متحرک

ڈائی الیکٹرک ایک انسولیٹر ہے جو کیپسیٹر پر کنڈکٹر کی دو پلیٹوں یا چادروں کو الگ کرتا ہے۔ انسولیٹر ایسے مواد ہیں جو برقی رو نہیں چلا سکتے، مثال کے طور پر، پلاسٹک، شیشہ، کاغذ، یا لکڑی۔ ڈائی الیکٹرک فنکشن کیپیسیٹینس کو بڑھانا ہے تاکہ کپیسیٹر زیادہ برقی چارج اور برقی ممکنہ توانائی کو ذخیرہ کر سکے۔

ایک کپیسیٹر کام کر سکتا ہے اگر دونوں کنڈکٹر پلیٹیں ایک دوسرے کو نہیں چھوتی ہیں تاکہ برقی چارج ایک موصل سے دوسرے کنڈکٹر میں منتقل نہ ہو۔ اسی طرح، تاکہ برقی چارج موصل سے ہوا کی طرف نہ جائے، دو موصلوں کے درمیان خلا کا ہونا ضروری ہے۔ متوازی پلیٹ کے بارے میں موضوع میں، کیپسیٹر پر متوازی پلیٹ کیپسیٹرز کی گنجائش پر بات کی گئی ہے جو خلا سے الگ ہوتے ہیں۔ خلا میں کپیسیٹر کی گنجائش کی حد ہوتی ہے تاکہ گنجائش کو بڑا کرنے کے لیے دو پلیٹوں کے درمیان ڈائی الیکٹرک رکھیں۔

ڈائی الیکٹرک صلاحیت کو بڑھاتا ہے کیونکہ دو موصل پلیٹوں کے درمیان برقی صلاحیت کم ہو جاتی ہے۔

ڈائی الیکٹرک کو دو پلیٹوں یا شیٹس کے درمیان رکھنے کے بعد کیپسیٹر کی گنجائش کیوں بڑھ جاتی ہے؟ اس سوال کا جواب جاننے کے لیے سب سے پہلے برقی چارج کے بارے میں سبق یاد کریں۔ جیسے برقی چارجز ایک دوسرے کو پیچھے ہٹاتے ہیں، جبکہ برقی چارجز کے برعکس ایک دوسرے کو اپنی طرف متوجہ کرتے ہیں۔ مثال کے طور پر، ایک مثبت چارج منفی چارج کو اپنی طرف متوجہ کرتا ہے لیکن مثبت چارج کو دور کرتا ہے۔ پھر منفی چارج شدہ پلاسٹک کاغذ کے چھوٹے ٹکڑوں کو کیوں اپنی طرف متوجہ کر سکتا ہے جو برقی چارج نہیں ہوتے؟ ایسا ہوتا ہے کیونکہ کاغذ کا ٹکڑا پولرائزیشن کو چارج کرتا ہے۔

موصل مواد جیسے کاغذ میں الیکٹران آزادانہ طور پر موصل مواد میں الیکٹران کی طرح حرکت نہیں کر سکتے۔ لہذا، جب منفی چارج شدہ پلاسٹک کو کاغذ کے ٹکڑے کے قریب لایا جاتا ہے، تو وہ الیکٹران جو ایٹم سے جڑے ہوتے ہیں، منفی چارج شدہ پلاسٹک سے دور ہو جاتے ہیں۔ تاکہ کاغذ پر منفی چارج اور مثبت چارج کا پولرائزیشن ہو۔ کاغذ پر منفی چارج پلاسٹک سے زیادہ دور ہوتا ہے، جب کہ کاغذ پر مثبت چارج پلاسٹک سے زیادہ فاصلے پر ہوتا ہے۔ پھر، پلاسٹک پر منفی چارج کاغذ کے ٹکڑے پر مثبت چارج کو کھینچتا ہے جب تک کہ کاغذ پلاسٹک کے قریب نہیں جاتا۔

چارج کی پولرائزیشن کا عمل جو کاغذ کے ٹکڑوں پر ہوتا ہے وہ چارج کی پولرائزیشن کی طرح ہے جو ڈائی الیکٹرک میں ہوتا ہے۔ جیسا کہ بائیں طرف کی تصویر میں دکھایا گیا ہے، مثال کے طور پر، پہلے تو برقی چارج شدہ کنڈکٹرز کے صرف دو ٹکڑے تھے۔ بائیں پلیٹ مثبت چارج کی جاتی ہے جبکہ دائیں پلیٹ کو منفی چارج کیا جاتا ہے تاکہ برقی میدان کی سمت بائیں سے دائیں ہو۔

ڈائی الیکٹرک کو دو موصل پلیٹوں کے درمیان رکھنے کے بعد، بائیں پلیٹ پر مثبت چارج الیکٹرانوں کو قریبی ڈائی الیکٹرک سطح پر کھینچتا ہے۔ اس کے ساتھ ساتھ، دائیں پلیٹ پر منفی چارج قریبی ڈائی الیکٹرک سطح پر الیکٹرانوں کو پیچھے ہٹاتا ہے۔ ڈائی الیکٹرک میں الیکٹران، جو ایک انسولیٹر ہے، موصل میں الیکٹران کی طرح حرکت کرنے کے لیے آزاد نہیں ہیں۔ لہذا، الیکٹران ایٹم کے ساتھ پابند رہتے ہیں، لیکن منفی چارج شدہ الیکٹران اور مثبت چارج شدہ پروٹون کا پولرائزیشن ہوتا ہے، جیسا کہ تصویر میں دکھایا گیا ہے۔

ڈائی الیکٹرک ایٹموں کے دائیں جانب مثبت چارج اور ڈائی الیکٹرک ایٹموں کے بائیں جانب منفی چارج کی موجودگی برقی میدان کو جنم دیتی ہے۔ جو دائیں سے بائیں ہوتی ہے، جو کنڈکٹر پلیٹ پر برقی چارج سے پیدا ہونے والی برقی فیلڈ کو کمزور کرتی ہے، جو بائیں سے دائیں ہوتی ہے۔ لہذا، الیکٹرک فیلڈ اس لیے نہیں کم ہوتی ہے کہ کنڈکٹر کی دو پلیٹوں/شیٹس پر برقی چارج کم ہو جاتا ہے، بلکہ اس لیے کہ الیکٹرک فیلڈ مخالف سمت میں ڈائی الیکٹرک میں ظاہر ہوتا ہے۔ اگر ڈائی الیکٹرک چھوڑا جاتا ہے، تو کنڈکٹر کی دو پلیٹوں یا چادروں پر برقی چارج سے پیدا ہونے والی برقی فیلڈ کی طاقت واپس معمول پر آجاتی ہے۔

If دونوں کنڈکٹر پلیٹوں پر برقی چارج سے پیدا ہونے والی برقی فیلڈ کی طاقت کم ہو جاتی ہے، دو موصل پلیٹوں کے درمیان برقی صلاحیت بھی کم ہو جاتی ہے۔ کیونکہ برقی میدان برقی پوٹینشل کے براہ راست متناسب ہے جیسا کہ مساوات E = V/d میں بتایا گیا ہے، جہاں E = برقی میدان، V = برقی پوٹینشل اور d = دو پلیٹوں کے درمیان فاصلہ۔ اگر ڈائی الیکٹرک کے لیے برقی پوٹینشل ہونے سے پہلے Vo ہے تو ڈائی الیکٹرک کے بعد، الیکٹرک پوٹینشل کو عنصر K کے ذریعے V کر دیا جاتا ہے۔

ریاضی کے لحاظ سے، Vo = KV یا V = Vo / K یا K = Vo / V، جہاں K = ڈائی الیکٹرک مستقل۔ Vo> V تاکہ K> 1۔

براہ کرم نوٹ کریں کہ دونوں پلیٹوں یا کنڈکٹرز کی چادروں پر برقی چارج کی مقدار تبدیل نہیں ہوتی ہے تاکہ حتمی چارج کی مقدار ابتدائی چارج (Q = Qo) کی مقدار کے برابر ہو۔ capacitor کی capacitance میں تبدیلی کا حساب درج ذیل طریقے سے لگایا جاتا ہے۔

C = حتمی اہلیت، Co = ابتدائی اہلیت، Q = فائنل چارج، Qo = ابتدائی چارج، V = حتمی پوٹینشل، Vo = ابتدائی پوٹینشل، K = ڈائی الیکٹرک مستقل

