DC موتر کا عملیاتی اصول کیا ہے؟
DC موتور کا کام کرتا طریقہ کیا ہے؟
DC موتور کی تعریف
DC موتور کو ایک دستگیری کے طور پر تعریف کیا جاتا ہے جو مغناطیسی میدانوں اور برقی دوران کا استعمال کرتے ہوئے مستقیم برقی توانائی کو مکینکی توانائی میں تبدیل کرتا ہے۔
DC موتروں کا نوجد صنعت میں ایک بنیادی کردار ہے۔ DC موتر کے کام کرتا طریقہ کا سمجھنا، جسے ہم اس مضمون میں جانچتے ہیں، اس کے بنیادی ایک لوپ کی تعمیر سے شروع ہوتا ہے۔
DC موتر کی بہت بنیادی تعمیر میں ایک برقی دوران لے رہا آرمیچر ہوتا ہے، جو سپلائی کے سرے سے کمیوٹیٹر سگمنٹس اور برشز کے ذریعے منسلک ہوتا ہے۔ آرمیچر کو اوپر دی گئی تصویر کی طرح دائمی یا الیکٹرو میگنٹ کے شمالی اور جنوبی قطب کے درمیان رکھا جاتا ہے۔
جب آرمیچر کے ذریعے مستقیم برقی دوران فلو ہوتا ہے تو یہ ماحولی میگنٹس سے مکینکی فورس کا تجربہ کرتا ہے۔ DC موتر کے کام کرتا طریقہ کو مکمل طور پر سمجھنے کے لیے، فلمنگ کے بائیں ہاتھ کے قاعدے کو سمجھنا ضروری ہے، جو آرمیچر پر فورس کی سمت کا تعین کرنے میں مدد کرتا ہے۔
اگر کوئی برقی دوران لے رہا کنڈکٹر میگنٹک میدان میں عمودی طور پر رکھا جائے تو کنڈکٹر کو فورس کا تجربہ ہوتا ہے جو دونوں کی سمت کے متبادل طور پر عمودی ہوتی ہے: میدان کی سمت اور برقی دوران لے رہا کنڈکٹر۔
فلمنگ کا بائیں ہاتھ کا قاعدہ موٹر کی گردش کی سمت کا تعین کر سکتا ہے۔ یہ قاعدہ کہتا ہے کہ اگر ہم اپنے بائیں ہاتھ کا انگوٹھا، وسطی انگلی اور انگوٹھا عمودی طور پر ایسے طور پر بڑھائیں کہ وسطی انگلی کنڈکٹر میں دوران کی سمت میں ہو، اور انگوٹھا میدان کی سمت میں ہو، یعنی شمال سے جنوب کے قطب تک، تو انگوٹھا خلق شدہ مکینکی فورس کی سمت کو ظاہر کرتا ہے۔
DC موتر کے کام کرتا طریقہ کو واضح طور پر سمجھنے کے لیے ہمیں نیچے دی گئی تصویر کو مد نظر رکھتے ہوئے فورس کی مقدار کا تعین کرنا ہوگا۔
ہم جانتے ہیں کہ جب ایک نامحدودی سے چھوٹا توان dq کو 'v' کی رفتار سے ایک برقی میدان E اور ایک میگنٹک میدان B کے تحت فلو کیا جاتا ہے تو چارج کو تجربہ کی گئی لورینز فورس dF کو دیا گیا ہے:-
DC موتر کے کام کرتا طریقہ کے لیے، E = 0 کو در نظر لیا جائے۔
یعنی یہ dq v اور میگنٹک میدان B کا کراس پروڈکٹ ہے۔
جہاں، dL چارج q کو لے رہے کنڈکٹر کی لمبائی ہے۔
پہلی تصویر سے ہم دیکھ سکتے ہیں کہ DC موتر کی تعمیر ایسی ہے کہ آرمیچر کنڈکٹر کے ذریعے تمام مواقع پر دوران کی سمت میدان کے عمودی ہوتی ہے۔ اس لیے فورس آرمیچر کنڈکٹر پر عمل کرتی ہے جو دونوں کے عمودی ہوتی ہے: یکساں میدان، اور دوران میں مستقل ہوتا ہے۔
تو اگر ہم آرمیچر کنڈکٹر کے بائیں جانب کے دوران کو I لیں، اور آرمیچر کنڈکٹر کے دائیں جانب کے دوران کو -I لیں، کیونکہ وہ ایک دوسرے کے متضاد سمت میں فلو ہوتے ہیں۔
