کیا بجلی کے میٹر موجود ہیں جو ہارمونکس کو ختم کر سکتے ہیں؟

کیا آپ نے ایک عجیب واقعہ دیکھا ہے: ہم پاور گرڈ میں 3rd، 5th، اور 7th harmonics جیسے عجیب-آرڈر ہارمونکس کا پتہ لگا سکتے ہیں، لیکن ہم تقریباً کبھی بھی ترتیب والے ہارمونکس جیسے 2nd، 4th، اور 6th harmonics نہیں دیکھتے؟ ایسا کیوں ہے؟ کیا حتیٰ-آرڈر ہارمونکس کا پتہ لگانا فطری طور پر ناممکن ہے؟

یہ سمجھنے کے لیے کہ آرڈر ہارمونکس کیوں نایاب ہوتے ہیں، ہمیں پہلے سمجھنا چاہیے کہ "ہارمونکس" دراصل کیا ہیں۔ ہم جو متبادل کرنٹ استعمال کرتے ہیں وہ مثالی طور پر 50Hz کی ایک مقررہ فریکوئنسی کے ساتھ ایک معیاری سائن ویو ہے، جسے موسیقی میں "مین میلوڈی" کی طرح "بنیادی لہر" کہا جاتا ہے۔

حقیقت میں، بہت سے برقی آلات "فرمانبرداری کے ساتھ احکامات پر عمل نہیں کرتے"-جیسے کہ ایل ای ڈی لائٹس، موبائل فون چارجرز، لیپ ٹاپ پاور سپلائیز، اور ایئر کنڈیشنر۔ وہ "نان-لکیری ڈیوائسز" ہیں اور بنیادی لہر کی تال کے مطابق کام نہیں کرتے ہیں۔ اس کے بجائے، وہ بنیادی لہر کے ساتھ "مداخلت" کرتے ہیں، ہموار سائن لہر کو عجیب و غریب لہروں میں "موڑنے" دیتے ہیں۔

یہ مسخ شدہ ویوفارمز، جب "فورئیر ڈیکمپوزیشن" کے ریاضیاتی طریقہ کو استعمال کرتے ہوئے ٹوٹ جاتے ہیں تو یہ ظاہر ہوتا ہے کہ وہ دراصل ایک بنیادی فریکوئنسی (50Hz) اور "ہارمونکس" کی ایک سیریز پر مشتمل ہیں جن کی تعدد بنیادی تعدد کے عددی ضرب ہیں۔ مثال کے طور پر، تیسرا ہارمونک 150Hz (50×3) ہے، پانچواں ہارمونک 250Hz (50×5) ہے، اور یہاں تک کہ-آرڈر ہارمونکس تعدد کے ساتھ ویوفارمز ہیں جو بنیادی تعدد کے بھی ملٹیز ہیں، جیسے کہ 100Hz (2nd) اور 4th (200Hz)۔

ہم تقریباً-آرڈر ہارمونکس کیوں نہیں دیکھتے؟ کلید اس حقیقت میں مضمر ہے کہ آج مارکیٹ میں زیادہ تر نان لائنر ڈیوائسز ایک بنیادی ٹیکنالوجی کا استعمال کرتی ہیں جسے "مکمل-برج رییکٹیفیکیشن" کہا جاتا ہے

مکمل-برج کی اصلاح کیا ہے؟ ہم اسے ایک سادہ مشابہت کے ساتھ سمجھ سکتے ہیں: پاور گرڈ میں متبادل کرنٹ ایک لہر کی طرح ہے جو اٹھتی اور گرتی ہے، مثبت نصف-سائیکل اوپر جاتی ہے اور منفی نصف-سائیکل نیچے جاتی ہے، اور سمت مسلسل بدلتی رہتی ہے۔ جبکہ مکمل-برج کی اصلاح ایک "ویوفارم کنورٹر" کی طرح ہے، جو کرنٹ کی سمت کو "درست" کر سکتا ہے، قطع نظر اس کے کہ کرنٹ مثبت ہو یا منفی نصف-سائیکل میں، اور اسے اسی سمت میں ڈائریکٹ کرنٹ (یا پلسیٹنگ ڈائریکٹ کرنٹ) میں تبدیل کر سکتا ہے، بالکل اسی طرح جیسے پانی کی غیر سمتی لہروں کو چپٹا کرنا۔

ہمارے گھروں میں ایل ای ڈی لائٹس، موبائل فون چارجرز، کمپیوٹر پاور سپلائیز، اور یہاں تک کہ ایئر کنڈیشنر اور واشنگ مشینیں تقریباً سبھی مکمل-پل رییکٹیفیکیشن ٹیکنالوجی کا استعمال کرتی ہیں، اس لیے وہ جو ہارمونکس تیار کرتے ہیں وہ تمام عجیب-ترتیب کے ہوتے ہیں، اور یہاں تک کہ-آرڈر ہارمونکس کو دیکھنا فطری طور پر مشکل ہوتا ہے۔

