تین بنیادی پیرامیٹرز-مزاحمت، انڈکٹنس اور اہلیت

ریزسٹرس (R)، انڈکٹرز (L) اور capacitors (C) تمام سرکٹس میں تین بنیادی اجزاء اور بنیادی پیرامیٹرز ہیں۔ کوئی بھی برقی سرکٹ ان میں سے کم از کم ایک کے بغیر کام نہیں کر سکتا۔ یہ بات قابل غور ہے کہ مثالی سرکٹ عناصر حقیقی جسمانی اجزاء سے مختلف ہوتے ہیں۔ ایک سرکٹ عنصر ایک سادہ مثالی ماڈل ہے جو کسی جسمانی آلے کی مخصوص برقی خصوصیت کی نمائندگی کرنے کے لیے ڈیزائن کیا گیا ہے۔ مختصراً، معیاری علامتوں کا استعمال سرکٹ ڈایاگرام میں حقیقی آلات اور اجزاء کی برقی خصوصیات کو ظاہر کرنے کے لیے کیا جاتا ہے۔ مثال کے طور پر، حرارتی آلات جیسے مزاحمتی بوجھ، برقی بھٹی اور حرارتی سلاخوں کو سرکٹ کے تجزیہ میں مزاحمتی عنصر کے ماڈل سے ظاہر کیا جا سکتا ہے۔

 

اس کے باوجود، بعض برقی آلات کو اکیلے ایک سرکٹ عنصر سے ماڈل نہیں بنایا جا سکتا۔ موٹر وائنڈنگز ایک عام مثال کے طور پر کام کرتی ہیں۔ بنیادی طور پر کنڈلی کے ڈھانچے، وائنڈنگز کی نمائندگی انڈکٹر کے ذریعے کی جا سکتی ہے۔ تاہم، وہ موروثی مزاحمت کے ساتھ بھی آتے ہیں۔ اس وجہ سے، اس مزاحمتی خاصیت کو ظاہر کرنے کے لیے ایک ریزسٹر کو شامل کرنا ضروری ہے۔ اس کے مطابق، موٹر وائنڈنگز کے لیے سرکٹ ماڈل بناتے وقت، ان کا اظہار مزاحمت اور انڈکٹنس کے سلسلہ وار مجموعہ کے طور پر کیا جاتا ہے۔

 

مزاحمت سب سے آسان اور سب سے زیادہ بدیہی برقی پیرامیٹر ہے۔ اوہم کے قانون کے مطابق، اس کا حساب کا فارمولا ہے (R=U/I)۔ ایک سرکٹ میں، مزاحمت کرنٹ کے بہاؤ میں رکاوٹ کے طور پر کام کرتی ہے۔ مزاحمتی قدر جتنی زیادہ ہوگی، برقی رو پر اس کی روک تھام اتنی ہی مضبوط ہوگی۔ چونکہ مزاحمت کی خصوصیات نسبتاً سیدھی ہیں، اس لیے ہم انڈکٹنس اور کیپیسیٹینس کو مزید تفصیل سے بیان کریں گے۔

 

1. Inductance اور Capacitance کیا ہیں؟

جیسا کہ اوپر ذکر کیا گیا ہے، انڈکٹنس اور کپیسیٹینس، مزاحمت کی طرح، سرکٹ کے ضروری پیرامیٹرز اور اجزاء ہیں، لیکن وہ پیمائش کی مختلف اکائیوں کو اپناتے ہیں۔

 

انڈکٹنس کو خط سے ظاہر کیا جاتا ہے۔L، ہینری (H) کی اکائی کے ساتھ۔ یہ مقناطیسی میدان پیدا کرنے کے لیے کنڈلی کی صلاحیت کی وضاحت کرتا ہے۔ دوسرے لفظوں میں، جب ان پٹ کرنٹ مستقل رہتا ہے، زیادہ انڈکٹنس کے ساتھ ایک کنڈلی ایک مضبوط مقناطیسی میدان پیدا کرے گی۔ مقابلے کے لحاظ سے، مزاحمت کسی جز کی کرنٹ کی مخالفت کو نمایاں کرتی ہے۔ ایک مقررہ وولٹیج کے تحت، زیادہ مزاحمت کم آپریٹنگ کرنٹ کی طرف لے جاتی ہے۔

 

اہلیت کو خط کے ساتھ نشان زد کیا گیا ہے۔Cفارادس (F) میں ماپا جاتا ہے۔ یہ برقی چارج اور برقی توانائی کو ذخیرہ کرنے کے لیے کیپسیٹر کی صلاحیت کو بیان کرتا ہے۔ ایک مستقل لاگو وولٹیج کے ساتھ، بڑی گنجائش والا کپیسیٹر زیادہ برقی توانائی ذخیرہ کر سکتا ہے۔

