বৈদ্যুতিক চার্জ কনভার্টার
বৈদ্যুতিক চার্জ — ইলেকট্রন থেকে ব্যাটারি পর্যন্ত
পদার্থবিদ্যা, রসায়ন এবং ইলেকট্রনিক্সে বৈদ্যুতিক চার্জের এককগুলি আয়ত্ত করুন। কুলম্ব থেকে ব্যাটারির ক্ষমতা পর্যন্ত ৪০ মাত্রার ক্রম জুড়ে — একক ইলেকট্রন থেকে শিল্প ব্যাটারি ব্যাংক পর্যন্ত। ২০১৯ সালের SI পুনর্সংজ্ঞা অন্বেষণ করুন যা প্রাথমিক চার্জকে সঠিক করেছে এবং ব্যাটারি রেটিংগুলির আসল অর্থ বুঝুন।
বৈদ্যুতিক চার্জের ভিত্তি
চার্জ কী?
বৈদ্যুতিক চার্জ হল শারীরিক বৈশিষ্ট্য যা কণাগুলিকে তড়িৎচুম্বকীয় বল অনুভব করতে বাধ্য করে। এটি ধনাত্মক এবং ঋণাত্মক হয়। সমধর্মী চার্জ একে অপরকে বিকর্ষণ করে, বিপরীতধর্মী চার্জ আকর্ষণ করে। সমস্ত রসায়ন এবং ইলেকট্রনিক্সের জন্য মৌলিক।
- ১ কুলম্ব = ৬.২৪×১০¹⁸ ইলেকট্রন
- প্রোটন: +১e, ইলেকট্রন: -১e
- চার্জ সংরক্ষিত (কখনও তৈরি বা ধ্বংস হয় না)
- e = ১.৬০২×১০⁻¹⁹ C এর গুণিতকে কোয়ান্টাইজড
কারেন্ট বনাম চার্জ
কারেন্ট (I) হল চার্জ প্রবাহের হার। Q = I × t। ১ অ্যাম্পিয়ার = প্রতি সেকেন্ডে ১ কুলম্ব। Ah-এ ব্যাটারির ক্ষমতা চার্জ, কারেন্ট নয়। ১ Ah = ৩৬০০ C।
- কারেন্ট = প্রতি সময়ে চার্জ (I = Q/t)
- ১ A = ১ C/s (সংজ্ঞা)
- ১ Ah = ৩৬০০ C (১ ঘন্টা ধরে ১ অ্যাম্পিয়ার)
- mAh হল চার্জের ক্ষমতা, শক্তি নয়
ব্যাটারির ক্ষমতা
ব্যাটারি চার্জ সঞ্চয় করে। Ah বা mAh (চার্জ) অথবা Wh (শক্তি)-তে রেট করা হয়। Wh = Ah × ভোল্টেজ। ফোন ব্যাটারি: ৩০০০ mAh @ ৩.৭V ≈ ১১ Wh। ভোল্টেজ শক্তির জন্য গুরুত্বপূর্ণ, চার্জের জন্য নয়।
- mAh = মিলিঅ্যাম্পিয়ার-আওয়ার (চার্জ)
- Wh = ওয়াট-আওয়ার (শক্তি = চার্জ × ভোল্টেজ)
- উচ্চতর mAh = দীর্ঘ রানটাইম (একই ভোল্টেজে)
- ৩০০০ mAh ≈ ১০,৮০০ কুলম্ব
- ১ কুলম্ব = ৬.২৪×১০¹⁸ ইলেকট্রনের চার্জ
- কারেন্ট (A) = প্রতি সেকেন্ডে চার্জ (C): I = Q/t
- ১ Ah = ৩৬০০ C (১ ঘন্টা ধরে ১ অ্যাম্পিয়ার প্রবাহ)
- চার্জ সংরক্ষিত এবং e এর গুণিতকে কোয়ান্টাইজড
চার্জ পরিমাপের ঐতিহাসিক বিবর্তন
প্রারম্ভিক বৈদ্যুতিক বিজ্ঞান (১৬০০-১৮৩০)
পরিমাণগতভাবে চার্জ বোঝার আগে, বিজ্ঞানীরা স্থির বিদ্যুৎ এবং রহস্যময় 'বৈদ্যুতিক তরল' অন্বেষণ করেছিলেন। ব্যাটারির আবিষ্কার непрерыв চার্জ প্রবাহের সুনির্দিষ্ট পরিমাপ সম্ভব করেছিল।
- ১৬০০: উইলিয়াম গিলবার্ট বিদ্যুৎকে চুম্বকত্ব থেকে আলাদা করেন, 'বৈদ্যুতিক' শব্দটি তৈরি করেন
- ১৭৩৩: চার্লস ডু ফে দুই ধরনের বিদ্যুৎ (ধনাত্মক এবং ঋণাত্মক) আবিষ্কার করেন
- ১৭৪৫: লাইডেন জার আবিষ্কৃত হয় — প্রথম ক্যাপাসিটর, পরিমাপযোগ্য চার্জ সঞ্চয় করে
- ১৭৮৫: কুলম্ব বৈদ্যুতিক বলের জন্য বিপরীত-বর্গীয় সূত্র F = k(q₁q₂/r²) প্রকাশ করেন
- ১৮০০: ভোল্টা ব্যাটারি আবিষ্কার করেন — непрерыв, পরিমাপযোগ্য চার্জ প্রবাহ সম্ভব করে
- ১৮৩৩: ফ্যারাডে তড়িৎ বিশ্লেষণের সূত্র আবিষ্কার করেন — চার্জকে রসায়নের সাথে যুক্ত করে (ফ্যারাডে ধ্রুবক)
কুলম্বের বিবর্তন (১৮৮১-২০১৯)
কুলম্ব তড়িৎ-রাসায়নিক মানের উপর ভিত্তি করে ব্যবহারিক সংজ্ঞা থেকে অ্যাম্পিয়ার এবং সেকেন্ডের সাথে যুক্ত আধুনিক সংজ্ঞায় বিবর্তিত হয়েছে।
- ১৮৮১: প্রথম ব্যবহারিক কুলম্ব রুপার ইলেকট্রোপ্লেটিং মানের মাধ্যমে সংজ্ঞায়িত হয়
