کسی کرینٹ کو کیسے حساب لگائیں؟

کسٹ کرنٹ کا حساب کیسے لگائیں؟

کسٹ کرنٹ کی تعریف

کسٹ کرنٹ کو ایک بڑا کرنٹ قرار دیا جاتا ہے جو کسی فلٹ کے وقت الیکٹرکل سسٹم میں بہتا ہے، جس سے سرکٹ بریکر کے کمپوننٹس کو نقصان ہوسکتا ہے۔

جب کسٹ کرنٹ کا فلٹ ہوتا ہے، تو بڑا کرنٹ سسٹم میں بہتا ہے، جس میں سرکٹ بریکر (CB) بھی شامل ہوتا ہے۔ اس بہاؤ کو، جب تک CB کا ٹرپپنگ نہیں ہوتا، CB کے حصوں کو میکانیکل اور حرارتی استرس کا سامنا کرنا پڑتا ہے۔

اگر CB کے کنڈکٹنگ حصوں کا کراس سیکشنل علاقہ کافی نہ ہو تو وہ اوور ہیٹ ہوسکتے ہیں، جس سے انسلیشن کو نقصان ہوسکتا ہے۔CB کے کنٹیکٹس بھی گرم ہوجاتے ہیں۔ کنٹیکٹس میں حرارتی استرس I2Rt کے تناسب میں ہوتا ہے، جہاں R کنٹیکٹ ریزستانس ہے، I کسٹ کرنٹ کی rms قدر ہے، اور t کرنٹ کے بہاؤ کا دورانیہ ہے۔

فلٹ کے شروع ہونے کے بعد کسٹ کرنٹ تک CB کا انٹرپٹنگ یونٹ توڑ دیتا ہے۔ اس لیے، وقت t سرکٹ بریکر کا ٹرپپنگ وقت ہے۔ چونکہ یہ وقت ملی سیکنڈ کے مقیاس میں بہت کم ہوتا ہے، اس لیے یہ مانا جاتا ہے کہ فلٹ کے دوران پیدا ہونے والی تمام حرارت کنڈکٹر کو سموچ لیتی ہے کیونکہ کنوانشن اور ریڈیئیشن کے لیے کافی وقت نہیں ہوتا۔

درجہ حرارت کی افزایش کو درج ذیل فارمولے سے تعین کیا جا سکتا ہے،

جہاں، T ہر سیکنڈ میں درجہ حرارت کی افزایش ڈگری سنٹیگریڈ میں ہے۔I کرنٹ (rms متوازن) ایمپیر میں ہے۔A کنڈکٹر کا کراس سیکشنل علاقہ ہے۔ε کنڈکٹر کا حرارتی موصلیت کا ضریب 20 ^oC پر ہے۔

الومینیم 160°C سے اوپر اپنی طاقت کھو دیتا ہے، اس لیے یہ ضروری ہے کہ درجہ حرارت کی افزایش کو اس حد سے نیچے رکھا جائے۔ یہ مطلوبہ کسٹ کرنٹ کے دوران درجہ حرارت کی اجازہ دہ افزایش کو مقرر کرتا ہے، جس کو CB کے ٹرپپنگ وقت کو کنٹرول کرتے ہوئے اور کنڈکٹر کی آئیندہ مناسب طور پر ڈیزائن کرتے ہوئے محفوظ کیا جا سکتا ہے۔

کسٹ کرنٹ کی فورس

دو متوازی الیکٹرک کرنٹ کیریئنگ کنڈکٹروں کے درمیان پیدا ہونے والی الیکٹرومیگنیٹک فورس کو درج ذیل فارمولے سے دیا جاتا ہے،

جہاں، L دونوں کنڈکٹروں کی لمبائی انچ میں ہے۔S ان کے درمیان فاصلہ انچ میں ہے۔I ہر کنڈکٹر کو کیری کرنے والا کرنٹ ہے۔

یہ تجرباتی طور پر ثابت ہوا ہے کہ، الیکٹرومیگنیٹک کسٹ کرنٹ کی فورس زیادہ سے زیادہ ہوتی ہے جب کسٹ کرنٹ I کی قدر 1.75 گنا ہوتی ہے ابتدائی rms قدر کے متوازن کسٹ کرنٹ کے لہر کی۔

