کیبلز کو کیوں عایق کیا جاتا ہے؟

کیبلوں کو کیوں عایق کیا جاتا ہے؟ 

موجودہ برقی نظاموں میں، الٹھنے والے برق کے سطح پر لگائے گئے اوور ہیڈ طاقت کے کیبلوں کے علاوہ، آج کل استعمال ہونے والے تقریباً تمام کیبل عایق ہوتے ہیں۔ کیبل میں عایق مقاومت کی درجہ کو اس کے مطلوبہ استعمال سے وابستہ رکھا جاتا ہے۔ عایق کئی اہم کام کرتا ہے۔ ماحول میں توانائی کی نقصان کو کم کرنے کے علاوہ، اس کا سب سے اہم کام ہے مین لوگوں کی زندگیوں کو بجلی کے دھات سے بچانے کے لیے ہے۔

برق کسی بھی شخص کے لیے ایک قابل ذکر خطرہ ہے۔ ایک صرف غلطی سے لاکھرہ کیبل کے ساتھ تماس ہونے سے موت کا خطرہ ہوتا ہے، اور اس کا کوئی دوسرا موقع نہیں ہوتا۔ ہمارے جسم کو برق کے لیے ایک جزوی کنڈکٹر کی حیثیت سے جانا جاتا ہے۔ جب ہم کسی کنڈکٹر کے ساتھ تماس کرتے ہیں، تو برق کا کرنٹ کنڈکٹر سے ہمارے جسم میں داخل ہوتا ہے۔ ہمارے جسم کی محدود کنڈکٹیوٹی کی وجہ سے یہ کرنٹ موثر طور پر منتشر نہیں ہوتا۔ جب کرنٹ کی مقدار ہمارے جسم کی تحمل کی حد سے زائد ہو جاتی ہے تو یہ موت کا باعث بن سکتا ہے۔

گھریلو اور صنعتی ماحول میں ایسے تباہ کن حادثات کو روکنے کے لیے، کیبل کی عایقی کرنا ضروری بن گیا ہے۔ عایق ایک حائل کی حیثیت سے کام کرتا ہے، کرنٹ کی لیکیج کو روکتا ہے اور یقینی بناتا ہے کہ زندہ برقی حصے قابل رسائی نہیں ہیں، جس سے بجلی کے دھات کا خطرہ ختم ہو جاتا ہے۔

عایق کیا ہے؟

عایق وہ مادہ یا مادہ ہوتا ہے جو گرمی اور برق کے فلؤ کو روک دیتا ہے۔ یہ مقاومت مادہ کے اندر آزادانہ طور پر گھومنے والے الیکٹرانز کی عدم موجودگی کی وجہ سے ہوتی ہے۔ جب کنڈکٹروں کو پولی وائینل کلوروائیڈ (PVC) جیسے عایق مواد سے کوپر کیا جاتا ہے، تو انہیں عایق کہا جاتا ہے۔ یہ عمل، جسے عایقیت کہا جاتا ہے، ماحول میں برقی توانائی اور سائنلز کی لیکیج کو روکنے کے لیے کیا جاتا ہے۔

درجہ حرارت کا عایق مواد پر اثر

درجہ حرارت مختلف مواد کی برقی خصوصیات پر گہرے اثر ڈالتا ہے۔ کنڈکٹروں میں، درجہ حرارت کی افزائش کرنٹ کی مخالفت میں افزائش کا باعث بناتی ہے۔ بالکل متضاد، سیمی کنڈکٹروں اور عایقوں میں درجہ حرارت کی افزائش کرنٹ کی مخالفت کو کم کرتی ہے۔ شدید درجہ حرارت کی شرائط میں، ایک سیمی کنڈکٹر ایک بہتر کنڈکٹر میں تبدیل ہو سکتا ہے، اور ایک عایق کو بھی سیمی کنڈکٹروں کی طرح کی خصوصیات ظاہر کرنے کا یقین ہو سکتا ہے۔

کیبل کی عایق مخالفت

Cیبل کنڈکٹروں کو مناسب مقدار کی عایقیت کے اندر کسے دیا جاتا ہے تاکہ کرنٹ کی لیکیج کو روکا جا سکے۔ عایقیت کی مقدار کی گہرائی کو کیبل کے مطلوبہ استعمال کے ذریعے تعین کیا جاتا ہے۔ ایک کیبل میں، کرنٹ کی لیکیج کا راستہ شعاعی ہوتا ہے، اور عایقیت کرنٹ کے فلؤ کے لیے اپنی لمبائی کے دوران شعاعی مخالفت پیش کرتی ہے۔

Rins = ρdr/2πrl

ایک سینگل - کور کیبل کے لیے جس کا کنڈکٹر شعاع r1، ایک اندری کور شعاع r2، لمبائی l، اور عایق مواد کی ریزیسٹیوٹی ρ ہو، کنڈکٹر کا محیط 2πr1 ہوتا ہے۔ عایقیت کی تفریقی گہرائی dr سے ظاہر کی جاتی ہے۔ عایق مخالفت Rins کو ایسے طور پر ظاہر کیا جا سکتا ہے:

Rins = ρ/2πl[loge r2 /r2 ]

ذیلی نظریہ کے مطابق، Rins کی بلندی کی لمبائی l کے ساتھ مستقل طور پر کم ہوتی ہے، جو کنڈکٹر کی مخالفت کے لیے رشتہ R=ρl کے ساتھ تضاد ہے، جہاں ρ ریزیسٹیوٹی کی نمائندگی کرتا ہے، جو مادہ-خصوصی ثابت ہے۔

کچھ کیبل، جیسے کوآکسیل کیبل، میں متعدد عایق لیئرز اور متعدد کور ہوتے ہیں۔ کوآکسیل کیبلز میں، مرکزی تار کا کام اصل کنڈکٹر کے طور پر ہوتا ہے۔ اضافی کورز زمین کرنے کے لیے ڈیزائن کیے گئے ہوتے ہیں اور الیکٹرومیگنٹک موجوں اور ریڈییشن کی فرار کو روکنے کے لیے۔ ایک کوآکسیل کیبل کا اندرونی کنڈکٹر عام طور پر کپر سے بنایا جاتا ہے کیونکہ اس کی ریزیسٹیوٹی کم ہوتی ہے (اور بعض اوقات بہتر کارکردگی کے لیے پلیٹڈ کیا جاتا ہے)، جس کو کئی عایق لیئرز کے اندر کسے دیا جاتا ہے۔ یہ لیئرز عام طور پر ایک ڈائی الیکٹرک مادہ، ایک الومینیم فول یا کپر سٹرینڈ شیلڈ، اور ایک بیرونی PVC شیت شامل ہوتے ہیں۔ بیرونی شیت کیبل کو بیرونی ماحولی عوامل سے محفوظ رکھتی ہے۔ جب اندری کنڈکٹر پر ولٹیج لگائی جاتی ہے تو شیلڈ کو ناچیز ولٹیج رہتی ہے۔

کوآکسیل ڈیزائن کئی مزید برتریاں پیش کرتا ہے۔ یہ الیکٹرک اور میگنٹک میدان کو ڈائی الیکٹرک کے اندر محدود کرتا ہے، شیلڈ کے باہر کی لیکیج کو کم کرتا ہے۔ متعدد لیئرز کی عایقیت کارکردگی کو بہتر بناتی ہے کیونکہ یہ بیرونی الیکٹرومیگنٹک میدانوں اور ریڈییشن کو روکتی ہے، تداخل کو روکتی ہے۔ کیونکہ بڑی قطر کے کنڈکٹروں کی مخالفت کم ہوتی ہے اور وہ کم الیکٹرومیگنٹک لیکیج کرتے ہیں، اور اضافی عایقیت یہ لیکیج مزید کم کرتی ہے، کوآکسیل کیبلز جنہیں متعدد عایق لیئرز کی ضرورت ہوتی ہے وہ کمزور سائنلز کو منتقل کرنے کے لیے ایدال ہوتے ہیں جو تداخل کے لیے کمزور ہوتے ہیں۔

عایق کیبل کی خصوصیات

کیبل کی عایق مخالفت کو اس کے ڈیزائن کے مقصد سے متعین کیا جاتا ہے، انجینئروں کو کیبل کی ڈیزائن کرتے وقت کئی عوامل کا خیال رکھنا چاہئے۔ کوآکسیل کیبلز کے لیے مثال کے طور پر، دونوں طاقة کی لیکیج اور الیکٹرومیگنٹک ریڈییشن کی فرار کو روکنے کے لیے وسیع عایقیت کی ضرورت ہوتی ہے، عام طور پر دو، تین یا حتی کہ چار لیئرز کی عایقیت کی ہوتی ہے۔ مختلف کیبل مختلف استعمال کے لیے ڈیزائن کیے جاتے ہیں، لیکن عموماً وہ درج ذیل کلیدی خصوصیات سے مشترک ہوتے ہیں:

• گرمی کی مخالفت: بلند درجہ حرارت کو برداشت کرنے کی صلاحیت کے ساتھ بغیر تحلیل ہونے کے۔

• بالا عایق مخالفت: کرنٹ کی لیکیج کو کم کرتا ہے اور برقی سلامتی کو یقینی بناتا ہے۔

• مکینکل مضبوطی: کٹاؤ، کھرچ، اور خرابی کے خلاف مضبوط ہوتا ہے، تاکہ لمبے عرصے تک کارکردگی کی یقینی بنائی جا سکے۔

• بہتر خصوصیات: مکینکل اور برقی خصوصیات کو ظاہر کرتا ہے۔

• کیمیائی مخالفت: تیل، سولونٹس، اور مختلف کیمیائی مادوں کے خلاف مخالفت کرتا ہے۔

• محیطی استحکام: آزون اور موسمی شرائط کے خلاف محفوظ ہوتا ہے، اندری اور بیرونی استعمال کے لیے مناسب ہوتا ہے۔