Electric power
برقی طاقت وہ شرح ہے جس پر برقی سرکٹ کے ذریعے برقی توانائی منتقل ہوتی ہے۔ طاقت کی ایس آئی اکائی واٹ ہے، ایک جول فی سیکنڈ۔ معیاری سابقہ دیگر ایس آئی اکائیوں کی طرح واٹ پر بھی لاگو ہوتے ہیں: ہزاروں، لاکھوں اور اربوں واٹ کو بالترتیب کلو واٹ، میگاواٹ اور گیگا واٹ کہا جاتا ہے۔ ایک عام غلط فہمی یہ ہے کہ بجلی خریدی اور بیچی جاتی ہے، لیکن دراصل برقی توانائی خریدی اور بیچی جاتی ہے۔ مثال کے طور پر، صارفین کو فروخت کی جانے والی بجلی کو توانائی کی مقدار، کلو واٹ گھنٹے (کلو واٹ کو گھنٹوں سے ضرب دے کر) کے لحاظ سے ماپا جاتا ہے، نہ کہ اس شرح سے جس پر یہ توانائی منتقل ہوتی ہے۔ برقی طاقت عام طور پر برقی جنریٹرز کے ذریعے پیدا کی جاتی ہے، لیکن اسے برقی بیٹریوں جیسے ذرائع سے بھی فراہم کیا جا سکتا ہے۔ یہ عام طور پر برقی گرڈ کے ذریعے برقی توانائی کی صنعت کے ذریعے کاروباروں اور گھروں (گھریلو مینز بجلی کے طور پر) کو فراہم کیا جاتا ہے۔ برقی طاقت کو ٹرانسمیشن لائنوں کے ذریعے طویل فاصلے تک پہنچایا جا سکتا ہے اور اعلی کارکردگی کے ساتھ حرکت، روشنی یا حرارت جیسی ایپلی کیشنز کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔ تعریف برقی طاقت، مکینیکل طاقت کی طرح، کام کرنے کی شرح ہے، جسے واٹ میں ماپا جاتا ہے، اور حرف P سے ظاہر کیا جاتا ہے۔ واٹج کی اصطلاح بول چال میں "واٹ میں برقی طاقت" کے معنی میں استعمال ہوتی ہے۔ برقی کرنٹ I کے ذریعہ پیدا ہونے والی واٹوں میں برقی طاقت جو کہ V کے برقی صلاحیت (وولٹیج) کے فرق سے گزرنے والے ہر t سیکنڈ میں Q کولمبوں کے چارج پر مشتمل ہوتی ہے: جہاں: W جولوں میں کام کرتا ہے t سیکنڈوں میں وقت ہے Q کولمبوں میں برقی چارج ہے V برقی صلاحیت ہے یا وولٹ میں وولٹیج I ایمپیرز میں برقی کرنٹ ہے یعنی واٹ = وولٹ گنا ایمپس۔ وضاحت برقی طاقت توانائی کی دوسری شکلوں میں تبدیل ہو جاتی ہے جب برقی چارج برقی صلاحیت کے فرق (وولٹیج) سے گزرتے ہیں، جو برقی سرکٹس میں برقی اجزاء میں ہوتا ہے۔ برقی طاقت کے نقطہ نظر سے، برقی سرکٹ میں اجزاء کو دو زمروں میں تقسیم کیا جا سکتا ہے: فعال آلات (بجلی کے ذرائع) اگر برقی کرنٹ کو کم برقی صلاحیت سے زیادہ کی سمت میں چلنے پر مجبور کیا جاتا ہے، تو مثبت چارجز منفی سے مثبت ٹرمینل کی طرف بڑھتے ہیں، چارجز پر کام کیا جائے گا، اور توانائی کو کسی دوسری قسم کی توانائی، جیسے مکینیکل توانائی یا کیمیائی توانائی سے برقی ممکنہ توانائی میں تبدیل کیا جا رہا ہے۔ وہ آلات جن میں یہ ہوتا ہے انہیں فعال آلات یا بجلی کے ذرائع کہا جاتا ہے ؛ جیسے برقی جنریٹر اور بیٹریاں۔ کچھ آلات یا تو ماخذ یا بوجھ ہو سکتے ہیں، جو ان کے ذریعے آنے والے وولٹیج اور کرنٹ پر منحصر ہوتا ہے۔ مثال کے طور پر، ایک ریچارج ایبل بیٹری ایک ماخذ کے طور پر کام کرتی ہے جب یہ کسی سرکٹ کو بجلی فراہم کرتی ہے، لیکن ایک بوجھ کے طور پر جب یہ بیٹری چارجر سے منسلک ہوتی ہے اور اسے ری چارج کیا جا رہا ہوتا ہے۔ غیر فعال آلات (بوجھ) اگر روایتی کرنٹ آلے کے ذریعے اعلی صلاحیت (وولٹیج) سے کم صلاحیت کی طرف بہتا ہے، تو مثبت چارج مثبت (+) ٹرمینل سے منفی (−) ٹرمینل کی طرف جاتا ہے، کام چارج کے ذریعے کیا جاتا ہے۔ ٹرمینلز کے درمیان وولٹیج کی وجہ سے چارج کی ممکنہ توانائی کو ڈیوائس میں حرکی توانائی میں تبدیل کیا جاتا ہے۔ ان آلات کو غیر فعال اجزاء یا بوجھ کہا جاتا ہے۔ وہ سرکٹ سے برقی طاقت کو 'استعمال' کرتے ہیں، اسے توانائی کی دیگر شکلوں جیسے مکینیکل کام، حرارت، روشنی وغیرہ میں تبدیل کرتے ہیں۔ مثال برقی آلات ہیں، جیسے لائٹ بلب، الیکٹرک موٹرز، اور الیکٹرک ہیٹر۔ الٹرنیٹنگ کرنٹ (اے سی) سرکٹس میں وولٹیج کی سمت وقتا فوقتا الٹ جاتی ہے، لیکن کرنٹ ہمیشہ اعلی صلاحیت سے کم صلاحیت کی طرف بہتا ہے۔ چونکہ برقی طاقت کسی جزو کے اندر یا باہر بہہ سکتی ہے، اس لیے ایک روایت کی ضرورت ہوتی ہے جس کی سمت مثبت طاقت کے بہاؤ کی نمائندگی کرتی ہے۔ کسی سرکٹ سے کسی جزو میں بہنے والی برقی طاقت کو من مانی طور پر مثبت علامت کے طور پر بیان کیا جاتا ہے، جبکہ کسی جزو سے سرکٹ میں بہنے والی طاقت کو منفی علامت کے طور پر بیان کیا جاتا ہے۔ اس طرح غیر فعال اجزاء میں مثبت بجلی کی کھپت ہوتی ہے، جبکہ بجلی کے ذرائع میں منفی بجلی کی کھپت ہوتی ہے۔ اسے غیر فعال سائن کنونشن کہا جاتا ہے۔ مزاحم سرکٹ مزاحم (اومیک، یا لکیری) بوجھ کی صورت میں، طاقت کا فارمولا (P = I·V) اور جول کا پہلا قانون (V = I ^ 2·R) کو اوہم کے قانون (V = I·R) کے ساتھ ملایا جا سکتا ہے تاکہ ختم ہونے والی طاقت کی مقدار کے لیے متبادل تاثرات پیدا کیے جا سکیں: جہاں R برقی مزاحمت ہے۔ ہارمونکس کے بغیر متبادل کرنٹ متبادل کرنٹ سرکٹس میں، توانائی ذخیرہ کرنے والے عناصر جیسے انڈکٹنس اور کیپسیٹنس کے نتیجے میں توانائی کے بہاؤ کی سمت میں وقتا فوقتا تبدیلی آسکتی ہے۔ توانائی کے بہاؤ (طاقت) کا وہ حصہ، جو اے سی لہر کی شکل کے ایک مکمل چکر میں اوسط ہوتا ہے، جس کے نتیجے میں ایک سمت میں توانائی کی خالص منتقلی ہوتی ہے، اسے حقیقی طاقت کہا جاتا ہے (جسے فعال طاقت بھی کہا جاتا ہے)۔ توانائی کے بہاؤ (طاقت) کے اس حصے کا طول و عرض جس کے نتیجے میں توانائی کی کوئی خالص منتقلی نہیں ہوتی ہے بلکہ ذخیرہ شدہ توانائی کی وجہ سے ہر چکر میں ماخذ اور بوجھ کے درمیان ارتعاش ہوتا ہے، رد عمل کی طاقت کی مطلق قیمت کے طور پر جانا جاتا ہے۔ وولٹیج لہر کی آر ایم ایس قدر اور موجودہ لہر کی آر ایم ایس قدر کا پروڈکٹ ظاہری طاقت کے نام سے جانا جاتا ہے۔ کسی ڈیوائس کے ذریعے استعمال ہونے والے واٹ میں حقیقی طاقت P اس طرح دی جاتی ہے جہاں Vp وولٹ میں چوٹی وولٹیج ہے Ip ایمپیرس میں چوٹی کرنٹ ہے Vrms وولٹ میں جڑ کا مطلب مربع وولٹیج ہے IRms ایمپیرس میں جڑ کا مطلب مربع کرنٹ ہے θ = θv−θi وہ فیز زاویہ ہے جس کے ذریعے وولٹیج سائن لہر موجودہ سائن لہر کی طرف جاتا ہے، یا مساوی طور پر فیز زاویہ جس کے ذریعے موجودہ سائن لہر وولٹیج سائن لہر سے پیچھے رہتی ہے۔ حقیقی طاقت، رد عمل کی طاقت اور ظاہری طاقت کے درمیان تعلق کا اظہار ویکٹر کے طور پر مقدار کی نمائندگی کرکے کیا جا سکتا ہے۔ حقیقی طاقت کو افقی ویکٹر کے طور پر پیش کیا جاتا ہے اور رد عمل کی طاقت کو عمودی ویکٹر کے طور پر پیش کیا جاتا ہے۔ ظاہری پاور ویکٹر ایک دائیں مثلث کا ہائپوٹینوس ہے جو حقیقی اور رد عمل والے پاور ویکٹرز کو جوڑ کر تشکیل پاتا ہے۔ اس نمائندگی کو اکثر طاقت مثلث کہا جاتا ہے۔ پایتھاگورین نظریہ کا استعمال کرتے ہوئے، حقیقی، رد عمل اور ظاہری طاقت کے درمیان تعلق یہ ہے: حقیقی اور رد عمل طاقتوں کا حساب براہ راست ظاہری طاقت سے بھی کیا جا سکتا ہے، جب کرنٹ اور وولٹیج دونوں سینوسائڈز ہوتے ہیں جن کے درمیان ایک معلوم فیز اینگل θ ہوتا ہے: حقیقی طاقت اور ظاہری طاقت کے تناسب کو پاور فیکٹر کہا جاتا ہے اور یہ ہمیشہ −1 اور 1 کے درمیان ایک نمبر ہوتا ہے۔ جہاں کرنٹس اور وولٹیج کی غیر سینوسائڈل شکلیں ہوتی ہیں، وہاں پاور فیکٹر کو مسخ کے اثرات کو شامل کرنے کے لیے عام کیا جاتا ہے۔ برقی مقناطیسی میدان برقی توانائی وہاں بہتی ہے جہاں برقی اور مقناطیسی میدان ایک ساتھ موجود ہوتے ہیں اور ایک ہی جگہ پر اتار چڑھاؤ کرتے ہیں۔ اس کی سب سے آسان مثال برقی سرکٹس میں ہے، جیسا کہ پچھلے حصے میں دکھایا گیا ہے۔ عام صورت میں، تاہم، سادہ مساوات P = IV کو زیادہ پیچیدہ حساب سے تبدیل کیا جا سکتا ہے۔ برقی میدان کی شدت اور مقناطیسی میدان کی شدت ویکٹروں کے کراس پروڈکٹ کا بند سطح کا انٹیگرل حجم سے کل فوری طاقت (واٹ میں) دیتا ہے: نتیجہ ایک اسکیلر ہے کیونکہ یہ پوائنٹنگ ویکٹر کا سطح کا انٹیگرل ہے۔ زیادہ بجلی پیدا کرنے کے بنیادی اصول 1820 کی دہائی اور 1830 کی دہائی کے اوائل میں برطانوی سائنسدان مائیکل فیراڈے نے دریافت کیے تھے۔ اس کا بنیادی طریقہ آج بھی استعمال ہوتا ہے: برقی کرنٹ تار کے لوپ، یا مقناطیسی کے قطبوں کے درمیان تانبے کی ڈسک کی حرکت سے پیدا ہوتا ہے۔ برقی یوٹیلیٹیز کے لیے، یہ صارفین کو بجلی کی فراہمی کا پہلا عمل ہے۔ دیگر عمل، بجلی کی ترسیل، تقسیم، اور برقی توانائی کا ذخیرہ اور بازیابی پمپڈ اسٹوریج کے طریقوں کا استعمال کرتے ہوئے عام طور پر برقی توانائی کی صنعت کے ذریعے انجام دی جاتی ہے۔ بجلی زیادہ تر کسی پاور اسٹیشن پر الیکٹرو مکینیکل جنریٹرز کے ذریعے پیدا کی جاتی ہے، جو دہن، جیوتھرمل پاور یا نیوکلیئر فشن کے ذریعے گرم کیے گئے ہیٹ انجنوں کے ذریعے چلائے جاتے ہیں۔ دیگر جنریٹر بہتے ہوئے پانی اور ہوا کی حرکی توانائی سے چلتے ہیں۔ بہت سی دوسری ٹیکنالوجیز ہیں جو بجلی پیدا کرنے کے لیے استعمال ہوتی ہیں جیسے فوٹو وولٹک سولر پینلز۔ بیٹری ایک ایسا آلہ ہے جو ایک یا زیادہ برقی کیمیائی خلیوں پر مشتمل ہوتا ہے جو ذخیرہ شدہ کیمیائی توانائی کو برقی توانائی میں تبدیل کرتا ہے۔ 