
دوسرے معاملات میں رد عمل الٹ سکتے ہیں۔مثال کے طور پر، ایک بیٹری میں، EMF بھی الیکٹرو کیمیکل رد عمل کے نتیجے میں پیدا ہوتا ہے۔ لیکن ان کے مکمل ہونے پر یہ عمل دوبارہ شروع کیا جا سکتا ہے - بیرونی برقی رو کے عمل کے تحت رد عمل الٹے ترتیب میں جائیں گے، اور بیٹری دوبارہ کرنٹ دینے کے لیے تیار ہو جائے گی۔
فوٹو الیکٹرک فطرت
اس صورت میں، EMF سیمی کنڈکٹر ڈھانچے میں عمل پر مرئی، الٹرا وایلیٹ یا انفراریڈ شعاعوں کے اثر کی وجہ سے ہوتا ہے۔ ایسی قوتیں فوٹو سیلز ("سولر سیل") میں پیدا ہوتی ہیں۔ بیرونی سرکٹ میں روشنی کا عمل برقی رو پیدا کرتا ہے۔
تھرمو الیکٹرک نوعیت
اگر آپ دو مختلف کنڈکٹرز لیتے ہیں، ان کو ایک ساتھ سولڈر کریں اور جنکشن پوائنٹ کو گرم کریں، تو گرم جنکشن (کنڈکٹرز کا جنکشن پوائنٹ) اور سرد جنکشن کے درمیان درجہ حرارت کے فرق کی وجہ سے سرکٹ میں ایک EMF پیدا ہو جائے گا۔ کنڈکٹر اس طرح آپ نہ صرف کرنٹ جنریٹ کر سکتے ہیں بلکہ درجہ حرارت کی پیمائش کریں پیدا ہونے والے EMF کی پیمائش کرکے۔
پیزو الیکٹرک فطرت۔
اس وقت ہوتا ہے جب کچھ ٹھوس نچوڑے جاتے ہیں یا بگڑ جاتے ہیں۔ الیکٹرک لائٹر اس اصول پر کام کرتا ہے۔
برقی مقناطیسی فطرت۔
صنعتی طور پر بجلی پیدا کرنے کا سب سے عام طریقہ ڈی سی یا اے سی جنریٹر سے ہے۔ ڈی سی مشین میں، ایک فریم کی شکل کا آرمچر مقناطیسی میدان میں گھومتا ہے، اپنی قوت کی لکیروں کو عبور کرتا ہے۔ یہ ایک EMF کو جنم دیتا ہے، جو روٹر کی رفتار اور مقناطیسی بہاؤ پر منحصر ہے۔ عملی طور پر، کنڈلی کی ایک بڑی تعداد کا ایک آرمچر، جو سیریز میں جڑے ہوئے بہت سے فریموں کی تشکیل کرتا ہے، استعمال کیا جاتا ہے۔ ان میں پیدا ہونے والے EMF کو ایک ساتھ ملایا جاتا ہے۔
В متبادل ایک ہی اصول استعمال کیا جاتا ہے لیکن ایک مقناطیس (برقی یا مستقل) اسٹیشنری فریم کے اندر گھومتا ہے۔ اسی عمل کے نتیجے میں اسٹیٹر میں EMF بھی بنتا ہے۔ ای ایم ایفجس کی سائنوسائیڈل شکل ہوتی ہے۔ صنعتی پیمانے پر الٹرنیٹنگ کرنٹ کی نسل تقریباً ہمیشہ استعمال ہوتی ہے - اسے نقل و حمل اور عملی استعمال کے لیے تبدیل کرنا آسان ہے۔
الٹرنیٹر کی ایک دلچسپ خاصیت ریورسبلٹی ہے۔ یہ اس حقیقت پر مشتمل ہے کہ اگر آپ تھرڈ پارٹی سورس سے جنریٹر کے ٹرمینلز پر وولٹیج لگاتے ہیں تو اس کا روٹر گھومنا شروع کر دے گا۔ اس کا مطلب یہ ہے کہ کنکشن اسکیم پر منحصر ہے، ایک برقی مشین یا تو جنریٹر یا الیکٹرک موٹر ہو سکتی ہے۔
یہ برقی رو کے رجحان کے صرف بنیادی تصورات ہیں۔ درحقیقت، وہ عمل جو دشاتمک الیکٹران کی حرکت کے وقت ہوتے ہیں وہ زیادہ پیچیدہ ہوتے ہیں۔ ان کو سمجھنے کے لیے الیکٹرو ڈائنامکس کا گہرا مطالعہ درکار ہوگا۔
متعلقہ مضامین:
