مادے کے وجود کی ایک خاص شکل، زمین کے مقناطیسی میدان نے زندگی کی ابتدا اور تحفظ میں اہم کردار ادا کیا۔ اس کھیت کے ٹکڑے، لوہے کو اپنی طرف متوجہ کرنے والے دھات کے ٹکڑے، لایا بجلی انسانیت کی خدمت میں. بجلی کے بغیر بقا کا تصور بھی محال ہو گا۔
مشمولات
مقناطیسی انڈکشن لائنیں کیا ہیں؟
مقناطیسی میدان کی وضاحت اس کی خلا میں ہر ایک نقطہ پر طاقت سے ہوتی ہے۔ مساوی ماڈیولو شدت کے میدان میں پوائنٹس کو جوڑنے والے منحنی خطوط کو مقناطیسی انڈکشن لائنز کہا جاتا ہے۔ کسی خاص نقطہ پر مقناطیسی فیلڈ کی طاقت ایک قوت کی خصوصیت ہے، اور اس کا اندازہ لگانے کے لیے مقناطیسی فیلڈ ویکٹر B استعمال کیا جاتا ہے۔ مقناطیسی انڈکشن لائن پر کسی خاص نقطہ پر اس کی سمت اس کے لئے ٹینجینٹل ہے۔
اگر خلا میں ایک نقطہ کئی مقناطیسی شعبوں سے متاثر ہوتا ہے تو، طاقت کا تعین ہر ایک کام کرنے والے مقناطیسی میدان کے مقناطیسی انڈکشن ویکٹر کو جمع کرکے کیا جاتا ہے۔ اس صورت میں، کسی خاص نقطہ پر طاقت کا خلاصہ ماڈیولو ہے، اور مقناطیسی انڈکشن ویکٹر کو تمام مقناطیسی میدانوں کے ویکٹروں کے مجموعہ کے طور پر بیان کیا جاتا ہے۔
اس حقیقت کے باوجود کہ مقناطیسی انڈکشن لائنیں پوشیدہ ہیں، ان کی کچھ خصوصیات ہیں:
- یہ قبول کیا جاتا ہے کہ قطب (N) پر قوت کی مقناطیسی فیلڈ لائنیں نکلتی ہیں اور (S) سے واپس آتی ہیں۔
- مقناطیسی انڈکشن ویکٹر کی سمت لکیر کے لیے ٹینجینٹل ہے۔
- پیچیدہ شکل کے باوجود، منحنی خطوط آپس میں نہیں ملتے ہیں اور ضروری طور پر شارٹ سرکیٹ ہوتے ہیں۔
- مقناطیس کے اندر مقناطیسی میدان یکساں ہے اور لائن کی کثافت زیادہ سے زیادہ ہے۔
- میدان میں ایک نقطہ سے صرف ایک مقناطیسی انڈکشن لائن گزرتی ہے۔
مستقل مقناطیس کے اندر مقناطیسی انڈکشن لائنوں کی سمت
تاریخی طور پر، لوہے کی اشیاء کو اپنی طرف متوجہ کرنے کے لیے بعض پتھروں کی قدرتی خوبی طویل عرصے سے زمین پر بہت سی جگہوں پر دیکھی گئی ہے۔ وقت گزرنے کے ساتھ، قدیم چین میں، لوہے کے ٹکڑوں (مقناطیسی آئرن ایسک) سے ایک خاص طریقے سے تراشے گئے تیر کمپاسز میں تبدیل ہو گئے ہیں، جو زمین کے شمالی اور جنوبی قطب کی سمت دکھاتے ہیں اور علاقے میں تشریف لے جانے کی اجازت دیتے ہیں۔
