آپ کیسے ثابت کرتے ہیں کہ مکینکل کام کے لئے ذمہ دار سرگرم طاقت ہے اور ریاکٹیو طاقت نہیں؟

کسے ثابت کریں کہ فعال طاقت میکانیکی کام تولید کرنے والی طاقت ہے، غیر فعال طاقت نہیں

فعال طاقت (Active Power, P) کو میکانیکی کام تولید کرنے والی طاقت ثابت کرنے کے لئے، جبکہ غیر فعال طاقت (Reactive Power, Q) اس کا حصہ نہیں ہے، ہم طاقت نظام کے فزیکل پرنسپلز اور توانائی کے تبدیلی کی طبیعت کو جانچ سکتے ہیں۔ نیچے مفصل وضاحت دی گئی ہے:

1. فعال طاقت اور غیر فعال طاقت کی تعریفیں

فعال طاقت P: فعال طاقت ایک AC سروسٹن میں استعمال ہونے والی حقیقی برقی طاقت کو ظاہر کرتی ہے جو مفید کام میں تبدیل ہوتی ہے۔ یہ مقاومتی عناصر سے منسلک ہوتی ہے اور برقی توانائی کو دیگر توانائی کی شکل میں تبدیل کرنے کی نمائندگی کرتی ہے، جیسے حرارتی یا میکانیکی توانائی۔ فعال طاقت کی اکائی واط (W) ہے۔

غیر فعال طاقت Q: غیر فعال طاقت ایک AC سروسٹن میں انڈکٹو یا کیپیسٹو عناصر کی موجودگی کی وجہ سے سورس اور لوڈ کے درمیان اوپر نیچے دھڑکنے والی برقی طاقت کو ظاہر کرتی ہے۔ یہ مستقیماً مفید کام نہیں کرتی لیکن نظام کی ولٹیج اور کرنٹ کی تقسیم پر اثر ڈالتی ہے، اس کی کارکردگی کو متاثر کرتی ہے۔ غیر فعال طاقت کی اکائی ولٹ-ایمپیئرز ریاکٹو (VAR) ہے۔

2. طاقت کا فیکٹر اور فیز کا فرق

AC سروسٹن میں، کرنٹ اور ولٹیج کے درمیان فیز کا فرق فعال طاقت کے مقابلے میں غیر فعال طاقت کا تناسب تعین کرتا ہے۔ طاقت کا فیکٹر cos(ϕ) یہ فیز کا فرق کا پیمانہ ہے، جہاں ϕ کرنٹ اور ولٹیج کے درمیان فیز زاویہ ہے۔

جب ϕ=0 ہوتا ہے تو کرنٹ اور ولٹیج فیز میں ہوتے ہیں، اور صرف فعال طاقت موجود ہوتی ہے، بغیر کسی غیر فعال طاقت کے۔ یہ خالص مقاومتی لوڈ میں عام ہے۔

جب ϕ≠0 ہوتا ہے تو کرنٹ اور ولٹیج فیز میں نہیں ہوتے، جس کے نتیجے میں فعال اور غیر فعال دونوں طاقتیں وجود میں آتی ہیں۔ انڈکٹو لوڈ (جیسے موٹروں) کے لئے، کرنٹ ولٹیج کے پیچھے رہتا ہے؛ کیپیسٹو لوڈ کے لئے، کرنٹ ولٹیج کے آگے رہتا ہے۔

3. توانائی کی تبدیلی کا نقطہ نظر

فعال طاقت کا فزیکل معنی:

فعال طاقت مقاومتی عناصر کے ذریعے برقی توانائی کو دیگر توانائی کی شکل میں تبدیل کرتی ہے، جیسے میکانیکی توانائی یا حرارت۔ مثال کے طور پر، ایک موٹر میں، فعال طاقت لوڈ کی مخالفت کو فتح کرتی ہے، روتر کو گھماتی ہے اور میکانیکی کام تیار کرتی ہے۔

فعال طاقت کی مقدار نظام میں عملی توانائی کی مصرف کو تعین کرتی ہے، اس کو مفید کام کرنے کے لئے مستقیماً متعلق ہوتی ہے۔

غیر فعال طاقت کا فزیکل معنی:

غیر فعال طاقت مستقیماً مفید کام نہیں کرتی لیکن انڈکٹو یا کیپیسٹو عناصر کے اندر میگنیٹک یا برقی میدانوں میں توانائی کے ذخیرے سے منسلک ہوتی ہے۔ یہ سورس اور لوڈ کے درمیان اوپر نیچے دھڑکتی ہے بغیر کسی نیٹ میکانیکی کام کے۔

غیر فعال طاقت کا بنیادی کردار سروسٹن میں ولٹیج کی سطحیں برقرار رکھنا ہوتا ہے اور میگنیٹک یا برقی میدانوں کی قائم کشی اور برقرار رکھش کا حمایت کرنا ہوتا ہے۔ حالانکہ یہ مستقیماً کام نہیں کرتی، لیکن یہ نظام کی مستقر کارکردگی کے لئے ضروری ہے۔

4. برقی موٹر کے ساتھ مثال

برقی موٹر کے ساتھ مثال کے ذریعے، فعال طاقت اور غیر فعال طاقت کے درمیان فرق واضح ہو جاتا ہے:

فعال طاقت: موٹر میں فعال طاقت لوڈ کی مخالفت کو فتح کرنے کے لئے استعمال ہوتی ہے، روتر کو گھماتی ہے اور میکانیکی کام تیار کرتی ہے۔ یہ طاقت کا ایک حصہ آخر کار میکانیکی توانائی میں تبدیل ہوتا ہے، میکینیکی میکینوں کو چلانے کے لئے جیسے پمپ یا فین۔

غیر فعال طاقت: موٹر میں غیر فعال طاقت روتر اور سٹیٹر کے درمیان میگنیٹک میدان قائم کرنے اور برقرار رکھنے کے لئے استعمال ہوتی ہے۔ یہ میگنیٹک میدان موٹر کے کارکردگی کے لئے ضروری ہے، لیکن یہ مستقیماً میکانیکی کام نہیں کرتا ہے۔ غیر فعال طاقت سورس اور موٹر کے درمیان اوپر نیچے دھڑکتی ہے، مفید میکانیکی توانائی میں تبدیل نہیں ہوتی ہے۔

5. توانائی کی قانونی تحفظ

توانائی کی قانونی تحفظ کے مطابق، نظام کو داخل کی گئی برقی توانائی نظام کی باہر نکلنے والی توانائی (میکانیکی اور حرارتی توانائی سمیت) کے مساوی ہونی چاہئے، کسی بھی نقصانوں کے ساتھ (جیسے مقاومتی نقصانات)۔ فعال طاقت وہ حصہ ہے جو حقیقی طور پر استعمال ہوتا ہے اور مفید کام میں تبدیل ہوتا ہے، جبکہ غیر فعال طاقت موقتی طور پر میگنیٹک یا برقی میدانوں میں ذخیرہ ہوتی ہے اور مستقیماً مفید کام میں شامل نہیں ہوتی ہے۔

6. ریاضیاتی اظہار

تین فیز کے AC سروسٹن میں، کل ظاہری طاقت S (Apparent Power) کو نیچے لکھا جا سکتا ہے:

جہاں:

• P فعال طاقت ہے، جس کا پیمانہ واط (W) ہوتا ہے۔

• Q غیر فعال طاقت ہے، جس کا پیمانہ ولٹ-ایمپیئرز ریاکٹو (VAR) ہوتا ہے۔

فعال طاقت P کو نیچے لکھے گئے فارمولے سے کلک کیا جا سکتا ہے:

غیر فعال طاقت Q کو نیچے لکھے گئے فارمولے سے کلک کیا جا سکتا ہے:

یہاں V لائن ولٹیج ہے، I لائن کرنٹ ہے، اور ϕ کرنٹ اور ولٹیج کے درمیان فیز زاویہ ہے۔

7. خلاصہ

• فعال طاقت وہ حقیقی طاقت ہے جو استعمال ہوتی ہے اور مفید کام میں تبدیل ہوتی ہے، جیسے میکانیکی یا حرارتی توانائی۔ یہ مقاومتی عناصر سے منسلک ہوتی ہے اور میکانیکی کام تیار کر سکتی ہے۔

• غیر فعال طاقت وہ طاقت ہے جو انڈکٹو یا کیپیسٹو عناصر سے منسلک ہوتی ہے، سورس اور لوڈ کے درمیان اوپر نیچے دھڑکتی ہے۔ یہ میگنیٹک یا برقی میدانوں کو برقرار رکھتی ہے لیکن مستقیماً مفید کام نہیں کرتی ہے۔

اس لئے، فعال طاقت میکانیکی کام تیار کرنے والی طاقت ہے، جبکہ غیر فعال طاقت، حالانکہ نظام کی استحکام کے لئے ضروری ہے، مستقیماً کام کرنے میں شامل نہیں ہوتی ہے۔ غیر فعال طاقت میگنیٹک یا برقی میدانوں کو برقرار رکھ کر توانائی کے منتقلی عمل کو حمایت کرتی ہے۔