- ১৮৯৩: শিকাগো ওয়ার্ল্ড'স ফেয়ার আন্তর্জাতিক ব্যবহারের জন্য কুলম্বকে মানসম্মত করে
- ১৯৪৮: CGPM কুলম্বকে ১ অ্যাম্পিয়ার-সেকেন্ড (১ C = ১ A·s) হিসাবে সংজ্ঞায়িত করে
- ১৯৬০-২০১৮: সমান্তরাল পরিবাহীর মধ্যে বল দ্বারা অ্যাম্পিয়ার সংজ্ঞায়িত হয়, যা কুলম্বকে পরোক্ষ করে তোলে
- সমস্যা: অ্যাম্পিয়ারের বল-ভিত্তিক সংজ্ঞা উচ্চ নির্ভুলতার সাথে উপলব্ধি করা কঠিন ছিল
- ১৯৯০-এর দশক-২০১০-এর দশক: কোয়ান্টাম মেট্রোলজি (জোসেফসন প্রভাব, কোয়ান্টাম হল প্রভাব) ইলেকট্রন গণনা সক্ষম করে
২০১৯ সালের SI বিপ্লব — প্রাথমিক চার্জ স্থির করা হয়েছে
২০ মে, ২০১৯-এ, প্রাথমিক চার্জকে সঠিকভাবে স্থির করা হয়েছিল, যা অ্যাম্পিয়ারকে পুনর্সংজ্ঞায়িত করে এবং কুলম্বকে মৌলিক ধ্রুবক থেকে পুনরুৎপাদনযোগ্য করে তোলে।
- নতুন সংজ্ঞা: e = 1.602176634 × 10⁻¹⁹ C সঠিকভাবে (সংজ্ঞা অনুসারে শূন্য অনিশ্চয়তা)
- প্রাথমিক চার্জ এখন একটি সংজ্ঞায়িত ধ্রুবক, পরিমাপ করা মান নয়
- ১ কুলম্ব = 6.241509074 × 10¹⁸ প্রাথমিক চার্জ (সঠিক)
- একক-ইলেকট্রন টানেলিং ডিভাইসগুলি সুনির্দিষ্ট চার্জ মানের জন্য এক এক করে ইলেকট্রন গণনা করতে পারে
- কোয়ান্টাম মেট্রোলজি ত্রিভুজ: ভোল্টেজ (জোসেফসন), রোধ (কোয়ান্টাম হল), কারেন্ট (ইলেকট্রন পাম্প)
- ফলাফল: কোয়ান্টাম সরঞ্জাম সহ যেকোনো ল্যাব স্বাধীনভাবে কুলম্ব উপলব্ধি করতে পারে
আজ এটি কেন গুরুত্বপূর্ণ
২০১৯ সালের পুনর্সংজ্ঞাটি তড়িৎ-রাসায়নিক মান থেকে কোয়ান্টাম নির্ভুলতা পর্যন্ত ১৩৫+ বছরের অগ্রগতির প্রতিনিধিত্ব করে, যা পরবর্তী প্রজন্মের ইলেকট্রনিক্স এবং শক্তি সঞ্চয়স্থান সক্ষম করে।
- ব্যাটারি প্রযুক্তি: বৈদ্যুতিক যানবাহন, গ্রিড স্টোরেজের জন্য আরও সঠিক ক্ষমতা পরিমাপ
- কোয়ান্টাম কম্পিউটিং: কিউবিট এবং একক-ইলেকট্রন ট্রানজিস্টরে সুনির্দিষ্ট চার্জ নিয়ন্ত্রণ
- মেট্রোলজি: জাতীয় ল্যাবগুলি রেফারেন্স আর্টিফ্যাক্ট ছাড়াই স্বাধীনভাবে কুলম্ব উপলব্ধি করতে পারে
- রসায়ন: ফ্যারাডে ধ্রুবক এখন সঠিক, তড়িৎ-রসায়ন গণনা উন্নত করে
- গ্রাহক ইলেকট্রনিক্স: ব্যাটারির ক্ষমতা রেটিং এবং দ্রুত চার্জিং প্রোটোকলের জন্য আরও ভাল মান
স্মৃতি সহায়ক ও দ্রুত রূপান্তর কৌশল
সহজ মানসিক গণনা
- mAh থেকে C শর্টকাট: ৩.৬ দ্বারা গুণ করুন → ১০০০ mAh = ৩৬০০ C সঠিকভাবে
- Ah থেকে C: ৩৬০০ দ্বারা গুণ করুন → ১ Ah = ৩৬০০ C (১ ঘন্টা ধরে ১ অ্যাম্পিয়ার)
- দ্রুত mAh থেকে Wh (৩.৭V): ~২৭০ দ্বারা ভাগ করুন → ৩০০০ mAh ≈ ১১ Wh
- Wh থেকে mAh (৩.৭V): ~২৭০ দ্বারা গুণ করুন → ১১ Wh ≈ ২৯৭০ mAh
- প্রাথমিক চার্জ: e ≈ ১.৬ × ১০⁻¹⁹ C (১.৬০২ থেকে বৃত্তাকার)
- ফ্যারাডে ধ্রুবক: F ≈ ৯৬,৫০০ C/mol (৯৬,৪৮৫ থেকে বৃত্তাকার)
ব্যাটারি ক্ষমতা স্মৃতি সহায়ক
ব্যাটারি রেটিং বোঝা চার্জ (mAh), ভোল্টেজ (V) এবং শক্তি (Wh) এর মধ্যে বিভ্রান্তি প্রতিরোধ করে। এই নিয়মগুলি সময় এবং অর্থ সাশ্রয় করে।
- mAh চার্জ পরিমাপ করে, শক্তি বা ক্ষমতা নয় — এটি হল আপনি কতগুলি ইলেকট্রন সরাতে পারেন
- শক্তি পেতে: Wh = mAh × V ÷ ১০০০ (ভোল্টেজ অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ!)