اس قدرتی مظاہر کے مطالعے سے معلوم ہوا ہے کہ لوہے کے مرکب اپنی مضبوط مقناطیسی خاصیت کو زیادہ دیر تک برقرار رکھتے ہیں۔ کمزور قدرتی میگنےٹ ایسک ہیں جن میں نکل یا کوبالٹ ہوتا ہے۔ بجلی کے مطالعہ کے عمل میں، سائنسدانوں نے لوہے، نکل یا کوبالٹ پر مشتمل مرکب دھاتوں سے مصنوعی طور پر مقناطیسی اشیاء حاصل کرنے کا طریقہ سیکھا۔ ایسا کرنے کے لیے، انہیں ایک مقناطیسی میدان سے متعارف کرایا گیا جو براہ راست برقی کرنٹ کے ذریعے تخلیق کیا گیا تھا اور، اگر ضروری ہو تو، متبادل کرنٹ کے ذریعے ڈی میگنیٹائز کیا گیا۔
فطرت میں مقناطیسی یا مصنوعی طور پر تیار کردہ مصنوعات کے دو مختلف قطب ہوتے ہیں - وہ جگہیں جہاں مقناطیسیت سب سے زیادہ مرتکز ہوتی ہے۔ مقناطیس مقناطیسی میدان کے ذریعہ ایک دوسرے کے ساتھ اس طرح تعامل کرتے ہیں کہ ایک ہی نام کے قطبین پیچھے ہٹتے ہیں اور مختلف ناموں کے کھمبے اپنی طرف متوجہ ہوتے ہیں۔ یہ زمین کے میدان جیسے مضبوط کھیتوں کی جگہ میں ان کی واقفیت کے لیے گھومنے والے لمحات بناتا ہے۔
کمزور مقناطیسی عناصر اور ایک مضبوط مقناطیس کے تعامل کی بصری نمائندگی گتے پر بکھرے ہوئے سٹیل کی فائلنگ اور اس کے نیچے ایک فلیٹ مقناطیس کے ساتھ ایک کلاسک تجربہ فراہم کرتی ہے۔ خاص طور پر اگر چورا لمبا ہے، تو آپ واضح طور پر دیکھ سکتے ہیں کہ وہ کس طرح طاقت کی مقناطیسی فیلڈ لائنوں کے ساتھ لگتے ہیں۔ گتے کے نیچے مقناطیس کی پوزیشن کو تبدیل کرنے سے ان کی تصویر کی ترتیب بدل جاتی ہے۔ اس تجربے میں کمپاس کا استعمال مقناطیسی میدان کی ساخت کو سمجھنے کے اثر کو مزید بڑھاتا ہے۔
مقناطیسی فیلڈ لائنوں کی ایک خوبی، جسے ایم فیراڈے نے اب بھی دریافت کیا ہے اس سے پتہ چلتا ہے کہ وہ بند اور مسلسل ہیں۔ مستقل مقناطیس کے شمالی قطب سے نکلنے والی لکیریں قطب جنوبی میں داخل ہوتی ہیں۔ تاہم، مقناطیس کے اندر وہ منقطع نہیں ہوتے ہیں اور جنوبی قطب سے شمالی قطب میں داخل ہوتے ہیں۔ ٹکڑے کے اندر لائنوں کی تعداد زیادہ سے زیادہ ہے، مقناطیسی میدان یکساں ہے، اور ڈی میگنیٹائز ہونے پر انڈکشن کمزور ہو سکتا ہے۔
ڈرل کے اصول کا استعمال کرتے ہوئے مقناطیسی انڈکشن ویکٹر کی سمت کا تعین کرنا
19ویں صدی کے اوائل میں سائنس دانوں نے دریافت کیا کہ ایک موصل کے گرد ایک مقناطیسی میدان پیدا ہوتا ہے جس میں کرنٹ بہتا ہے۔ قوت کی نتیجہ خیز لکیریں انہی اصولوں کے مطابق برتاؤ کرتی ہیں جیسے قدرتی مقناطیس کے ساتھ۔ زیادہ اہم بات یہ ہے کہ کرنٹ کے ساتھ موصل کے برقی میدان اور مقناطیسی میدان کے درمیان تعامل برقی مقناطیسی حرکیات کی بنیاد کے طور پر کام کرتا ہے۔
تعامل کرنے والے شعبوں میں قوتوں کی خلا میں واقفیت کو سمجھنا ہمیں محوری ویکٹر کا حساب لگانے کی اجازت دیتا ہے:
- مقناطیسی انڈکشن؛
- انڈکشن کرنٹ کی وسعت اور سمت؛
- کونیی رفتار
یہ تفہیم بوراونک کی حکمرانی میں وضع کی گئی تھی۔
کنڈکٹر میں کرنٹ کی سمت کے ساتھ دائیں ہاتھ والے بوراونک کی ترجمہی حرکت کو ملا کر، ہم مقناطیسی فیلڈ لائنوں کی سمت حاصل کرتے ہیں، جو کرینک کی گردش سے ظاہر ہوتی ہے۔
طبیعیات کا قانون نہ ہونے کی وجہ سے الیکٹریکل انجینئرنگ میں بوراونک کے اصول کا استعمال نہ صرف موصل میں کرنٹ کے ویکٹر پر منحصر مقناطیسی فیلڈ لائنوں کی سمت کا تعین کرنے کے لیے کیا جاتا ہے، بلکہ اس کے برعکس، کرنٹ کی سمت کا تعین کرنے کے لیے کیا جاتا ہے۔ مقناطیسی انڈکشن لائنوں کی گردش کے سلسلے میں سولینائڈ تاریں۔
اس تعلق کو سمجھنے سے ایمپیئر کو گھومنے والے کھیتوں کے قانون کو ثابت کرنے کی اجازت ملی، جس کی وجہ سے مختلف اصولوں کی برقی موٹریں بنیں۔ تمام کھینچنے والے آلات جو انڈکٹنس کنڈلی استعمال کرتے ہیں بوریکس کے اصول پر عمل کرتے ہیں۔
دائیں ہاتھ کا قاعدہ
کنڈکٹر کے مقناطیسی میدان میں کرنٹ کی حرکت کی سمت کا تعین کرنا (کنڈکٹرز کی بند کنڈلی کا ایک رخ) واضح طور پر دائیں ہاتھ کی حکمرانی کو ظاہر کرتا ہے۔
یہ کہتا ہے کہ دائیں ہتھیلی قطب N کی طرف مڑتی ہے (بجلی کی لکیریں ہتھیلی میں داخل ہوتی ہیں)، اور انگوٹھے کو 90 ڈگری سے ہٹا کر موصل کی سمت دکھاتا ہے، پھر بند لوپ (کوائل) میں مقناطیسی میدان ایک برقی رو پیدا کرتا ہے، حرکت کا ویکٹر جس کی چار انگلیوں سے اشارہ کیا جاتا ہے۔
یہ اصول ظاہر کرتا ہے کہ کس طرح براہ راست موجودہ جنریٹر اصل میں ظاہر ہوئے۔ قدرت کی کچھ قوت (پانی، ہوا) بجلی پیدا کرنے والے مقناطیسی میدان میں کنڈکٹرز کے بند لوپ کو گھماتی ہے۔ پھر موٹروں نے، ایک مستقل مقناطیسی میدان میں برقی رو حاصل کر کے، اسے مکینیکل حرکت میں تبدیل کر دیا۔
دائیں ہاتھ کا اصول انڈکٹنس کوائلز کے معاملے میں بھی درست ہے۔ ان کے اندر مقناطیسی کور کی حرکت انڈکشن کرنٹ کی طرف لے جاتی ہے۔
اگر دائیں ہاتھ کی چار انگلیاں کنڈلی کے کنڈلیوں میں کرنٹ کی سمت کے ساتھ سیدھ میں ہوں، تو انگوٹھا، 90 ڈگری سے ہٹ کر قطب شمالی کی طرف اشارہ کرے گا۔
بوراونک اور دائیں ہاتھ کے اصول برقی اور مقناطیسی شعبوں کے تعامل کو کامیابی سے ظاہر کرتے ہیں۔ وہ الیکٹریکل انجینئرنگ میں مختلف آلات کے آپریشن کو سمجھنے کے قابل بناتے ہیں، نہ صرف سائنسدانوں کے لیے۔
متعلقہ مضامین:
