ਡੀਸੀ ਮੋਟਰ ਦਾ ਕਾਰਵਾਈ ਸਿਧਾਂਤ ਕੀ ਹੈ?
DC موتروں کا کام کرنے کا اصول کیا ہے؟
DC موٹر کی تعریف
DC موٹر کی تعریف یہ ہے کہ یہ ایک آلہ ہے جو مستقیم برقی توانائی کو مغناطیسی میدانوں اور برقی دھاراؤں کا استعمال کرتے ہوئے مکینکی توانائی میں تبدیل کرتا ہے۔
DC موٹرز آج کے صنعتی نظام میں ایک بنیادی کردار ادا کرتے ہیں۔ DC موٹر کے کام کرنے کے اصول کو سمجھنے کا آغاز، جس پر ہم اس مضمون میں غور کر رہے ہیں، اس کی بنیادی ایک لوپ کی تعمیر سے شروع ہوتا ہے۔
DC موٹر کی بنیادی تعمیر میں کرنٹ لے جانے والی آرمیچر شامل ہوتی ہے، جو کمیوٹیٹر سگمنٹس اور برشز کے ذریعے سپلائی کے ساتھ جڑی ہوتی ہے۔ آرمیچر کو مستقل یا الیکٹرو میگنیٹ کے شمالی اور جنوبی قطب کے درمیان رکھا جاتا ہے جس طرح اوپر دی گئی تصویر میں دکھایا گیا ہے۔
جب مستقیم کرنٹ آرمیچر کے ذریعے گزرتا ہے تو یہ ارد گرد کے میگنیٹس سے مکینکی فورس کا تجربہ کرتا ہے۔ DC موٹر کے کام کرنے کو مکمل طور پر سمجھنے کے لیے، فلیمینگ کے بائیں ہاتھ کے نظریے کو سمجھنا ضروری ہے، جو آرمیچر پر فورس کی سمت متعین کرنے میں مدد کرتا ہے۔
اگر کرنٹ لے جانے والا کنڈکٹر میگنیٹک میدان کے مساوی رکھا جائے تو کنڈکٹر کو میدان اور کرنٹ کے ساتھ معاشرتی طور پر متقاطع فورس کا تجربہ ہوتا ہے۔
فلیمینگ کا بائیں ہاتھ کا نظریہ موٹر کی گردش کی سمت متعین کر سکتا ہے۔ یہ نظریہ کہتا ہے کہ اگر ہم اپنے بائیں ہاتھ کے انگوٹھے، درمیانی انگلی اور انگوٹھے کو متبادل کرنے کی طرح ایک دوسرے کے ساتھ مساوی کریں جہاں درمیانی انگلی کرنٹ کی سمت میں ہو اور انگوٹھا میگنیٹک میدان کی سمت میں ہو، یعنی شمال سے جنوب کے قطب تک، تو انگوٹھا مکینکی فورس کی سمت کو ظاہر کرتا ہے۔
DC موٹر کے اصول کو واضح طور پر سمجھنے کے لیے ہمیں نیچے دی گئی تصویر کو دیکھتے ہوئے فورس کی مقدار معلوم کرنی ہوگی۔
ہم جانتے ہیں کہ جب بہت چھوٹا شارج dq کرنٹ 'v' کی رفتار سے برقی میدان E اور میگنیٹک میدان B کے زیرِاثر گزرتا ہے تو شارج کو تجربہ کیا جانے والا لورینز فورس dF یہ دیا جاتا ہے:-
DC موٹر کے کام کرنے کے لیے، E = 0 کو دیکھتے ہوئے۔
یعنی یہ dq v اور میگنیٹک میدان B کا متقاطع حاصل ہے۔
جہاں dL کرنٹ لے جانے والے کنڈکٹر کی لمبائی ہے۔
پہلی تصویر سے ہم دیکھ سکتے ہیں کہ DC موٹر کی تعمیر ایسی ہے کہ آرمیچر کنڈکٹر کے ذریعے کرنٹ کی سمت ہمیشہ میدان کے مساوی ہوتی ہے۔ اس لیے فورس آرمیچر کنڈکٹر پر میدان اور کرنٹ کے ساتھ متقاطع سمت میں کام کرتی ہے۔
تو اگر ہم آرمیچر کنڈکٹر کے بائیں جانب کرنٹ کو I، اور آرمیچر کنڈکٹر کے دائیں جانب کرنٹ کو -I لے لیں کیونکہ وہ ایک دوسرے کے مخالف سمت میں بہ رہے ہیں۔
