مسافر موج

تعریف
سفری موج ایک قصیمی موج ہے جو اضطراب پیدا کرتا ہے اور ایک منتقلی لائن پر مستقل رفتار سے پھیلتا ہے۔ یہ قسم کی موج صرف کچھ مائیکرو سیکنڈ تک موجود رہتی ہے، لیکن یہ منتقلی لائن میں کافی اضطراب پیدا کر سکتی ہے۔ قصیمی موجیں عموماً سوئچنگ، خرابیاں، اور بجلی کے ٹھنڈے زدیں کی وجہ سے منتقلی لائن میں پیدا ہوتی ہیں۔
سفری موجوں کا اہمیت
سفری موجیں برقی نظام کے مختلف نقاط پر ولٹیج اور کرنٹ کا تعین کرنے میں کلیدی کردار ادا کرتی ہیں۔ علاوہ ازیں، وہ انسولیٹرز کے ڈیزائن، حفاظتی دستیابات، ٹرمینل آلات کے لیے انسولیشن، اور برقی نظام میں کلیہ انسولیشن کے تنظیم کے لیے بھی اہم ہیں۔
سفری موجوں کی مشخصات
ریاضیاتی طور پر، سفری موج کو متعدد طریقوں سے ظاہر کیا جا سکتا ہے۔ یہ عام طور پر ایک نامحدود مستطیل موج یا ایک مرحلہ وار موج کی شکل میں ظاہر کیا جاتا ہے۔ سفری موج کو چار خاص خصوصیات سے متعین کیا جاتا ہے، جس کا ذکر نیچے دی گئی تصویر میں کیا گیا ہے۔

• سفری موجوں کی خصوصیات
  سر یا بلندی: یہ موج کی زیادہ سے زیادہ امتیازی قدر کو ظاہر کرتا ہے اور عام طور پر ولٹیج کے لیے کلوولٹ (kV) اور کرنٹ کے لیے کلوایمپیئر (kA) میں میں کیا جاتا ہے۔

• سامنے کا حصہ: یہ موج کا وہ حصہ ہے جو سر کے سامنے آتا ہے۔ سامنے کا حصہ موج کے شروع ہونے سے لے کر اس کی سر کی قدر تک کے وقت کا فاصلہ ہوتا ہے، عام طور پر ملی سیکنڈ (ms) یا مائیکرو سیکنڈ (µs) میں ظاہر کیا جاتا ہے۔

• پیچھے کا حصہ: موج کا پیچھے کا حصہ سر کے بعد آتا ہے۔ یہ موج کے شروع ہونے سے لے کر اس کی قدر کے 50% تک کم ہونے تک کا وقت ہوتا ہے۔
  قطبیت: یہ سر ولٹیج کی قطبیت کے ساتھ اس کی عددی قدر کو ظاہر کرتا ہے۔ مثال کے طور پر، ایک مثبت موج جس کی سر ولٹیج 500 kV، سامنے کا حصہ 1 µs، اور پیچھے کا حصہ 25 µs ہے، +500/1.0/25.0 کے طور پر ظاہر کی جائے گی۔

بڑھاؤ
بڑھاؤ ایک خاص قسم کی سفری موج ہے جو کنڈکٹر پر برقی شارژ کی حرکت سے پیدا ہوتا ہے۔ بڑھاؤ کو ولٹیج کی بہت تیز اور کھڑی ترقی (سمانے کا حصہ)، جس کے بعد ولٹیج کی معتدل کمی (بڑھاؤ کا پیچھا) سے متعین کیا جاتا ہے۔ جب یہ بڑھاؤ کیبل باکس، ٹرانسفارمر، یا سوئچ گیری جیسی ٹرمینل آلات تک پہنچتے ہیں تو ان کی ممکنہ ضرر کا خطرہ ہوتا ہے اگر آلات کی حفاظت کافی نہ ہو۔
منتقلی لائن پر سفری موجیں
منتقلی لائن ایک توزیع شدہ پیرامیٹر کردائی کی کردائی ہے، جس کا مطلب ہے کہ یہ ولٹیج اور کرنٹ کی موجوں کی پھیلتی ہوئی حمایت کرتی ہے۔ توزیع شدہ پیرامیٹر کردائی میں الیکٹرومیگنیٹک میدان محدود رفتار سے پھیلتا ہے۔ سوئچنگ کی طرح کی کامیابیاں اور بجلی کے ٹھنڈے زدیں جیسی واقعات کردائی کے تمام نقاط کو ایک ساتھ متاثر نہیں کرتے بلکہ ان کے اثرات کردائی کے طور پر سفری موجوں اور بڑھاؤ کی شکل میں پھیلتے ہیں۔