- বিভিন্ন ভোল্টেজে একই mAh = ভিন্ন শক্তি (১২V ১০০০mAh ≠ ৩.৭V ১০০০mAh)
- পাওয়ার ব্যাংক: ৭০-৮০% ব্যবহারযোগ্য ক্ষমতা আশা করুন (ভোল্টেজ রূপান্তর ক্ষতি)
- রানটাইম = ক্ষমতা ÷ কারেন্ট: ৩০০০ mAh ÷ ৩০০ mA = ১০ ঘন্টা (আদর্শ, ২০% মার্জিন যোগ করুন)
- Li-ion সাধারণ: ৩.৭V নামমাত্র, ৪.২V পূর্ণ, ৩.০V খালি (ব্যবহারযোগ্য পরিসীমা ~৮০%)
ব্যবহারিক সূত্র
- কারেন্ট থেকে চার্জ: Q = I × t (কুলম্ব = অ্যাম্পিয়ার × সেকেন্ড)
- রানটাইম: t = Q / I (ঘন্টা = অ্যাম্পিয়ার-আওয়ার / অ্যাম্পিয়ার)
- চার্জ থেকে শক্তি: E = Q × V (ওয়াট-আওয়ার = অ্যাম্পিয়ার-আওয়ার × ভোল্ট)
- দক্ষতা সমন্বয় করা হয়েছে: ব্যবহারযোগ্য = রেটেড × ০.৮ (ক্ষতির হিসাব করুন)
- তড়িৎ বিশ্লেষণ: Q = n × F (কুলম্ব = ইলেকট্রনের মোল × ফ্যারাডে ধ্রুবক)
- ক্যাপাসিটরের শক্তি: E = ½CV² (জুল = ½ ফ্যারাড × ভোল্ট²)
এড়ানোর জন্য সাধারণ ভুল
- mAh এবং mWh এর মধ্যে বিভ্রান্তি — চার্জ বনাম শক্তি (রূপান্তরের জন্য ভোল্টেজ প্রয়োজন!)
- ব্যাটারি তুলনা করার সময় ভোল্টেজ উপেক্ষা করা — শক্তি তুলনার জন্য Wh ব্যবহার করুন
- ১০০% পাওয়ার ব্যাংক দক্ষতার আশা করা — তাপ এবং ভোল্টেজ রূপান্তরে ২০-৩০% নষ্ট হয়
- C (কুলম্ব) এবং C (ডিসচার্জ রেট) এর মধ্যে বিভ্রান্তি — সম্পূর্ণ ভিন্ন অর্থ!
- mAh = রানটাইম ধরে নেওয়া — কারেন্ট ড্র জানতে হবে (রানটাইম = mAh ÷ mA)
- Li-ion ব্যাটারি ২০% এর নিচে গভীরভাবে ডিসচার্জ করা — আয়ু কমিয়ে দেয়, রেটেড ক্ষমতা ≠ ব্যবহারযোগ্য ক্ষমতা
চার্জের স্কেল: একক ইলেকট্রন থেকে গ্রিড স্টোরেজ
| স্কেল / চার্জ | প্রতিনিধিত্বমূলক একক | সাধারণ অ্যাপ্লিকেশন | বাস্তব-বিশ্বের উদাহরণ |
|---|---|---|---|
| ১.৬০২ × ১০⁻¹⁹ C | প্রাথমিক চার্জ (e) | একক ইলেকট্রন/প্রোটন, কোয়ান্টাম পদার্থবিদ্যা | মৌলিক চার্জ কোয়ান্টাম |
| ~১০⁻¹⁸ C | অ্যাটোকুলম্ব (aC) | অল্প-ইলেকট্রন কোয়ান্টাম সিস্টেম, একক-ইলেকট্রন টানেলিং | ≈ ৬টি ইলেকট্রন |
| ~১০⁻¹² C | পিকোকুলম্ব (pC) | নির্ভুল সেন্সর, কোয়ান্টাম ডট, অতি-নিম্ন কারেন্ট পরিমাপ | ≈ ৬০ লক্ষ ইলেকট্রন |
| ~১০⁻⁹ C | ন্যানোকুলম্ব (nC) | ছোট সেন্সর সংকেত, নির্ভুল ইলেকট্রনিক্স | ≈ ৬০০ কোটি ইলেকট্রন |
| ~১০⁻⁶ C | মাইক্রোকুলম্ব (µC) | স্থির বিদ্যুৎ, ছোট ক্যাপাসিটর | স্থির বিদ্যুতের শক যা আপনি অনুভব করতে পারেন (~১ µC) |
| ~১০⁻³ C | মিলিকুলম্ব (mC) | ক্যামেরা ফ্ল্যাশ ক্যাপাসিটর, ছোট ল্যাব পরীক্ষা | ফ্ল্যাশ ক্যাপাসিটর ডিসচার্জ |
| ১ C | কুলম্ব (C) | SI ভিত্তি একক, মাঝারি বৈদ্যুতিক ঘটনা | ≈ ৬.২৪ × ১০¹⁸ ইলেকট্রন |
| ~১৫ C | কুলম্ব (C) | বজ্রপাত, বড় ক্যাপাসিটর ব্যাংক | সাধারণ বজ্রপাত |
| ~১০³ C | কিলোকুলম্ব (kC) | ছোট গ্রাহক ব্যাটারি, স্মার্টফোন চার্জিং | ৩০০০ mAh ফোন ব্যাটারি ≈ ১০.৮ kC |