 

اسی طرح انڈکٹیو اجزاء میں بھی توانائی ذخیرہ کرنے کی صلاحیت ہوتی ہے۔ ایک مضبوط مقناطیسی میدان زیادہ مقناطیسی توانائی رکھتا ہے۔ چونکہ مقناطیسی شعبوں میں توانائی ہوتی ہے، اس لیے وہ قریبی میگنےٹس پر مکینیکل قوت لگا سکتے ہیں اور ان پر کام کر سکتے ہیں۔

 

2. Inductance، Capacitance اور Resistance کے درمیان تعلق

خلاصہ یہ کہ انڈکٹنس اور کپیسیٹینس کا مزاحمت کے ساتھ کوئی موروثی تعلق نہیں ہے، اور ان کی پیمائش کی اکائیاں مکمل طور پر آزاد ہیں۔ تاہم، یہ فرق الٹرنیٹنگ کرنٹ (AC) سرکٹس میں نمایاں ہو جاتا ہے۔

 

ڈائریکٹ کرنٹ (DC) سرکٹس میں، انڈکٹرز شارٹ سرکٹ کے طور پر کام کرتے ہیں، جبکہ Capacitors اوپن سرکٹس کے طور پر کام کرتے ہیں۔ AC سرکٹس میں، اس کے باوجود، انڈکٹرز اور کیپسیٹرز دونوں فریکوئنسی-کرنٹ پر منحصر مخالفت پیدا کرتے ہیں۔ اس قسم کے موجودہ-محدود اثر کو مزاحمت نہیں کہا جاتا، لیکن ری ایکٹینس، جس کی نمائندگی علامت X سے ہوتی ہے۔ ایک انڈکٹر کی طرف سے تیار کردہ رد عمل کی مخالفت کو انڈکٹو ری ایکٹنس ((XL)) کے طور پر بیان کیا جاتا ہے، اور جو کیپسیٹر کے ذریعے پیدا ہوتا ہے وہ capacitive reactance ((XC)) ہے۔

 

انڈکٹیو اور کیپسیٹو ری ایکٹینس دونوں ہی مزاحمت کے طور پر ایک ہی یونٹ کا اشتراک کرتے ہیں: اوہم۔ تینوں مقداریں سرکٹس میں کرنٹ کے بہاؤ کو روکتی ہیں۔ اہم فرق تعدد کے انحصار میں ہے: تعدد سے قطع نظر مزاحمت مستقل رہتی ہے، جب کہ تعدد کے اتار چڑھاؤ کے ساتھ ہی انڈکٹیو اور کیپسیٹو ری ایکٹنس تبدیل ہوتی ہے۔ بنیادی طور پر، AC سرکٹس میں رد عمل وولٹیج اور کرنٹ کی تبدیلی کی وجہ سے توانائی کے مسلسل تغیرات سے پیدا ہوتا ہے۔

 

انڈکٹرز کے لیے، کرنٹ کا اتار چڑھاؤ ان کے مقناطیسی شعبوں اور ذخیرہ شدہ توانائی میں مسلسل تبدیلیوں کا باعث بنتا ہے۔ برقی مقناطیسی انڈکشن کے قانون کے بعد، ایک حوصلہ افزائی مقناطیسی میدان ہمیشہ اصل مقناطیسی میدان میں ہونے والی تبدیلیوں کا مقابلہ کرتا ہے۔ جوں جوں آپریٹنگ فریکوئنسی بڑھتی ہے، یہ انسدادی اثر تیز ہوتا جاتا ہے، جس کے نتیجے میں زیادہ آنے والا رد عمل ہوتا ہے۔

 

جب کپیسیٹر میں وولٹیج میں اتار چڑھاؤ آتا ہے، تو اس کی پلیٹوں پر برقی چارج اسی کے مطابق بدل جاتا ہے۔ وولٹیج میں جتنی تیزی سے تبدیلی آتی ہے، پلیٹوں کے درمیان اتنی ہی تیز اور زیادہ شدت سے چارج حرکت کرتا ہے۔ برقی چارج کا ہدایت شدہ بہاؤ بالکل برقی رو ہے۔ سیدھے الفاظ میں، تیزی سے وولٹیج کی مختلف حالتیں بڑے کیپسیٹو کرنٹ پیدا کرتی ہیں، جس کا مطلب ہے کیپسیٹر کی طرف سے کمزور کرنٹ روکنا اور کم کیپسیٹو ری ایکٹینس۔

