ہےز کا برج: خود القائیت کو معلوم کرنے کا طریقہ
خود محثیت کیا ہے؟
خود محثیت کوئل یا سرکٹ کی ایک خصوصیت ہے جس کی وجہ سے اس کو اپنے ذریعے سے برقی کرنٹ کی تبدیلی کی مخالفت کرتا ہے۔ یہ هنری (H) میں میزاج کیا جاتا ہے اور یہ کوئل کے دوروں کی تعداد، رقبہ اور شکل، اور کارن مرکز کی پروایی پر منحصر ہوتا ہے۔ خود محثیت خود کی طرف سے برقوی دباو (emf) تیار کرتا ہے جو Lenz’s قانون کے مطابق کرنٹ کی تبدیلی کی مخالفت کرتا ہے۔
کوالٹی فیکٹر کیا ہے؟
کوالٹی فیکٹر ایک بے بعد پیرامیٹر ہے جو کوئل یا سرکٹ کی کسی معین تعدد پر کتنی بہتری سے ریزوننٹ ہوتا ہے، کا اندازہ لگاتا ہے۔ اسے Q فیکٹر یا امتیازی درجہ بھی کہا جاتا ہے۔ یہ کوئل کی ریاکٹنس کو اس کی ریزوننٹ تعدد پر مقاومت سے تقسیم کر کے حساب کیا جاتا ہے۔ زیادہ Q فیکٹر کا مطلب کم توانائی کی نقصانات اور تیز ریزوننس ہے۔ Q فیکٹر کو ایک چکر میں محفوظ توانائی کے مقابلے میں ضائع ہونے والی توانائی کے تناسب کے طور پر بھی ظاہر کیا جا سکتا ہے۔
Hay’s Bridge کی تعمیر
Hay’s bridge کا سکیمی ڈیاگرام نیچے دکھایا گیا ہے:
پل کا مجموعہ چار بازوں پر مشتمل ہے: AB، BC، CD، اور DA۔ بازو AB میں نامعلوم انڈکٹر L1 ریزسٹر R1 کے ساتھ سیریز میں ہوتا ہے۔ بازو CD میں معیاری کیپیسٹر C4 ریزسٹر R4 کے ساتھ سیریز میں ہوتا ہے۔ بازو BC اور DA میں خالص ریزسٹرز R3 اور R2 ہوتے ہیں۔ ایک ڈیٹیکٹر یا گیلوانومیٹر نقاط B اور D کے درمیان جڑا ہوتا ہے تاکہ بیلنس کی حالت کو ظاہر کیا جا سکے۔ ایک AC وولٹیج منبع نقاط A اور C کے درمیان جڑا ہوتا ہے تاکہ پل کو فراہم کیا جا سکے۔
ہے کے پل کا نظریہ
ہے کے پل کی بیلنس کی حالت تب حاصل ہوتی ہے جب AB اور CD پر وولٹیج ڈروب کی قدر برابر اور متضاد ہو اور BC اور DA پر وولٹیج ڈروب کی قدر برابر اور متضاد ہو۔ یہ مطلب ہے کہ کوئی برقیاً ڈیٹیکٹر کے ذریعے نہیں گزرتا ہے اور اس کا ڈفلیکشن صفر ہوتا ہے۔
کرچوف کے وولٹیج کے قانون کا استعمال کرتے ہوئے، ہم بیلنس کی حالت کو لکھ سکتے ہیں:
Z1Z4 = Z2Z3
جہاں Z1، Z2، Z3، اور Z4 چاروں بازوں کے امپیڈنسس ہیں۔
امپیڈنسس کی قیمتیں تعویض کرتے ہوئے، ہم کو ملتا ہے:
(R1 – jX1)(R4 + jX4) = R2R3
جہاں X1 = 1/ωC1 اور X4 = ωL4 انڈکٹر اور کیپیسٹر کے ریاکٹنس ہیں۔
واقعی اور تخیلی حصوں کو برابر کرتے ہوئے، ہم کو ملتا ہے:
R1R4 – X1X4 = R2R3
R1X4 + R4X1 = 0
L1 اور R1 کے لیے حل کرتے ہوئے، ہم کو ملتا ہے:
L1 = R2R3C4/(1 + ω2R42C4^2)
R1 = ω2R2R3R4C42/(1 + ω2R42C4^2)
کوئل کی کوالٹی فیکٹر درج ذیل طور پر دی جاتی ہے:
Q = ωL1/R1 = 1/ωR4C4
ان مساوات سے ظاہر ہوتا ہے کہ L1 اور R1 سرچ کی تعدد ω پر منحصر ہیں۔ لہذا ان کی صحیح قیاس کے لیے ہمیں ω کی صحیح قدر کا علم ہونا ضروری ہے۔ لیکن بالکل عالی Q فیکٹر کوئلز کے لیے ہم ڈینومینیٹرز میں 1/ω2R42C4^2 کی مقدار کو نظر انداز کر سکتے ہیں اور مساوات کو آسان کر سکتے ہیں:
L1 ≈ R2R3C4
R1 ≈ ω2R2R3R4C42
Q ≈ 1/ωR4C4
ہےز بریج کا فیزور ڈائیگرام
CD بھاج کے کیپیسٹر C4 کی موجودگی کی وجہ سے کرنٹ I1 اور I2 فیز میں نہیں ہیں۔ I2 کرنٹ I1 سے φ زاویہ سے آگے ہوتا ہے، جیسے کہ دکھایا گیا ہے۔ ولٹیج ڈراپ E1 اور E2 کی مقدار اور فیز میں برابر ہیں کیونکہ وہ صرف ریزسٹرز R1 اور R2 پر ہیں، بالترتیب۔ ولٹیج ڈراپ E3 اور E4 کی مقدار اور فیز میں بھی برابر ہیں کیونکہ وہ صرف ریزسٹرز R3 اور R4 پر ہیں، بالترتیب۔ ولٹیج ڈراپ E5 کیپیسٹر C4 پر ہوتا ہے اور E4 کے عمودی ہوتا ہے۔ ولٹیج ڈراپ E6 انڈکٹر L1 پر ہوتا ہے اور E1 کے عمودی ہوتا ہے۔ فیزور ڈائیگرام ظاہر کرتا ہے کہ E6 + E5 = E3 + E4 = E ہوتا ہے۔
ہےز بریج کے فوائد
ہےز برج کوائل کی نامعلوم سلف انڈکٹنس اور ریزسٹنس کا حساب لگانے کے لئے آسان مساوات فراہم کرتا ہے جن کا Q فیکٹر زیادہ ہوتا ہے۔
ہےز برج میکسول کے برج کے مقابلے میں R4 کی کم قدر کی ضرورت ہوتی ہے۔ یہ تصادفی کیپیسٹنس اور لیکیج ریزسٹنس کی وجہ سے خطا کو کم کرتا ہے۔
ہےز برج C4 کو تبدیل کر کے وسیع حد پر Q فیکٹر کا پیمائش کر سکتا ہے۔
ہےز برج کے نقصانات
ہےز برج کم Q فیکٹر (Q < 10) کے کوائل کی پیمائش کے لئے مناسب نہیں ہے۔ ایسے کوائل کے لئے میکسول کا برج یا دیگر برجز پسند کیے جاتے ہیں۔
ہےز برج کو عالی درجے کی صحت اور استحکام کے ساتھ معیاری کیپیسٹر کی ضرورت ہوتی ہے۔
ہےز برج L1 اور R1 کی صحیح پیمائش کے لئے فریکوئنسی میٹر کی ضرورت ہوتی ہے۔
ہےز برج کے اطلاقیات
ہےز برج کو مختلف اطلاقیات کے لئے استعمال کیا جا سکتا ہے، جیسے:
لابوریٹریوں یا صنعتوں میں زیادہ Q فیکٹر کے کوائل کی سلف انڈکٹنس کی پیمائش۔
سلف انڈکٹنس یا Q فیکٹر کی پیمائش کرنے والے دیگر برجز یا آلات کی کیلیبریشن۔
کشیدگی کے اثرات پر مطالعہ جس کا اثر خود القائیت یا Q عام لگتا ہے۔
فلمروں یا دوبارہ تولید کرنے والوں کو ڈیزائن کرتے ہوئے جن میں زیادہ Q عام کے کوائل استعمال ہوتے ہیں۔
نتیجہ
ہےز بریج کوائل کی خود القائیت اور مقاومت کی میزاج کرنے کے لیے ایک مفید طریقہ ہے جس میں زیادہ معیاری عوامل ہوتے ہیں۔ یہ میکسویل بریج کی ترمیم ہے جس میں بریج کے ایک بازو میں کیپیسٹر اور مقاومت سیریز میں استعمال ہوتے ہیں۔
ہےز بریج کی مساوات کی حالت تب پائی جاتی ہے جب مقابلہ کے بازوؤں پر ولٹیج کی گرہیں برابر اور متضاد ہوں۔ نامعلوم القائیت اور مقاومت کو سادہ مساوات سے محاسبہ کیا جا سکتا ہے جو ماخذ کی فریکوئنسی پر منحصر ہوتی ہیں۔ ہےز بریج کے دیگر بریجوں کے مقابلے میں کچھ فائدے اور کمزوریاں ہیں اور یہ برقی مهندسی کے مختلف استعمالات کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔
Statement: Respect the original, good articles worth sharing, if there is infringement please contact delete.
مہیا کردہ