تاہم، کچھ حالات میں یہ ممکن ہے کہ، اس سے زیادہ فورس پیدا ہوسکتی ہیں، مثلاً، بہت سخت بار یا مکینکل وائریشن کے لیے مستعد بار کی صورتحال میں ریزوننس کی وجہ سے۔ تجربات نے بھی ظاہر کیا ہے کہ ایک غیر ریزوننٹ ساخت میں الٹرنیٹنگ کرنٹ کے ذریعے فورس کے لاگو یا ہٹانے کے لمحے میں پیدا ہونے والی ریاکشن کرنٹ کے بہاؤ کے دوران پیدا ہونے والی ریاکشن سے زیادہ ہو سکتی ہیں۔

اس لیے، سلامتی کی طرف سے غلطی کرنا اور تمام ممکنہ حالات کے لیے کافی کرنا ضروری ہے، جس کے لیے ایک کو ایک اسیمتریکل کسٹ کرنٹ کی ابتدائی پیک قدر سے پیدا ہونے والی زیادہ سے زیادہ فورس کا خیال رکھنا چاہئے۔ یہ فورس اوپر کے فارمولے سے محاسبہ کردہ قدر کا دوگنا ہو سکتی ہے۔

فارمولہ صرف دائرے کے کراس سیکشنل کنڈکٹر کے لیے مفید ہے۔ اگرچہ L کنڈکٹروں کے متوازی چلنے والے حصوں کی محدود لمبائی ہے، لیکن فارمولہ صرف اس صورتحال میں مناسب ہے جہاں ہر کنڈکٹر کی کل لمبائی کو لامتناہی سمجھا جائے۔

عمقی کیسز میں کنڈکٹر کی کل لمبائی لامتناہی نہیں ہوتی۔ یہ بھی در نظر رکھا جاتا ہے کہ، کرنٹ کیری کرنے والے کنڈکٹر کے اوپری حصے کے قریب فلکس ڈینسٹی اس کے وسطی حصے سے کافی مختلف ہوتا ہے۔

اس لیے، اگر ہم اوپر کے فارمولے کو کسٹ کنڈکٹر کے لیے استعمال کرتے ہیں، تو محاسبہ کردہ فورس حقیقی سے زیادہ ہوگی۔یہ دیکھا گیا ہے کہ، یہ غلطی اگر ہم اوپر کے فارمولے میں L/S کے جگہ It کا استعمال کرتے ہیں تو کافی کم ہو سکتی ہے۔

فارمولہ، معادلہ (2) کے ذریعے، جب L/S کا تناسب 20 سے زیادہ ہو تو غلطی کے بغیر نتیجہ دیتا ہے۔ جب 20 > L/S > 4، فارمولہ (3) غلطی کے بغیر نتیجہ کے لیے مناسب ہے۔

اگر L/S < 4، فارمولہ (2) غلطی کے بغیر نتیجہ کے لیے مناسب ہے۔ اوپر کے فارمولے صرف دائرے کے کراس سیکشنل کنڈکٹروں کے لیے قابل اطلاق ہیں۔ لیکن مستطیل کراس سیکشنل کنڈکٹر کے لیے، فارمولہ کو کچھ تصحیح فیکٹر کی ضرورت ہوتی ہے۔ کہیں اس فیکٹر کو K کہا جاتا ہے۔ اس لیے، اوپر کا فارمولہ آخر کار یہ بن جاتا ہے۔

اگرچہ کنڈکٹر کے کراس سیکشن کی شکل کا اثر کنڈکٹروں کے درمیان فاصلے کے بڑھنے کے ساتھ تیزی سے کم ہوجاتا ہے، K کی قدر کا مکسیمم ہوتا ہے جب کنڈکٹر کی شکل کا چھوٹا سا عرض ہوتا ہے۔ K کی قدر کافی کم ہوتی ہے جب کنڈکٹر کی شکل کامیابی سے مربع ہوتی ہے۔ K کی قدر یکساں ہوتی ہے جب کنڈکٹر کی شکل کامیابی سے دائرہ ہوتی ہے۔ یہ استاندارد اور ریموت کنٹرول سرکٹ بریکر کے لیے صحیح ہے۔