پھر آرمیچر کنڈکٹر کے بائیں جانب کی فورس،
اسی طرح، آرمیچر کنڈکٹر کے دائیں جانب کی فورس،
اس لیے ہم دیکھ سکتے ہیں کہ اس مقام پر دونوں طرف کی فورس مقدار میں برابر ہوتی ہے لیکن سمت میں مخالف ہوتی ہے۔ کیونکہ دونوں کنڈکٹروں کے درمیان کچھ فاصلہ w = آرمیچر ٹرن کی چوڑائی ہے، دونوں مخالف فورسیں گردش کرنے والی فورس یا ٹارک پیدا کرتی ہیں جس کے نتیجے میں آرمیچر کنڈکٹر گردش کرتا ہے۔
اب ہم آرمیچر ٹرن کے ابتدائی مقام سے α (الفا) کے زاویہ بنانے کے وقت ٹارک کی عبارت کو جانچتے ہیں۔پیدا ہونے والی ٹارک یہ دی گئی ہے،
یہاں α (الفا) آرمیچر ٹرن کے طائر اور مرجعی طائر یا آرمیچر کے ابتدائی مقام کے درمیان کا زاویہ ہے جو یہاں میگنیٹک میدان کی سمت کے طوف ہے۔
ٹارک کی مساوات میں cosα کی موجودگی بہت خوب بیان کرتی ہے کہ فورس کے برعکس تمام مقامات پر ٹارک ایک جیسی نہیں ہوتی ہے۔ حقیقت میں یہ زاویہ α (الفا) کے تبدیل ہونے کے ساتھ بدل جاتی ہے۔ ٹارک کی تبدیلی کو سمجھنے اور موٹر کی گردش کے اصول کو سمجھنے کے لیے ہم ایک مرحلہ وار تجزیہ کرتے ہیں۔
مرحلہ 1:
ابتدا میں آرمیچر کو اس کے شروعاتی نقطہ یا مرجعی مقام پر سمجھتے ہیں جہاں زاویہ α = 0 ہے۔
کیونکہ α = 0، اس لیے cos α = 1، یا زیادہ سے زیادہ قدر، اس لیے اس مقام پر ٹارک زیادہ سے زیادہ ہوتی ہے جو τ = BILw دی گئی ہے۔ یہ زیادہ شروعاتی ٹارک آرمیچر کی ابتدائی سکون کو دور کرنے میں مدد کرتی ہے اور اسے گردش میں لاتی ہے۔
مرحلہ 2:
جب آرمیچر حرکت میں آ جاتا ہے، آرمیچر کے فعلی مقام اور اس کے ابتدائی مرجعی مقام کے درمیان زاویہ α گردش کے راستے میں بڑھتا ہے تاکہ یہ اپنے ابتدائی مقام سے 90 o ہوجائے۔ نتیجے کے طور پر cosα کم ہوتا ہے اور ٹارک کی قدر بھی کم ہوتی ہے۔
اس صورتحال میں ٹارک τ = BILwcosα دی گئی ہے جو α > 0o کے لیے BIL w سے کم ہوتی ہے۔
مرحلہ 3:
آرمیچر کی گردش کے راستے میں ایک نقطہ پہنچا جاتا ہے جہاں روتر کا فعلی مقام اپنے ابتدائی مقام کے مساوی ہوتا ہے، یعنی α = 90 o، اور اس کے نتیجے میں cosα = 0 ہوتا ہے۔
اس مقام پر کنڈکٹر پر عمل کرنے والی ٹارک یہ دی گئی ہے،
یعنی اس لمحے پر آرمیچر پر کوئی گردش کرنے والی ٹارک عمل نہیں کرتی ہے۔ لیکن فرض کیا جاتا ہے کہ آرمیچر اس موقع پر رک جاتا ہے، یہ ایک حقیقت کی وجہ سے ہے کہ DC موٹر کی کارکردگی ایسے طور پر ڈیزائن کی گئی ہے کہ اس مقام پر حرکت کی انتظامیہ اس نل ٹارک کو دور کرنے کے لیے کافی ہوتی ہے۔
جب روتر اس مقام کو پار کرتا ہے تو آرمیچر کے فعلی مقام اور ابتدائی طائر کے درمیان زاویہ پھر کم ہونے لگتا ہے اور ٹارک اس پر دوبارہ عمل کرنے لگتی ہے۔