| ~১০⁵ C | শত শত kC | ল্যাপটপ ব্যাটারি, ফ্যারাডে ধ্রুবক | ১ ফ্যারাডে = ৯৬,৪৮৫ C (১ মোল e⁻) |
| ~১০⁶ C | মেগাকুলম্ব (MC) | গাড়ির ব্যাটারি, বড় শিল্প UPS সিস্টেম | ৬০ Ah গাড়ির ব্যাটারি ≈ ২১৬ kC |
| ~১০⁹ C | গিগাকুলম্ব (GC) | বৈদ্যুতিক গাড়ির ব্যাটারি, গ্রিড স্টোরেজ | Tesla Model 3 ব্যাটারি ≈ ৭৭০ kC |
একক সিস্টেমের ব্যাখ্যা
SI একক — কুলম্ব
কুলম্ব (C) হল চার্জের জন্য SI ভিত্তি একক। অ্যাম্পিয়ার এবং সেকেন্ড থেকে সংজ্ঞায়িত: ১ C = ১ A·s। পিকো থেকে কিলো পর্যন্ত উপসর্গগুলি সমস্ত ব্যবহারিক পরিসীমা কভার করে।
- ১ C = ১ A·s (সঠিক সংজ্ঞা)
- ছোট চার্জের জন্য mC, µC, nC
- কোয়ান্টাম/নির্ভুল কাজের জন্য pC, fC, aC
- বড় শিল্প সিস্টেমের জন্য kC
ব্যাটারি ক্ষমতা একক
অ্যাম্পিয়ার-আওয়ার (Ah) এবং মিলিঅ্যাম্পিয়ার-আওয়ার (mAh) ব্যাটারির জন্য মানসম্মত। ব্যবহারিক কারণ এগুলি সরাসরি কারেন্ট ড্র এবং রানটাইমের সাথে সম্পর্কিত। ১ Ah = ৩৬০০ C।
- mAh — স্মার্টফোন, ট্যাবলেট, ইয়ারবাড
- Ah — ল্যাপটপ, পাওয়ার টুল, গাড়ির ব্যাটারি
- kAh — বৈদ্যুতিক যানবাহন, শিল্প UPS
- Wh — শক্তি ক্ষমতা (ভোল্টেজ-নির্ভর)
বৈজ্ঞানিক ও ঐতিহ্যগত
প্রাথমিক চার্জ (e) পদার্থবিদ্যায় একটি মৌলিক একক। রসায়নে ফ্যারাডে ধ্রুবক। পুরনো পাঠ্যপুস্তকে CGS একক (স্ট্যাটকুলম্ব, অ্যাবকুলম্ব)।
- e = ১.৬০২×১০⁻¹⁹ C (প্রাথমিক চার্জ)
- F = ৯৬,৪৮৫ C (ফ্যারাডে ধ্রুবক)
- ১ statC ≈ ৩.৩৪×১০⁻¹⁰ C (ESU)
- ১ abC = ১০ C (EMU)
চার্জের পদার্থবিদ্যা
চার্জের কোয়ান্টাইজেশন
সমস্ত চার্জ প্রাথমিক চার্জ e এর গুণিতকে কোয়ান্টাইজড। আপনার ১.৫টি ইলেকট্রন থাকতে পারে না। কোয়ার্কের ভগ্নাংশ চার্জ (⅓e, ⅔e) আছে কিন্তু তারা কখনও একা থাকে না।
- ক্ষুদ্রতম মুক্ত চার্জ: ১e = ১.৬০২×১০⁻¹⁹ C
- ইলেকট্রন: -১e, প্রোটন: +১e
- সমস্ত বস্তুর N×e চার্জ আছে (পূর্ণসংখ্যা N)
- মিলিকানের তেল বিন্দু পরীক্ষা কোয়ান্টাইজেশন প্রমাণ করেছিল (১৯০৯)
ফ্যারাডে ধ্রুবক
১ মোল ইলেকট্রন ৯৬,৪৮৫ C চার্জ বহন করে। একে ফ্যারাডে ধ্রুবক (F) বলা হয়। তড়িৎ-রসায়ন এবং ব্যাটারি রসায়নের জন্য মৌলিক।
- F = ৯৬,৪৮৫.৩৩২১২ C/mol (CODATA ২০১৮)
- ১ মোল e⁻ = ৬.০২২×১০²³ ইলেকট্রন
- তড়িৎ বিশ্লেষণ গণনায় ব্যবহৃত হয়
- রাসায়নিক বিক্রিয়ার সাথে চার্জকে সম্পর্কিত করে
কুলম্বের সূত্র
চার্জগুলির মধ্যে বল: F = k(q₁q₂/r²)। সমধর্মী চার্জ বিকর্ষণ করে, বিপরীতধর্মী আকর্ষণ করে। প্রকৃতির মৌলিক বল। সমস্ত রসায়ন এবং ইলেকট্রনিক্স ব্যাখ্যা করে।
- k = ৮.৯৯×১০⁹ N·m²/C²
- F ∝ q₁q₂ (চার্জের গুণফল)
- F ∝ ১/r² (বিপরীত বর্গীয় সূত্র)
- পারমাণবিক গঠন, বন্ধন ব্যাখ্যা করে
চার্জের মানদণ্ড