پھر بائیں جانب آرمیچر کنڈکٹر پر فورس،
اسی طرح، دائیں جانب کنڈکٹر پر فورس،
لہذا، ہم دیکھ سکتے ہیں کہ اس مقام پر دونوں طرف کی فورس مقدار میں برابر ہوتی ہے لیکن سمت میں متضاد ہوتی ہے۔ کیونکہ دونوں کنڈکٹرز کے درمیان کچھ فاصلہ w = آرمیچر ٹرن کی چوڑائی ہے، تو دونوں متضاد فورسیں گردش کی فورس یا ٹارک پیدا کرتی ہیں جو آرمیچر کنڈکٹر کی گردش کا باعث بنتی ہیں۔
اب چلو آرمیچر ٹرن کی ابتدائی سمت سے α (الفا) زاویہ بنانے کے وقت ٹارک کی عبارت کو جانچتے ہیں۔پیدا ہونے والے ٹارک کو دیا گیا ہے،
یہاں α (الفا) آرمیچر ٹرن کے مستوی اور مرجعی مستوی یا آرمیچر کی ابتدائی سمت کے درمیان زاویہ ہے جو یہاں میگنٹک میدان کی سمت کے ساتھ ہے۔
ٹارک کی مساوات میں cosα کی موجودگی بہت وضاحت سے ظاہر کرتی ہے کہ فورس کے برخلاف تمام مقامات پر ٹارک ایک جیسا نہیں ہوتا ہے۔ بلکہ یہ حقیقت میں زاویہ α (الفا) کے تغیر کے ساتھ تبدیل ہوتا ہے۔ ٹارک کے تغیر کو سمجھنے اور موٹر کی گردش کے پیچیدہ طریقے کو سمجھنے کے لیے ہم ایک مرحلہ وار تجزیہ کرتے ہیں۔
مرحلہ 1:
ایکسٹیمی کے طور پر آرمیچر کو اس کے شروعاتی نقطہ یا مرجعی سمت میں لیا جاتا ہے جہاں زاویہ α = 0 ہوتا ہے۔
کیونکہ، α = 0، اصطلاح cos α = 1، یا زیادہ سے زیادہ قدر، لہذا اس مقام پر ٹارک زیادہ سے زیادہ ہوتا ہے جسے τ = BILw دیا گیا ہے۔ یہ زیادہ سے زیادہ شروعاتی ٹارک آرمیچر کے ابتدائی غیر حرکت کو دفع کرنے میں مدد کرتا ہے اور اسے گردش میں لاتا ہے۔
مرحلہ 2:
جب آرمیچر حرکت میں آ جاتا ہے تو آرمیچر کی فعلی سمت اور اس کی ابتدائی مرجعی سمت کے درمیان زاویہ α اپنی گردش کے راستے میں بڑھتے ہوئے 90 o تک پہنچ جاتا ہے۔ نتیجے کے طور پر اصطلاح cosα کم ہوتی ہے اور ٹارک کی قدر بھی۔
اس صورتحال میں ٹارک τ = BILwcosα دیا گیا ہے جو α > 0o کے وقت BIL w سے کم ہوتا ہے۔
مرحلہ 3:
آرمیچر کی گردش کے راستے میں ایک نقطہ پہنچا جاتا ہے جہاں روتر کی فعلی سمت اس کی ابتدائی سمت کے بالکل عمودی ہوتی ہے، یعنی α = 90 o، اور نتیجے کے طور پر اصطلاح cosα = 0 ہوتی ہے۔
اس مقام پر کنڈکٹر پر عمل کرنے والے ٹارک کو دیا گیا ہے،
یعنی یہاں واقعی کوئی گردش کرنے والا ٹارک آرمیچر پر عمل نہیں کرتا ہے۔ لیکن آرمیچر اب بھی رک نہیں جاتا، یہ اس وجہ سے ہے کہ DC موتر کی کارکردگی ایسے طور پر ڈیزائن کی گئی ہے کہ اس مقام پر حرکت کی عدم توازن اس نل ٹارک کے نقطہ کو دفع کرنے کے لیے کافی ہوتی ہے۔
جب روتر اس مقام کو پار کرتا ہے تو آرمیچر کی فعلی سمت اور ابتدائی مستوی کے درمیان زاویہ پھر کم ہوتا ہے اور ٹارک پھر اس پر عمل کرنے لگتا ہے۔