جب منتقلی لائن کو ایک ولٹیج کے ذریعے ایک سوئچ بند کر کے جاگیر بنائی جاتی ہے تو پوری لائن فوراً توانائی سے بھر نہیں ہوتی۔ دوسرے الفاظ میں، ولٹیج فوراً لائن کے دور دراز کے سرے پر ظاہر نہیں ہوتی۔ یہ پدیدآمد توزیع شدہ دائمی اقدار، یعنی اِنڈکٹنس (L) اور کیپیسٹنس (C) کی موجودگی کی وجہ سے ہوتا ہے۔

ایک لمبی منتقلی لائن کو تصور کریں جس میں توزیع شدہ پیرامیٹر اِنڈکٹنس (L) اور کیپیسٹنس (C) ہے۔ نیچے دی گئی تصویر میں دکھایا گیا ہے کہ یہ لمبی لائن کو مفروضی طور پر چھوٹے حصوں میں تقسیم کیا جا سکتا ہے۔ یہاں S سوئچنگ کے دوران بڑھاؤ کو شروع کرنا یا ختم کرنا کے لیے استعمال ہونے والی سوئچ کو ظاہر کرتا ہے۔ جب سوئچ بند ہوتا ہے تو اِنڈکٹنس L1 ابتدائی طور پر ایک اوپن سرکٹ کی طرح کام کرتا ہے، جبکہ کیپیسٹنس C1 ابتدائی طور پر ایک شارٹ سرکٹ کی طرح کام کرتا ہے۔ اسی وقت، اگلے حصے کا ولٹیج تبدیل نہیں ہوسکتا کیونکہ کیپیسٹنس C1 کا ولٹیج ابتدائی طور پر صفر ہوتا ہے۔

لہذا، تا جیکہ کیپیسٹنس C1 کو کچھ حد تک چارجن نہ ہو، کیپیسٹنس C2 کو اِنڈکٹرس L2 کے ذریعے چارجن کرنا ممکن نہیں ہوتا، اور یہ چارجن کا عمل بالکل وقت لیتا ہے۔ یہی اصول منتقلی لائن کے تیسرے، چوتھے، اور اگلے حصوں کے لیے بھی لاگو ہوتا ہے۔ نتیجے کے طور پر، ہر حصے کا ولٹیج کالی بر کر اضافہ کرتا ہے۔ یہ ولٹیج کا کالی بر اضافہ کرنے کو منتقلی کنڈکٹر کے ساتھ ساتھ منتقل ہونے کی موج کی طرح دیکھا جا سکتا ہے۔ اس کے ساتھ متعلقہ کرنٹ کی موج یہ کالی بر چارجن کا عمل کرتی ہے۔ کرنٹ کی موج، جو ولٹیج کی موج کے ساتھ سفر کرتی ہے، اس کے گرد کے ماحول میں میگنیٹک میدان پیدا کرتی ہے۔ جب یہ موجیں برقی نیٹ ورک کے جنکشن اور اختتام تک پہنچتی ہیں تو وہ منعکس ہوتی ہیں اور پھیلتی ہیں۔ ایک نیٹ ورک میں جہاں کئی لائنیں اور جنکشن ہوتی ہیں، ایک واحد واقع ہونے والی موج کئی سفری موجوں کو شروع کر سکتی ہے۔ جب موجیں تقسیم ہوتی ہیں اور کئی منعکس ہوتی ہیں تو موجوں کی تعداد کثیر حد تک بڑھ جاتی ہے۔ لیکن یہ ضروری ہے کہ یاد رہے کہ نتیجہ کے موجوں کی کل توانائی کبھی بھی اصل واقع ہونے والی موج کی توانائی سے زائد نہیں ہو سکتی، جو برقی نظام میں توانائی کی تحفظ کے بنیادی قانون کے مطابق ہوتا ہے۔