جزئی برق کی اصل کا تجزیہ

پارشل ڈسچارج کے اصول کا تجزیہ (1)

بجلی کے میدان کے زیر اثر، عایق نظام میں صرف کچھ علاقوں میں ڈسچارج ہوتا ہے اور لاگو کردہ ولٹیج کے درمیان کنڈکٹرز کو پیروز نہیں ہوتا۔ اس پدیدہ کو پارشل ڈسچارج کہا جاتا ہے۔ اگر پارشل ڈسچارج کسی کنڈکٹر کے قریب ہوا کے آس پاس ہوتا ہے تو اسے کورونا بھی کہا جا سکتا ہے۔

پارشل ڈسچارج صرف کنڈکٹر کے کنارے پر ہی نہیں بلکہ عایق کے سطح یا اندر بھی ہو سکتا ہے۔ سطح پر ہونے والے ڈسچارج کو سرفاش پارشل ڈسچارج کہا جاتا ہے، اور اندر ہونے والے کو اندری پارشل ڈسچارج کہا جاتا ہے۔ جب عایق کے اندر کے ہوا کے رقبے میں ڈسچارج ہوتا ہے تو ہوا کے رقبے میں کارج کے تبادلے اور اکٹھا ہونے کی تبدیلیاں بالکل طور پر عایق کے دونوں سرے کے الیکٹروڈ (یا کنڈکٹرز) کے کارج کی تبدیلیوں میں منعکس ہوتی ہیں۔ دونوں کے درمیان تعلق کو ایک مساوی کرکٹ کے ذریعے تجزیہ کیا جا سکتا ہے۔

نیچے کراس لینکڈ پالیتھائیلن کیبل کی مثال لے کر پارشل ڈسچارج کے ترقی کے عمل کو سمجھایا گیا ہے۔ جب کیبل کے عایق وسط میں چھوٹا سا ہوا کا رقبہ ہوتا ہے تو اس کا مساوی کرکٹ یوں دکھایا جاتا ہے:

تصویر میں، Ca ہوا کے رقبے کی کیپیسٹنس ہے، Cb ہوا کے رقبے کے سلسلے میں ٹھوس عایق کی کیپیسٹنس ہے، اور Cc باقی سالم عایق کی کیپیسٹنس ہے۔ اگر ہوا کا رقبہ بہت چھوٹا ہے تو Cb بہت زیادہ چھوٹا ہوتا ہے Cc کے مقابلے میں اور Cb بہت زیادہ چھوٹا ہوتا ہے Ca کے مقابلے میں۔ جب الیکٹروڈ کے درمیان ایک AC ولٹیج کو u کی فوری قیمت کے ساتھ لاگو کیا جاتا ہے تو Ca پر ولٹیج ua ہوتا ہے۔

جب ua u کے ساتھ بڑھتا ہے اور ہوا کے رقبے کی ڈسچارج ولٹیج U2 تک پہنچ جاتا ہے تو ہوا کا رقبہ ڈسچارج شروع کرتا ہے۔ ڈسچارج سے پیدا ہونے والے سپیس کارج ایک برقی میدان قائم کرتے ہیں، جس کے نتیجے میں Ca پر ولٹیج U1 تک شدید حد تک گرا دیتا ہے۔ اس وقت جھٹکا ختم ہوجاتا ہے، اور ایک پارشل ڈسچارج کا چکر مکمل ہوجاتا ہے۔

اس عمل کے دوران، متعلقہ پارشل ڈسچارج کرنٹ پلس ظاہر ہوتا ہے۔ ڈسچارج کا عمل بہت قصیر ہوتا ہے اور اسے فوری طور پر مکمل کیا جا سکتا ہے۔ ہر بار جب ہوا کا رقبہ ڈسچارج ہوتا ہے تو اس کا ولٹیج فوری طور پر Δua = U2 - U1 تک گرتا ہے۔ جب لاگو کردہ ولٹیج مزید بڑھتی ہے تو Ca دوبارہ چارج ہوتا ہے تاکہ ua دوبارہ U2 تک پہنچ جائے، اور ہوا کا رقبہ دوسری بار ڈسچارج ہوتا ہے۔

پارشل ڈسچارج کے وقت، ہوا کا رقبہ ولٹیج اور کرنٹ پلس پیدا کرتا ہے، جس کے نتیجے میں لائن میں حرکت پذیر برقی اور مغناطیسی میدان بناتا ہے۔ پارشل ڈسچارج کا تعین ان میدانوں کے بنیاد پر کیا جا سکتا ہے۔

واقعی تعین میں پایا گیا ہے کہ ہر ڈسچارج (یعنی پلس کی بلندی) کی مقدار برابر نہیں ہوتی ہے، اور ڈسچارج عام طور پر لاگو کردہ ولٹیج کے مطلق قیمت کے اوپری مرحلے کے فیز میں ہوتا ہے۔ صرف جب ڈسچارج بہت شدید ہوتا ہے تو یہ ولٹیج کے مطلق قیمت کے نیچے کے مرحلے کے فیز میں پھیلتا ہے۔ یہ اس لیے ہے کہ حقیقی حالات میں عام طور پر متعدد ہوا کے بابول یکجا ڈسچارج کرتے ہیں؛ یا صرف ایک بڑا ہوا کا بابول ہوتا ہے، لیکن ہر ڈسچارج بابول کے پورے علاقے کو غیر متنازعہ طور پر نہیں ڈکھاتا، بلکہ صرف کسی خاص علاقے کو ڈکھاتا ہے۔

ظاہر ہے کہ ہر ڈسچارج کی کارج کی مقدار لازماً ایک جیسی نہیں ہوتی ہے، اور کبھی کبھی ریورس ڈسچارج بھی ہو سکتا ہے، جو اصلی طور پر تجمع کردہ کارجوں کو نیوٹرلائز نہیں کرتا۔ بلکہ مثبت اور منفی دونوں کارج بابول کی دیوار کے قریب تجمع ہوتے ہیں، جس کے نتیجے میں بابول کی دیوار کے ساتھ سرفاش ڈسچارج ہوتا ہے۔ علاوہ ازیں، بابول کی دیوار کے قریب کا رقبہ محدود ہوتا ہے۔ ڈسچارج کے دوران، بابول کے اندر ایک تنگ موصل کرکٹ بن جاتا ہے، جس کے نتیجے میں ڈسچارج سے پیدا ہونے والے کچھ سپیس کارج لوگ ہوتے ہیں۔