ڈیکھئے کہ بجلی کا برقی جریان اور الیکٹران وائرز، کیبلز اور میٹلز میں کیسے چلتے ہیں

ڈھاتوں، کیبلوں اور میٹلوں میں کرنٹ کا جریان ایک بنیادی طبیعی پدیدہ ہے جس میں الیکٹران کا حرکت اور کنڈکٹر مواد کی خصوصیات شامل ہوتی ہیں۔ یہاں اس عمل کی مفصل وضاحت ہے:

1. آزاد الیکٹران کا مفہوم

ڈھاتوں اور کنڈکٹر مواد میں بہت سارے آزاد الیکٹران ہوتے ہیں۔ ان آزاد الیکٹرانوں کا ربط ایٹمی نوکلیوں سے نہیں ہوتا اور وہ مواد کے اندر آزادانہ طور پر حرکت کر سکتے ہیں۔ آزاد الیکٹرانوں کی موجودگی وہ بنیادی وجہ ہے جس کی بنا پر ڈھاتیں برق کی اچھی کنڈکٹر ہوتی ہیں۔

2. بیرونی برقی میدان کا اثر

جب کسی کنڈکٹر مواد کے اوپر ولٹیج (یعنی بیرونی برقی میدان) لگایا جاتا ہے تو آزاد الیکٹران برقی میدان کے زیر اثر آتے ہیں اور سمتیہ حرکت شروع کرتے ہیں۔ برقی میدان کی سمت الیکٹران کی حرکت کی سمت کو تعین کرتی ہے۔ عام طور پر، برقی میدان مثبت ترمیم سے منفی ترمیم تک اشارہ دیتا ہے، اور الیکٹران منفی ترمیم سے مثبت ترمیم تک حرکت کرتے ہیں۔

3. الیکٹران کی سمتیہ حرکت

برقی میدان کے زیر اثر آزاد الیکٹران سمتیہ حرکت شروع کرتے ہیں، جس سے کرنٹ بن جاتا ہے۔ کرنٹ کی سمت مثبت بار کی حرکت کی سمت کے طور پر تعریف کی جاتی ہے، جو الیکٹران کی حقیقی حرکت کی سمت کے بر عکس ہوتی ہے۔ لہذا، جب ہم کہتے ہیں کہ کرنٹ مثبت سے منفی تک جاری ہوتا ہے، تو یہ دراصل یہ معنی رکھتا ہے کہ الیکٹران منفی سے مثبت تک حرکت کر رہے ہیں۔

4. لیٹس کے ساتھ تفاعل

آزاد الیکٹران کی حرکت کے دوران وہ مواد کے لیٹس (ایٹمی ترتیب) سے تصادم کرتے ہیں۔ ان تصادموں سے الیکٹران کی حرکت کی سمت تبدیل ہوجاتی ہے اور ان کی اوسط رفتار کم ہوجاتی ہے۔ یہ پراکشण اثر مقاومت کے ذریعہ میں سے ایک ہے۔

5. کرنٹ کثافت

کرنٹ کثافت (J) کرنٹ کا واحد مقطعی رقبہ فی ہے اور اس کو فارمولہ کے ذریعہ ظاہر کیا جا سکتا ہے:

J = I/A

جہاں I کرنٹ ہے اور A کنڈکٹر کا مقطعی رقبہ ہے۔

6. آم کا قانون

آم کا قانون کرنٹ، ولٹیج اور مقاومت کے درمیان تعلق کی وضاحت کرتا ہے:

V = IR

جہاں V ولٹیج ہے، I کرنٹ ہے، اور R مقاومت ہے۔

7. کنڈکٹر مواد کی خصوصیات

مختلف کنڈکٹر مواد کی مختلف کنڈکٹیوٹی خصوصیات ہوتی ہیں، جو ان کی الیکٹرانک ڈھانچے اور لیٹس ڈھانچے پر منحصر ہوتی ہیں۔ مثال کے طور پر، کپڑا اور چاندی بہترین کنڈکٹر ہیں کیونکہ ان میں بہت سارے آزاد الیکٹران ہوتے ہیں اور کم مقاومت ہوتی ہے۔

8. درجہ حرارت کا اثر

درجہ حرارت کنڈکٹیوٹی پر بہت زیادہ اثر ڈالتا ہے۔ عام طور پر، جب درجہ حرارت میں اضافہ ہوتا ہے تو مواد میں لیٹس کے ویبریشنز مضبوط ہوجاتے ہیں، الیکٹران-لیٹس کے تصادموں کی فریکوئنسی میں اضافہ ہوتا ہے اور یہ زیادہ مقاومت کی وجہ بنتا ہے۔ یہی وجہ ہے کہ کنڈکٹروں کی مقاومت بلند درجہ حرارت پر بڑھ جاتی ہے۔

9. سوپر کنڈکٹیوٹی

کچھ خاص شرائط کے تحت کچھ مواد سوپر کنڈکٹنگ حالت میں داخل ہوسکتے ہیں، جہاں مقاومت صفر ہوجاتی ہے اور کرنٹ بغیر کسی نقصان کے جاری ہوسکتا ہے۔ سوپر کنڈکٹیوٹی عام طور پر بہت کم درجہ حرارت پر ہوتی ہے، لیکن حالیہ تحقیقات نے کچھ بلند درجہ حرارت کے سوپر کنڈکٹروں کا ایجاد کیا ہے۔

خلاصہ

ڈھاتوں، کیبلوں اور میٹلوں میں کرنٹ کا جریان بیرونی برقی میدان کے زیر اثر آزاد الیکٹران کی سمتیہ حرکت کے ذریعہ چلتا ہے۔ الیکٹران کی مواد کے لیٹس کے ساتھ تفاعل مقاومت کا باعث بنتا ہے۔ کنڈکٹر مواد کی خصوصیات، درجہ حرارت اور دیگر عوامل کرنٹ کے منتقلی کی کارکردگی پر اثر ڈالتے ہیں۔ ان بنیادی مبادیوں کو سمجھنے سے کنڈکٹر مواد اور سرکٹس کی بہتر طرح ڈیزائن اور استعمال کرنے میں مدد ملتی ہے۔