1800 میں الیسنڈرو وولٹا کے ذریعہ پہلی بیٹری (یا "وولٹک ڈھیر") کی ایجاد کے بعد سے اور خاص طور پر 1836 میں تکنیکی طور پر بہتر ڈینیئل سیل کے بعد سے، بیٹریاں بہت سے گھریلو اور صنعتی ایپلی کیشنز کے لیے ایک عام طاقت کا ذریعہ بن گئی ہیں۔ 2005 کے ایک تخمینے کے مطابق، دنیا بھر میں بیٹری کی صنعت ہر سال 48 بلین امریکی ڈالر کی فروخت کرتی ہے، جس میں 6 فیصد سالانہ اضافہ ہوتا ہے۔ بیٹریاں دو قسم کی ہوتی ہیں: بنیادی بیٹریاں (ڈسپوزایبل بیٹریاں)، جنہیں ایک بار استعمال کرنے اور ضائع کرنے کے لیے ڈیزائن کیا گیا ہے، اور ثانوی بیٹریاں (ریچارج ایبل بیٹریاں)، جنہیں ری چارج کرنے اور متعدد بار استعمال کرنے کے لیے ڈیزائن کیا گیا ہے۔ بیٹریاں کئی سائزوں میں دستیاب ہیں ؛ سماعت کے آلات اور کلائی گھڑیوں کو طاقت دینے کے لیے استعمال ہونے والے چھوٹے بٹن سیل سے لے کر بیٹری بینکوں تک کمروں کے سائز جو ٹیلی فون کے تبادلے اور کمپیوٹر ڈیٹا سینٹرز کے لیے اسٹینڈ بائی پاور فراہم کرتے ہیں۔ برقی توانائی کی صنعت برقی توانائی کی صنعت گرڈ کنکشن کے ذریعے بجلی کی ضرورت والے علاقوں کو کافی مقدار میں بجلی کی پیداوار اور فراہمی فراہم کرتی ہے۔ گرڈ صارفین کو برقی توانائی تقسیم کرتا ہے۔ بجلی مرکزی پاور اسٹیشنوں یا تقسیم شدہ پیداوار کے ذریعے پیدا کی جاتی ہے۔ برقی توانائی کی صنعت بتدریج ڈی ریگولیشن کی طرف رجحان پذیر ہو رہی ہے-ابھرتے ہوئے کھلاڑی صارفین کو روایتی عوامی یوٹیلیٹی کمپنیوں سے مقابلہ کرنے کی پیشکش کر رہے ہیں۔ استعمال برقی طاقت، جو مرکزی جنریٹنگ اسٹیشنوں سے تیار کی جاتی ہے اور برقی ٹرانسمیشن گرڈ پر تقسیم کی جاتی ہے، صنعتی، تجارتی اور صارفین کی ایپلی کیشنز میں بڑے پیمانے پر استعمال ہوتی ہے۔ کسی ملک کی فی کس بجلی کی کھپت کا تعلق اس کی صنعتی ترقی سے ہوتا ہے۔ الیکٹرک موٹرز پاور مینوفیکچرنگ مشینری اور سب وے اور ریلوے ٹرینوں کو آگے بڑھاتے ہیں۔ برقی روشنی مصنوعی روشنی کی سب سے اہم شکل ہے۔ برقی توانائی کا استعمال براہ راست اس عمل میں کیا جاتا ہے جیسے کہ اس کی کچ دھاتوں سے ایلومینیم نکالنا اور برقی آرک بھٹیوں میں اسٹیل کی تیاری میں۔ ٹیلی مواصلات اور نشریات کے لیے قابل اعتماد برقی طاقت ضروری ہے۔ برقی طاقت کا استعمال گرم آب و ہوا میں ایئر کنڈیشنگ فراہم کرنے کے لیے کیا جاتا ہے، اور کچھ جگہوں پر، برقی طاقت اسپیس ہیٹنگ کی تعمیر کے لیے معاشی طور پر مسابقتی توانائی کا ذریعہ ہے۔ پانی پمپ کرنے کے لیے برقی طاقت کا استعمال انفرادی گھریلو کنوؤں سے لے کر آبپاشی اور توانائی ذخیرہ کرنے کے منصوبوں تک ہوتا ہے۔ ای جی آر آئی ڈی برقی توانائی کی کھپت برقی طاقت کا نظام ہائی وولٹیج کیبل پاور انجینئرنگ دیہی برقی کاری کے حوالہ جات کتابچہ رپورٹس اگست 2003 بلیک آؤٹ، نارتھ امریکن الیکٹرک ریلیبلٹی کونسل کی ویب سائٹ بیرونی روابط یو ایس ڈیپارٹمنٹ آف انرجی: الیکٹرک پاور عارضی نرخ