| প্রসঙ্গ | চার্জ | নোট |
|---|---|---|
| একক ইলেকট্রন | ১.৬০২×১০⁻¹⁹ C | প্রাথমিক চার্জ (e) |
| ১ পিকোকুলম্ব | ১০⁻¹² C | ≈ ৬০ লক্ষ ইলেকট্রন |
| ১ ন্যানোকুলম্ব | ১০⁻⁹ C | ≈ ৬০০ কোটি ইলেকট্রন |
| স্থির বিদ্যুতের শক | ~১ µC | অনুভব করার জন্য যথেষ্ট |
| AAA ব্যাটারি (৬০০ mAh) | ২,১৬০ C | @ ১.৫V = ০.৯ Wh |
| স্মার্টফোন ব্যাটারি | ~১১,০০০ C | ৩০০০ mAh সাধারণ |
| গাড়ির ব্যাটারি (৬০ Ah) | ২১৬,০০০ C | @ ১২V = ৭২০ Wh |
| বজ্রপাত | ~১৫ C | কিন্তু ১০০ কোটি ভোল্ট! |
| Tesla ব্যাটারি (২১৪ Ah) | ৭৭০,৪০০ C | @ ৩৫০V = ৭৫ kWh |
| ১ ফ্যারাডে (১ মোল e⁻) | ৯৬,৪৮৫ C | রসায়ন মান |
ব্যাটারি ক্ষমতার তুলনা
| ডিভাইস | ক্ষমতা (mAh) | ভোল্টেজ | শক্তি (Wh) |
|---|---|---|---|
| AirPods (একক) | ৯৩ mAh | ৩.৭V | ০.৩৪ Wh |
| Apple Watch | ৩০০ mAh | ৩.৮৫V | ১.২ Wh |
| iPhone 15 | ৩,৩৪৯ mAh | ৩.৮৫V | ১২.৯ Wh |
| iPad Pro 12.9" | ১০,৭৫৮ mAh | ৩.৭৭V | ৪০.৬ Wh |
| MacBook Pro 16" | ২৫,৬৪১ mAh | ~৩.৯V | ১০০ Wh |
| পাওয়ার ব্যাংক 20K | ২০,০০০ mAh | ৩.৭V | ৭৪ Wh |
| Tesla Model 3 LR | ২১৪,০০০ Ah | ৩৫০V | ৭৫,০০০ Wh |
বাস্তব-বিশ্বের অ্যাপ্লিকেশন
গ্রাহক ইলেকট্রনিক্স
প্রতিটি ব্যাটারি চালিত ডিভাইসের একটি ক্ষমতা রেটিং আছে। স্মার্টফোন: ২৫০০-৫০০০ mAh। ল্যাপটপ: ৪০-১০০ Wh। পাওয়ার ব্যাংক: ১০,০০০-৩০,০০০ mAh।
- iPhone 15: ~৩,৩৪৯ mAh @ ৩.৮৫V ≈ ১৩ Wh
- MacBook Pro: ~১০০ Wh (এয়ারলাইন সীমা)
- AirPods: ~৫০০ mAh (সম্মিলিত)
- পাওয়ার ব্যাংক: ২০,০০০ mAh @ ৩.৭V ≈ ৭৪ Wh
বৈদ্যুতিক যানবাহন
EV ব্যাটারি kWh (শক্তি) এ রেট করা হয়, কিন্তু ক্ষমতা প্যাক ভোল্টেজে kAh হয়। Tesla Model 3: ৭৫ kWh @ ৩৫০V = ২১৪ Ah। ফোনের তুলনায় বিশাল!
- Tesla Model 3: ৭৫ kWh (২১৪ Ah @ ৩৫০V)
- Nissan Leaf: ৪০ kWh (১১৪ Ah @ ৩৫০V)
- EV চার্জিং: ৫০-৩৫০ kW DC ফাস্ট
- হোম চার্জিং: ~৭ kW (৩২A @ ২২০V)
শিল্প ও ল্যাব
ইলেকট্রোপ্লেটিং, তড়িৎ বিশ্লেষণ, ক্যাপাসিটর ব্যাংক, UPS সিস্টেম সবই বড় চার্জ স্থানান্তর জড়িত। শিল্প UPS: ১০০+ kAh ক্ষমতা। সুপারক্যাপাসিটর: ফ্যারাড (C/V)।
- ইলেকট্রোপ্লেটিং: ১০-১০০০ Ah প্রক্রিয়া
- শিল্প UPS: ১০০+ kAh ব্যাকআপ
- সুপারক্যাপাসিটর: ৩০০০ F = ৩০০০ C/V
- বজ্রপাত: ~১৫ C সাধারণ
দ্রুত রূপান্তর গণিত
mAh ↔ কুলম্ব
mAh কে ৩.৬ দ্বারা গুণ করে কুলম্ব পান। ১০০০ mAh = ৩৬০০ C।
- ১ mAh = ৩.৬ C (সঠিক)
- ১ Ah = ৩৬০০ C
- দ্রুত: mAh × ৩.৬ → C
- উদাহরণ: ৩০০০ mAh = ১০,৮০০ C
mAh ↔ Wh (৩.৭V এ)
৩.৭V Li-ion ভোল্টেজে Wh এর জন্য mAh কে ~২৭০ দ্বারা ভাগ করুন।
- Wh = mAh × V ÷ ১০০০
- ৩.৭V এ: Wh ≈ mAh ÷ ২৭০
- ৩০০০ mAh @ ৩.৭V = ১১.১ Wh
- শক্তির জন্য ভোল্টেজ গুরুত্বপূর্ণ!
