اوہ کے قانون

اوہم کے قانون کی تعریف

تقریباً تمام دھاتی کنڈکٹرز میں، برقی میدان برقی رو کی کثافت کے متناسب ہے، جہاں برقی میدان کا برقی کرنٹ کی کثافت کا تناسب مستقل ہے۔ ریاضیاتی طور پر مساوات کے ذریعے اظہار کیا گیا:

ρ = E / J

E = برقی میدان ، ρ = مزاحمتی ، J = موجودہ کثافت

مستقل ρ کو resistivity کہا جاتا ہے، جس کی قدر مستقل ہے اور برقی میدان پر منحصر نہیں ہے جو برقی رو کو جنم دیتا ہے۔

اگر الیکٹرک فیلڈ بڑھ جائے تو برقی رو کی کثافت بھی بڑھ جاتی ہے، جب کہ اگر برقی میدان کم ہو جائے تو برقی رو کی کثافت بھی کم ہو جاتی ہے،

تاکہ برقی میدان کا برقی رو کی کثافت کا تناسب مستقل رہے۔ یہ اوہم کا قانونی بیان ہے۔ لہذا، اوپر دی گئی مساوات اوہم کے قانون کی وضاحت صرف اسی وقت کرتی ہے جب ρ مستقل ہو اور برقی میدان پر منحصر نہ ہو۔ اوہم کا قانون لاگو نہیں ہوتا ہے اگر الیکٹرک فیلڈ کے بدلنے پر ρ کی قدر بدل جائے۔

تاہم، الیکٹرک فیلڈ (E) کے مقابلے برقی پوٹینشل (V) کی پیمائش کرنا آسان ہے ، اس لیے برقی کرنٹ (J) کی کثافت سے برقی کرنٹ (I) کی پیمائش کرنا بھی آسان ہے۔ لہٰذا، برقی میدان میں بیان کیے جانے کے علاوہ، برقی رو اور مزاحمت (ρ) کی کثافت، اوہم کے قانون کو برقی پوٹینشل، برقی رو اور برقی مزاحمت (R) میں بھی ظاہر کیا جاتا ہے۔

پہلے ایک تار کنڈکٹر کا جائزہ لیں جس کی لمبائی (l)، کراس سیکشنل ایریا (A) ہے اور تار کے دونوں سروں کے درمیان الیکٹرک پوٹینشل فرق (V) ہے۔ اگر یکساں برقی میدان ایک جیسا ہے، تو برقی میدان اور برقی پوٹینشل فرق کے درمیان تعلق کو مساوات V = E s میں ظاہر کیا جاتا ہے (اس مساوات کو برقی پوٹینشل میں زیر بحث لایا گیا ہے)۔ اگر یکساں برقی کرنٹ کی کثافت ایک جیسی ہے،

پھر برقی رو اور برقی رو کی کثافت کے درمیان تعلق کو مساوات I = JA میں ظاہر کیا گیا ہے (اس مساوات کو برقی رو کے موضوع میں زیر بحث لایا گیا ہے)۔

ایک مساوات حاصل کرنے کے لیے جو کہ برقی پوٹینشل (V)، برقی کرنٹ (I) اور برقی مزاحمت (R) کے درمیان تعلق بیان کرتا ہے،

مزاحمت کی مساوات میں E اور J کو برقی پوٹینشل کی مساوات میں E اور برقی کرنٹ کی مساوات میں J کے ساتھ بدلیں:

یہ ایک مساوات ہے جو ایک موصل میں برقی پوٹینشل (V)، برقی کرنٹ (I) اور برقی مزاحمت (R) کے درمیان تعلق کی وضاحت کرتی ہے۔ اس مساوات کی بنیاد پر، یہ کہا جا سکتا ہے کہ موصل میں برقی مزاحمت، موصل میں برقی رو کے برقی ممکنہ فرق کا موازنہ ہے۔

اوہم کا قانون یہ بتاتا ہے کہ برقی کرنٹ اور برقی ممکنہ فرق کے درمیان تناسب مستقل ہے۔ دوسرے لفظوں میں، یہ مساوات اوہم کے قانون کی وضاحت اسی وقت کرتی ہے جب برقی مزاحمت (R) مستقل ہو۔ اگر برقی مزاحمت مستقل نہ ہو تو اوہم کا قانون لاگو نہیں ہوتا ہے۔