مندرجہ بالا مساوات کی بنیاد پر، یہ نتیجہ اخذ کیا گیا ہے کہ ابتدائی اہلیت (Co) چھوٹا ہے جبکہ حتمی اہلیت (C) زیادہ ہے۔ اہلیت K کے ایک عنصر سے بڑھتی ہے، جہاں K ڈائی الیکٹرک مستقل ہے۔ ہر موصل مواد کے ڈائی الیکٹرک مستقل کی قدر مختلف ہوتی ہے۔ ڈائی الیکٹرک کنسٹنٹ (K) ڈائی الیکٹرک استعمال کرتے وقت کپیسیٹر کی کپیسیٹینس کے تناسب کا نتیجہ ہے، ڈائی الیکٹرک استعمال نہ کرنے پر کیپسیٹر کی کپیسیٹینس سے۔

ڈائی الیکٹرک کیپیسیٹینس بڑھ جاتی ہے کیونکہ دو موصل پلیٹوں کے درمیان فاصلہ کم ہوجاتا ہے۔

ایک اور ڈائی الیکٹرک فنکشن دو موصل پلیٹوں کے درمیان فاصلے (d) کو کم کرنا ہے۔ تاکہ دو پلیٹوں یا کنڈکٹرز کی چادروں کے درمیان الیکٹرک فیلڈ (E) اور برقی وولٹیج (V) میں اضافہ ہو، جیسا کہ E = V/d کی مساوات سے بیان کیا گیا ہے۔ اگر دو پلیٹوں یا چادروں کے درمیان الیکٹرک فیلڈ اور برقی وولٹیج بڑھ جائے تو کپیسیٹر کی گنجائش بڑھ جاتی ہے۔

اگر زیر بحث کیپسیٹرز متوازی ہیں، تو درج ذیل فارمولے کا استعمال کرتے ہوئے گنجائش کا حساب لگایا جاتا ہے:

مندرجہ بالا دو فارمولوں کی بنیاد پر، یہ نتیجہ اخذ کیا جا سکتا ہے کہ متوازی پلیٹ کیپسیٹرز کی گنجائش (C) کو دو پلیٹوں یا کنڈکٹر شیٹس (d) کے درمیان فاصلہ کم کر کے بڑھایا جا سکتا ہے۔

ڈائی الیکٹرک کیپیسیٹینس بڑھ جاتی ہے کیونکہ کپیسیٹر کی گنجائش بڑھ جاتی ہے۔

ڈائی الیکٹرک موصل مواد سے بنا ہے جو، اگر یہ مضبوط برقی میدان میں ہے، تو نقصان پہنچ جائے گا۔ ڈائی الیکٹرک نقصان اس وقت ہوتا ہے جب برقی فیلڈ اتنا مضبوط ہو کہ وہ الیکٹران کو ایٹم سے باہر لے جا سکے، پھر الیکٹران دوسرے ایٹموں پر الیکٹرانوں کو مارتے ہیں تاکہ ڈائی الیکٹرک میں الیکٹران کا بہاؤ واقع ہو۔ دوسرے الفاظ میں، ڈائی الیکٹرک نقصان ڈائی الیکٹرک کا سبب بنتا ہے جو ایک برقی موصل ہے جو برقی موصل میں بدل جاتا ہے۔

نقصان سے بچنے کے لیے، کسی خاص موصل مواد سے بنائے گئے ہر ڈائی الیکٹرک کی زیادہ سے زیادہ برقی فیلڈ ویلیو ہوتی ہے جسے روکا جا سکتا ہے، جسے ڈائی الیکٹرک طاقت کہتے ہیں۔ موصل مواد کی ڈائی الیکٹرک طاقت ہوا کی ڈائی الیکٹرک طاقت سے زیادہ ہوتی ہے اور ہر موصل مواد کی ڈائی الیکٹرک طاقت مختلف ہوتی ہے، کچھ چھوٹی ہوتی ہیں اور کچھ بڑی ہوتی ہیں۔ لہذا اگر ایک ڈائی الیکٹرک جس میں بڑی ڈائی الیکٹرک طاقت ہے استعمال کیا جائے تو برقی فیلڈ جو پکڑی جا سکتی ہے زیادہ ہے اور جو وولٹیج ہو سکتی ہے وہ بھی زیادہ ہے۔ اگر الیکٹرک فیلڈ اور کنڈکٹر کی دو پلیٹوں یا شیٹس سے پیدا ہونے والا الیکٹرک وولٹیج زیادہ ہے تو برقی چارج کی مقدار اتنی ہی زیادہ ہوگی جو کنڈکٹر پلیٹ کے ذریعہ ایڈجسٹ ہوسکتی ہے۔ کنڈکٹر پلیٹ کے اندر جتنا زیادہ چارج ہوگا، کپیسیٹر کی گنجائش اتنی ہی زیادہ ہوگی۔