রানটাইম অনুমান
রানটাইম (ঘন্টা) = ব্যাটারি (mAh) ÷ কারেন্ট (mA)। ৩০০ mA এ ৩০০০ mAh = ১০ ঘন্টা।
- রানটাইম = ক্ষমতা ÷ কারেন্ট
- ৩০০০ mAh ÷ ৩০০ mA = ১০ ঘন্টা
- উচ্চতর কারেন্ট = ছোট রানটাইম
- দক্ষতার ক্ষতি: ৮০-৯০% আশা করুন
রূপান্তর কিভাবে কাজ করে
- ধাপ ১: উৎস → কুলম্বে toBase ফ্যাক্টর ব্যবহার করে রূপান্তর করুন
- ধাপ ২: কুলম্ব → লক্ষ্যে লক্ষ্যের toBase ফ্যাক্টর ব্যবহার করে রূপান্তর করুন
- বিকল্প: সরাসরি ফ্যাক্টর ব্যবহার করুন (mAh → Ah: ১০০০ দ্বারা ভাগ)
- সাধারণ জ্ঞান পরীক্ষা: ১ Ah = ৩৬০০ C, ১ mAh = ৩.৬ C
- শক্তির জন্য: Wh = Ah × ভোল্টেজ (ভোল্টেজ-নির্ভর!)
সাধারণ রূপান্তর রেফারেন্স
| থেকে | তে | গুণ করুন | উদাহরণ |
|---|---|---|---|
| C | mAh | ০.২৭৭৮ | ৩৬০০ C = ১০০০ mAh |
| mAh | C | ৩.৬ | ১০০০ mAh = ৩৬০০ C |
| Ah | C | ৩৬০০ | ১ Ah = ৩৬০০ C |
| C | Ah | ০.০০০২৭৭৮ | ৩৬০০ C = ১ Ah |
| mAh | Ah | ০.০০১ | ৩০০০ mAh = ৩ Ah |
| Ah | mAh | ১০০০ | ২ Ah = ২০০০ mAh |
| mAh | Wh (৩.৭V) | ০.০০৩৭ | ৩০০০ mAh ≈ ১১.১ Wh |
| Wh (৩.৭V) | mAh | ২৭০.২৭ | ১১ Wh ≈ ২৯৭৩ mAh |
| C | ইলেকট্রন | ৬.২৪২×১০¹⁸ | ১ C ≈ ৬.২৪×১০¹⁸ e |
| ইলেকট্রন | C | ১.৬০২×১০⁻¹⁹ | ১ e = ১.৬০২×১০⁻¹⁹ C |
দ্রুত উদাহরণ
সমাধান করা সমস্যা
ফোন ব্যাটারির রানটাইম
৩৫০০ mAh ব্যাটারি। অ্যাপ ৩৫০ mA ব্যবহার করে। ডেড হতে কত সময় লাগবে?
রানটাইম = ক্ষমতা ÷ কারেন্ট = ৩৫০০ ÷ ৩৫০ = ১০ ঘন্টা (আদর্শ)। বাস্তব: ~৮-৯ ঘন্টা (দক্ষতার ক্ষতি)।
পাওয়ার ব্যাংক চার্জ
২০,০০০ mAh পাওয়ার ব্যাংক। ৩,০০০ mAh ফোন চার্জ করুন। কতবার সম্পূর্ণ চার্জ হবে?
দক্ষতার হিসাব করুন (~৮০%): ২০,০০০ × ০.৮ = ১৬,০০০ কার্যকর। ১৬,০০০ ÷ ৩,০০০ = ৫.৩ বার চার্জ।
তড়িৎ বিশ্লেষণ সমস্যা
১ মোল তামা (Cu²⁺ + 2e⁻ → Cu) জমা করুন। কত কুলম্ব?
প্রতি মোল Cu এর জন্য ২ মোল e⁻। ২ × F = ২ × ৯৬,৪৮৫ = ১৯২,৯৭০ C ≈ ৫৩.৬ Ah।
এড়ানোর জন্য সাধারণ ভুল
- **mAh শক্তি নয়**: mAh চার্জ পরিমাপ করে, শক্তি নয়। শক্তি = mAh × ভোল্টেজ ÷ সময়।
- **Wh এর জন্য ভোল্টেজ প্রয়োজন**: ভোল্টেজ না জেনে mAh → Wh রূপান্তর করা যায় না। Li-ion এর জন্য ৩.৭V সাধারণ।
- **দক্ষতার ক্ষতি**: আসল রানটাইম গণনাকৃতর ৮০-৯০% হয়। তাপ, ভোল্টেজ ড্রপ, অভ্যন্তরীণ রোধ।
- **ভোল্টেজ গুরুত্বপূর্ণ**: ৩০০০ mAh @ ১২V ≠ ৩০০০ mAh @ ৩.৭V শক্তিতে (৩৬ Wh বনাম ১১ Wh)।
- **কারেন্ট বনাম ক্ষমতা**: ৫০০০ mAh ব্যাটারি ১ ঘন্টার জন্য ৫০০০ mA সরবরাহ করতে পারে না—সর্বোচ্চ ডিসচার্জ রেট সীমাবদ্ধ করে।
- **গভীরভাবে ডিসচার্জ করবেন না**: Li-ion ~২০% এর নিচে ক্ষয় হয়। রেটেড ক্ষমতা নামমাত্র, ব্যবহারযোগ্য নয়।
চার্জ সম্পর্কে আকর্ষণীয় তথ্য
আপনি বৈদ্যুতিকভাবে নিরপেক্ষ
আপনার শরীরে ~১০²⁸ প্রোটন এবং সমান সংখ্যক ইলেকট্রন আছে। যদি আপনি ০.০১% ইলেকট্রন হারান, আপনি ১০⁹ নিউটন বিকর্ষণ অনুভব করবেন—বিল্ডিং চূর্ণ করার জন্য যথেষ্ট!
বজ্রপাতের প্যারাডক্স
বজ্রপাত: মাত্র ~১৫ C চার্জ, কিন্তু ১০০ কোটি ভোল্ট! শক্তি = Q×V, তাই ১৫ C × ১০⁹ V = ১৫ GJ। যা ৪.২ MWh—আপনার বাড়ি মাসখানেক চালাতে পারত!