اوپر دی گئی مساوات میں، کنڈکٹر میں برقی مزاحمت (R) کا بھی کنڈکٹر کے resistivity (ρ)، موصل کی لمبائی (l) اور کراس سیکشنل ایریا (A) کے ساتھ تعلق ہے۔ ریاضیاتی طور پر مساوات میں اظہار کیا گیا:

اوہم کے قانون کی مساوات

اوہم کے قانون کی وضاحت دو مساواتوں سے ہوتی ہے، یعنی ρ = E/J اور R = V/I۔ یاد رہے کہ یہ دونوں مساوات اوہم کے قانون کی مساواتیں ہیں جب ρ مستقل ہو اور R مستقل ہو۔ اگر ایک موصل کا ρ اور R تبدیل ہوتا ہے، تو یہ دونوں مساوات اوہم کے قانون کی وضاحت نہیں کرتی ہیں، لیکن ρ = E/J ایک قسم کے موصل کی مزاحمت کی وضاحت کرتی ہے اور R = V/I ایک موصل کی برقی مزاحمت کی وضاحت کرتی ہے۔

مساوات ρ = E/J کو E = ρ J کے طور پر لکھا جا سکتا ہے۔ جب ρ مستقل ہے، E J کے متناسب ہے، مطلب یہ ہے کہ اگر E بڑھتا ہے تو J بڑھتا ہے یا اگر E کم ہوتا ہے تو J کم ہو جاتا ہے۔

اسی طرح، مساوات R = V/I کو V = I R کے طور پر لکھا جا سکتا ہے۔ جب R مستقل ہے تو V براہ راست I کے متناسب ہے، مطلب یہ ہے کہ اگر V بڑھتا ہے، تو I بڑھتا ہے یا V کم ہوتا ہے، تو I گھٹتا ہے۔

وہ مواد جو اوہم کے قانون کی پابندی کرتا ہے اسے اوہمک کہا جاتا ہے، جب کہ وہ مواد جو اوہم کے قانون کو نہیں مانتا اسے غیر ہمک کہا جاتا ہے۔ تقریباً تمام دھاتی کنڈکٹر اوہمک ہوتے ہیں، جب کہ بہت سی دوسری اشیاء غیر ہمک ہوتی ہیں۔

nonohmic اشیاء پر، برقی مزاحمت مستقل نہیں ہے اور یہ برقی رو اور برقی ممکنہ فرق پر منحصر ہے۔ اس کا مطلب یہ ہے کہ اگر برقی رو میں تبدیلی آتی ہے تو مواد کی برقی مزاحمت بھی بدل جاتی ہے، اسی طرح اگر برقی وولٹیج بدل جائے تو مواد کی برقی مزاحمت بھی بدل جاتی ہے۔ غیر ہمک مادے کی نسبت برقی مزاحمتی تبدیلیوں کی وجہ سے، الیکٹرک وولٹیج (V) برقی کرنٹ (I) کے براہ راست متناسب نہیں ہے۔

گراف V، I اور R

اومک مادے میں، تناسب V سے I مستقل ہے، جس کی نمائندگی ایک سیدھی لکیر سے ہوتی ہے۔ اومک مواد کی ایک مثال دھاتی موصل ہے۔ دریں اثنا، نووہمک مادے میں، V سے I کا تناسب مستقل نہیں ہے، جسے ایک خمیدہ لکیر سے ظاہر کیا جاتا ہے۔ غیر ہمک مواد کی مثالیں سیمی کنڈکٹر ڈایڈس اور ٹرانجسٹر ہیں۔

اوہم کا قانون صرف اوہمک مادوں پر لاگو ہوتا ہے اور تمام مادّوں پر لاگو نہیں ہوتا، لہٰذا نیوٹن کے قانون یا دیگر طبعی قوانین جیسے قوانین کو کہنا نامناسب ہے۔ طبعی قانون دراصل تمام اشیاء پر لاگو ہوتا ہے، نہ صرف بعض اشیاء پر۔ لیکن اوہم کے قانون کا ذکر عادت بن چکا ہے، اس لیے اسے اب بھی اوہم کا قانون کہا جاتا ہے، بشرطیکہ یہ یاد رہے کہ اوہم کا قانون صرف اوہمی اشیاء پر لاگو ہوتا ہے۔