 

نتیجہ اخذ کرنے کے لیے، انڈکٹو ری ایکٹینس براہ راست تعدد کے متناسب ہے، جبکہ کیپسیٹو ری ایکٹینس تعدد کے الٹا متناسب ہے۔

 

3. انڈکٹنس، گنجائش اور مزاحمت کے درمیان طاقت کا فرق

مزاحمتی عناصر DC اور AC دونوں سرکٹس میں مسلسل بجلی استعمال کرتے ہیں، جہاں وولٹیج اور کرنٹ بالکل فیز میں رہتے ہیں۔ نیچے کا وکر ڈایاگرام AC سرکٹ میں ریزسٹر کی وولٹیج، کرنٹ اور پاور کی خصوصیات کو واضح کرتا ہے۔ جیسا کہ گراف میں دکھایا گیا ہے، مزاحمتی طاقت ہمیشہ صفر سے زیادہ یا اس کے برابر ہوتی ہے، جس سے یہ ظاہر ہوتا ہے کہ ریزسٹرس برقی توانائی کو مسلسل جذب اور استعمال کرتے ہیں۔

 

 

AC سرکٹس میں، ریزسٹرس کے ذریعے ضائع ہونے والی طاقت کو اوسط پاور، یا زیادہ عام طور پر، ایکٹو پاور کہا جاتا ہے، جسے بڑے حرف P سے ظاہر کیا جاتا ہے۔ ایکٹو پاور خصوصی طور پر برقی اجزاء کی توانائی کی کھپت کو ظاہر کرتی ہے۔ کسی بھی ڈیوائس کے لیے جو بجلی استعمال کرتا ہے، فعال طاقت اس کی توانائی کے نقصان کی شدت اور شرح کو درست کرتی ہے۔

 

اس کے برعکس، انڈکٹرز اور کیپسیٹرز خالص برقی توانائی استعمال نہیں کرتے ہیں۔ وہ صرف سائیکل کے ذریعے توانائی کو ذخیرہ اور جاری کرتے ہیں۔ انڈکٹرز برقی توانائی کو جذب کرتے ہیں اور اسے مقناطیسی میدان کی توانائی میں تبدیل کرتے ہیں، پھر ذخیرہ شدہ مقناطیسی توانائی کو بار بار کے چکر میں دوبارہ برقی توانائی میں چھوڑ دیتے ہیں۔ اسی طرح، کیپسیٹرز آنے والی برقی توانائی کو برقی میدان کی توانائی میں تبدیل کرتے ہیں، اور بعد میں اس توانائی کو بجلی کی صورت میں سرکٹ میں واپس خارج کرتے ہیں۔

اجزاء اور بجلی کی فراہمی کے درمیان اس چکراتی توانائی کے تبادلے میں کوئی حقیقی توانائی کی کھپت شامل نہیں ہے، لہذا اسے فعال طاقت کے ذریعہ مقدار میں نہیں لگایا جاسکتا۔ پاور ایکسچینج کی اس خاص شکل کی وضاحت کے لیے، طبیعیات دانوں نے رد عمل کی طاقت کا تصور متعارف کرایا، جس کی نمائندگی بڑے حرف Q سے ہوتی ہے۔

 

ایکٹو پاور اور ری ایکٹیو پاور دونوں "طاقت" کی تعریف کے تحت آتے ہیں، جو توانائی کی منتقلی یا تبدیلی کی شرح کو بیان کرتی ہے۔ فعال طاقت اس بات کی عکاسی کرتی ہے کہ ایک ریزسٹر کتنی تیزی سے برقی توانائی استعمال کرتا ہے۔ مثال کے طور پر، ایک 100 واٹ کا لائٹ بلب 50 واٹ کے مقابلے میں دو گنا تیزی سے توانائی خرچ کرتا ہے۔

ری ایکٹیو پاور، اس کے برعکس، انڈکٹیو/کیپسیٹیو اجزاء اور پاور گرڈ کے درمیان سائیکلک انرجی ایکسچینج کی شرح کی پیمائش کرتی ہے۔ توانائی کے تبادلے کی اصطلاح پر زور دینا ضروری ہے۔ ایک اعلی رد عمل کی طاقت کا مطلب ہے کہ انڈکٹرز اور کیپسیٹرز بجلی کی فراہمی سے زیادہ متبادل توانائی کھینچتے ہیں، حالانکہ یہ توانائی استعمال ہونے کی بجائے صرف وقتاً فوقتاً ذخیرہ کرنے اور چھوڑنے کے لیے استعمال ہوتی ہے۔