ভ্যান ডি গ্রাফ জেনারেটর
ক্লাসিক বিজ্ঞান প্রদর্শনীতে লক্ষ লক্ষ ভোল্টের চার্জ তৈরি হয়। মোট চার্জ? মাত্র ~১০ µC। শকিং কিন্তু নিরাপদ—কম কারেন্ট। ভোল্টেজ ≠ বিপদ, কারেন্ট হত্যা করে।
ক্যাপাসিটর বনাম ব্যাটারি
গাড়ির ব্যাটারি: ৬০ Ah = ২১৬,০০০ C, ঘন্টার পর ঘন্টা ধরে মুক্তি পায়। সুপারক্যাপাসিটর: ৩০০০ F = ৩০০০ C/V, সেকেন্ডের মধ্যে মুক্তি পায়। শক্তি ঘনত্ব বনাম ক্ষমতা ঘনত্ব।
মিলিকানের তেল বিন্দু
১৯০৯: মিলিকান চার্জযুক্ত তেল বিন্দুর পতন দেখে প্রাথমিক চার্জ পরিমাপ করেছিলেন। তিনি e = ১.৫৯২×১০⁻¹⁹ C (আধুনিক: ১.৬০২) খুঁজে পেয়েছিলেন। ১৯২৩ সালে নোবেল পুরস্কার জিতেছিলেন।
কোয়ান্টাম হল প্রভাব
ইলেকট্রন চার্জের কোয়ান্টাইজেশন এত সুনির্দিষ্ট যে এটি রোধের মান নির্ধারণ করতে ব্যবহৃত হয়। নির্ভুলতা: ১০⁹ এর মধ্যে ১ অংশ। ২০১৯ সাল থেকে মৌলিক ধ্রুবকগুলি সমস্ত একক সংজ্ঞায়িত করে।
বিশেষজ্ঞ টিপস
- **দ্রুত mAh থেকে C**: ৩.৬ দ্বারা গুণ করুন। ১০০০ mAh = ৩৬০০ C সঠিকভাবে।
- **mAh থেকে Wh**: ভোল্টেজ দ্বারা গুণ করুন, ১০০০ দ্বারা ভাগ করুন। ৩.৭V এ: Wh ≈ mAh ÷ ২৭০।
- **ব্যাটারি রানটাইম**: ক্ষমতা (mAh) কে কারেন্ট ড্র (mA) দ্বারা ভাগ করুন। ক্ষতির জন্য ২০% মার্জিন যোগ করুন।
- **পাওয়ার ব্যাংকের বাস্তবতা**: ভোল্টেজ রূপান্তর ক্ষতির কারণে ৭০-৮০% ব্যবহারযোগ্য ক্ষমতা আশা করুন।
- **ব্যাটারি তুলনা করুন**: শক্তি তুলনার জন্য Wh ব্যবহার করুন (ভোল্টেজ বিবেচনা করে)। বিভিন্ন ভোল্টেজে mAh বিভ্রান্তিকর।
- **চার্জ সংরক্ষণ**: মোট চার্জ কখনও পরিবর্তন হয় না। যদি ১ C বেরিয়ে যায়, ১ C ফিরে আসে (অবশেষে)।
- **স্বয়ংক্রিয় বৈজ্ঞানিক নোটেশন**: ১ µC এর কম বা ১ GC এর বেশি মানগুলি পাঠযোগ্যতার জন্য বৈজ্ঞানিক নোটেশনে প্রদর্শিত হয়।
সম্পূর্ণ একক রেফারেন্স
এসআই একক
| এককের নাম | প্রতীক | কুলম্বে সমতুল্য | ব্যবহারের নোট |
|---|---|---|---|
| কুলম্ব | C | 1 C (base) | SI ভিত্তি একক; ১ C = ১ A·s = ৬.২৪×১০¹⁸ ইলেকট্রন। |
| কিলোকুলম্ব | kC | 1.000 kC | বড় শিল্প চার্জ; UPS সিস্টেম, ইলেকট্রোপ্লেটিং। |
| মিলিকুলম্ব | mC | 1.0000 mC | ছোট ল্যাব পরীক্ষা; ক্যাপাসিটর ডিসচার্জ। |
| মাইক্রোকুলম্ব | µC | 1.0000 µC | নির্ভুল ইলেকট্রনিক্স; স্থির বিদ্যুৎ (১ µC ≈ অনুভূত শক)। |
| ন্যানোকুলম্ব | nC | 1.000e-9 C | ছোট সেন্সর সংকেত; নির্ভুল পরিমাপ। |
| পিকোকুলম্ব | pC | 1.000e-12 C | নির্ভুল যন্ত্রপাতি; ≈ ৬০ লক্ষ ইলেকট্রন। |
| ফেমটোকুলম্ব | fC | 1.000e-15 C | একক-ইলেকট্রন ট্রানজিস্টর; কোয়ান্টাম ডট; অতি-নির্ভুলতা। |
| অ্যাটোকুলম্ব | aC | 1.000e-18 C | অল্প-ইলেকট্রন কোয়ান্টাম সিস্টেম; ≈ ৬টি ইলেকট্রন। |
ব্যাটারির ক্ষমতা
| এককের নাম | প্রতীক | কুলম্বে সমতুল্য | ব্যবহারের নোট |
|---|---|---|---|
| কিলোঅ্যাম্পিয়ার-ঘন্টা | kAh | 3.60e+0 C | শিল্প ব্যাটারি ব্যাংক; EV ফ্লিট চার্জিং; গ্রিড স্টোরেজ। |
| অ্যাম্পিয়ার-ঘন্টা | Ah | 3.600 kC | মানসম্মত ব্যাটারি একক; গাড়ির ব্যাটারি (৬০ Ah), ল্যাপটপ (৫ Ah)। |