بلاشبہ، یہاں تک کہ-آرڈر ہارمونکس بھی مکمل طور پر موجود نہیں ہیں، لیکن یہ جدید پاور گرڈز میں انتہائی نایاب ہیں۔ ایون-آرڈر ہارمونکس صرف تب ظاہر ہوتا ہے جب پاور گرڈ میں ویوفارم "غیر متناسب" ہو، اور دو عام منظرنامے ہوتے ہیں:

1. پہلی قسم میں "نصف- لہر کی اصلاح" ٹیکنالوجی کا استعمال کرنے والے آلات شامل ہیں۔ مکمل-برج کی اصلاح کے برعکس، نصف-لہر کی اصلاح متبادل کرنٹ کے صرف مثبت (یا منفی) نصف-سائیکل کا استعمال کرتی ہے، لہر کی شکل کے باقی آدھے حصے کو چھوڑ کر۔ اس کا نتیجہ ایک غیر متناسب لہر کی صورت میں نکلتا ہے، جس کے نتیجے میں فوئیر سڑنے کے بعد ہم آہنگی کی ترتیب بھی-ہوتی ہے۔ تاہم، نصف-لہر کی اصلاح انتہائی ناکارہ ہے، جس سے توانائی کی کافی مقدار ضائع ہوتی ہے۔ اسے مکمل طور پر مکمل طور پر{10}}برج کی اصلاح کے ذریعے ختم کر دیا گیا ہے اور یہ صرف کچھ بہت پرانے، تقریباً متروک آلات (جیسے دہائیوں پہلے کے چارجرز) میں استعمال ہوتا ہے، جس سے پاور گرڈ میں اس کا پتہ لگانا مشکل ہو جاتا ہے۔

دوسری قسم آلات کی ناکامی ہے۔ مثال کے طور پر، کسی آلے میں خراب شدہ ریکٹیفائر ڈائیوڈ مثبت اور منفی نصف-سائیکلوں کے درمیان معمول کی تبدیلی کو روک سکتا ہے، جس کے نتیجے میں ایک غیر متناسب موج ہوتی ہے اور یکساں-آرڈر ہارمونکس پیدا ہوتا ہے۔ تاہم، یہ ایک غلطی کی شرط ہے؛ ایک بار ایسا ہونے کے بعد، آلات عام طور پر خراب ہو جاتا ہے یا حفاظتی طریقہ کار کو متحرک کر دیتا ہے، اور پاور گرڈ پر اس کا طویل مدتی-اثر نہیں پڑتا، جس سے اس کا پتہ لگانا مشکل ہو جاتا ہے۔

سادہ الفاظ میں، یہاں تک کہ-آرڈر ہارمونکس بھی پاور گرڈ میں تقریباً پوشیدہ ہیں، بنیادی طور پر "مکمل-برج رییکٹیفیکیشن ٹیکنالوجی" کے وسیع پیمانے پر اپنانے کی وجہ سے: یہ برقی آلات کے ذریعے پیدا ہونے والی موج کو ہموار رکھتا ہے، اور سڈول ویوفارمز کو گل نہیں کیا جا سکتا، مطلب یہ ہے کہ عام آلات کو نقصان نہیں پہنچا سکتا۔ یہاں تک کہ-ہارمونکس ترتیب دیں اس کے علاوہ، پاور سسٹم میں ٹرانسفارمرز خود بھی ایک خاص صلاحیت رکھتے ہیں کہ وہ ترتیب ہارمونکس کو بھی-دبائیں۔

سخت الفاظ میں، کوئی بھی بجلی کا میٹر ہارمونکس کو "ختم" نہیں کر سکتا۔ بجلی کے میٹر کا کام "میٹر" کرنا ہے، "منظم کرنا" نہیں۔ اگرچہ بجلی کے میٹر ہارمونکس کو ختم نہیں کرتے ہیں، درحقیقت پاور سسٹم میں ایسے آلات موجود ہیں جو خاص طور پر ہارمونکس کو "ختم" کرنے کے لیے بنائے گئے ہیں۔ یہ فلٹر کہلاتے ہیں۔

حالیہ تحقیق سے پتہ چلتا ہے کہ بجلی کے میٹروں کے اگلے سرے پر مناسب فلٹرز نصب کرنے سے میٹرنگ کی درستگی پر ہارمونکس کے اثرات کو مؤثر طریقے سے کم کیا جا سکتا ہے۔