| মিলিঅ্যাম্পিয়ার-ঘন্টা | mAh | 3.6000 C | গ্রাহক মান; ফোন (৩০০০ mAh), ট্যাবলেট, ইয়ারবাড। |
| অ্যাম্পিয়ার-মিনিট | A·min | 60.0000 C | স্বল্প-স্থায়ী ডিসচার্জ; খুব কম ব্যবহৃত হয়। |
| অ্যাম্পিয়ার-সেকেন্ড | A·s | 1 C (base) | কুলম্বের সমান (১ A·s = ১ C); তাত্ত্বিক। |
| watt-hour (@ 3.7V Li-ion) | Wh | 972.9730 C | অ্যাম্পিয়ার-আওয়ার এবং সম্পর্কিত একক; ব্যাটারি এবং পাওয়ার রেটিংয়ের জন্য মানসম্মত। |
| milliwatt-hour (@ 3.7V Li-ion) | mWh | 972.9730 mC | অ্যাম্পিয়ার-আওয়ার এবং সম্পর্কিত একক; ব্যাটারি এবং পাওয়ার রেটিংয়ের জন্য মানসম্মত। |
লিগ্যাসি ও বৈজ্ঞানিক
| এককের নাম | প্রতীক | কুলম্বে সমতুল্য | ব্যবহারের নোট |
|---|---|---|---|
| أบคولوم্ব (EMU) | abC | 10.0000 C | CGS-EMU একক = ১০ C; অপ্রচলিত, পুরনো EM পাঠ্যে দেখা যায়। |
| স্ট্যাটকুলম্ব (ESU) | statC | 3.336e-10 C | CGS-ESU একক ≈ ৩.৩৪×১০⁻¹⁰ C; অপ্রচলিত স্থিরবিদ্যুৎ একক। |
| ফ্যারাডে | F | 96.485 kC | ১ মোল ইলেকট্রন = ৯৬,৪৮৫ C; তড়িৎ-রসায়ন মান। |
| প্রাথমিক চার্জ | e | 1.602e-19 C | মৌলিক একক e = ১.৬০২×১০⁻¹⁹ C; প্রোটন/ইলেকট্রন চার্জ। |
সচরাচর জিজ্ঞাস্য প্রশ্ন
mAh এবং Wh এর মধ্যে পার্থক্য কী?
mAh চার্জ পরিমাপ করে (কতগুলি ইলেকট্রন)। Wh শক্তি পরিমাপ করে (চার্জ × ভোল্টেজ)। বিভিন্ন ভোল্টেজে একই mAh = ভিন্ন শক্তি। বিভিন্ন ভোল্টেজের ব্যাটারি তুলনা করতে Wh ব্যবহার করুন। Wh = mAh × V ÷ ১০০০।
আমি কেন আমার ব্যাটারি থেকে রেটেড ক্ষমতা পাই না?
রেটেড ক্ষমতা নামমাত্র, ব্যবহারযোগ্য নয়। Li-ion: ৪.২V (পূর্ণ) থেকে ৩.০V (খালি) পর্যন্ত ডিসচার্জ হয়, কিন্তু ২০% এ থামা আয়ু রক্ষা করে। রূপান্তর ক্ষতি, তাপ, এবং বার্ধক্য কার্যকর ক্ষমতা হ্রাস করে। রেটেডের ৮০-৯০% আশা করুন।
একটি পাওয়ার ব্যাংক আমার ফোন কতবার চার্জ করতে পারে?
এটি কেবল ক্ষমতার অনুপাত নয়। ২০,০০০ mAh পাওয়ার ব্যাংক: ~৭০-৮০% দক্ষ (ভোল্টেজ রূপান্তর, তাপ)। কার্যকর: ১৬,০০০ mAh। ৩,০০০ mAh ফোনের জন্য: ১৬,০০০ ÷ ৩,০০০ ≈ ৫ বার চার্জ। বাস্তব জগতে: ৪-৫ বার।
প্রাথমিক চার্জ কী এবং এটি কেন গুরুত্বপূর্ণ?
প্রাথমিক চার্জ (e = ১.৬০২×১০⁻¹⁹ C) হল একটি প্রোটন বা ইলেকট্রনের চার্জ। সমস্ত চার্জ e এর গুণিতকে কোয়ান্টাইজড। কোয়ান্টাম মেকানিক্সের জন্য মৌলিক, সূক্ষ্ম গঠন ধ্রুবক সংজ্ঞায়িত করে। ২০১৯ সাল থেকে, e সংজ্ঞা অনুসারে সঠিক।
আপনার কি ঋণাত্মক চার্জ থাকতে পারে?
হ্যাঁ! ঋণাত্মক চার্জ মানে অতিরিক্ত ইলেকট্রন, ধনাত্মক মানে ঘাটতি। মোট চার্জ বীজগণিতীয় (বাতিল হতে পারে)। ইলেকট্রন: -e। প্রোটন: +e। বস্তু: সাধারণত প্রায় নিরপেক্ষ (সমান + এবং -)। সমধর্মী চার্জ বিকর্ষণ করে, বিপরীতধর্মী আকর্ষণ করে।
ব্যাটারি সময়ের সাথে ক্ষমতা কেন হারায়?
Li-ion: রাসায়নিক বিক্রিয়া ধীরে ধীরে ইলেকট্রোড উপকরণ ক্ষয় করে। প্রতিটি চার্জ চক্র ছোট অপরিবর্তনীয় পরিবর্তন ঘটায়। গভীর ডিসচার্জ (<২০%), উচ্চ তাপমাত্রা, দ্রুত চার্জিং বার্ধক্য ত্বরান্বিত করে। আধুনিক ব্যাটারি: ৫০০-১০০০ চক্রে ৮০% ক্ষমতা।
সম্পূর্ণ টুল ডিরেক্টরি
UNITS-এ উপলব্ধ সমস্ত 71টি টুল