ഇലക്ട്രിക് കറൻ്റ് കൺവെർട്ടർ
വൈദ്യുത പ്രവാഹം — ന്യൂറോണുകൾ മുതൽ മിന്നൽ വരെ
ഇലക്ട്രോണിക്സ്, പവർ സിസ്റ്റംസ്, ഫിസിക്സ് എന്നിവയിലെ വൈദ്യുത പ്രവാഹ യൂണിറ്റുകളിൽ പ്രാവീണ്യം നേടുക. മൈക്രോആമ്പിയർ മുതൽ മെഗാആമ്പിയർ വരെ, 30 ഓർഡർ ഓഫ് മാഗ്നിറ്റ്യൂഡുകളിലുടനീളമുള്ള വൈദ്യുത പ്രവാഹം മനസ്സിലാക്കുക — ഒരൊറ്റ ഇലക്ട്രോൺ ടണലിംഗ് മുതൽ മിന്നലാക്രമണം വരെ. 2019-ലെ ആമ്പിയറിന്റെ ക്വാണ്ടം പുനർനിർവചനവും യഥാർത്ഥ ലോകത്തിലെ പ്രയോഗങ്ങളും പര്യവേക്ഷണം ചെയ്യുക.
വൈദ്യുത പ്രവാഹത്തിന്റെ അടിസ്ഥാനങ്ങൾ
എന്താണ് പ്രവാഹം?
വൈദ്യുത പ്രവാഹം ചാർജിന്റെ ഒഴുക്കാണ്, ഒരു പൈപ്പിലൂടെ വെള്ളം ഒഴുകുന്നതുപോലെ. ഉയർന്ന പ്രവാഹം = സെക്കൻഡിൽ കൂടുതൽ ചാർജ്. ആമ്പിയറുകളിൽ (A) അളക്കുന്നു. ദിശ: പോസിറ്റീവിൽ നിന്ന് നെഗറ്റീവിലേക്ക് (സാധാരണം), അല്ലെങ്കിൽ ഇലക്ട്രോൺ പ്രവാഹം (നെഗറ്റീവിൽ നിന്ന് പോസിറ്റീവിലേക്ക്).
- 1 ആമ്പിയർ = 1 കൂളോംബ് പെർ സെക്കൻഡ് (1 A = 1 C/s)
- പ്രവാഹം ഒഴുക്കിന്റെ നിരക്കാണ്, അളവല്ല
- DC പ്രവാഹം: സ്ഥിരമായ ദിശ (ബാറ്ററികൾ)
- AC പ്രവാഹം: ഒന്നിടവിട്ടുള്ള ദിശ (വാൾ പവർ)
പ്രവാഹം vs വോൾട്ടേജ് vs ചാർജ്
ചാർജ് (Q) = വൈദ്യുതിയുടെ അളവ് (കൂളോംബുകൾ). പ്രവാഹം (I) = ചാർജിന്റെ ഒഴുക്കിന്റെ നിരക്ക് (ആമ്പിയറുകൾ). വോൾട്ടേജ് (V) = ചാർജിനെ തള്ളുന്ന മർദ്ദം. പവർ (P) = V × I (വാട്ടുകൾ). എല്ലാം പരസ്പരം ബന്ധപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു, എന്നാൽ വ്യത്യസ്തമാണ്!
- ചാർജ് Q = അളവ് (കൂളോംബുകൾ)
- പ്രവാഹം I = ഒഴുക്കിന്റെ നിരക്ക് (ആമ്പിയറുകൾ = C/s)
- വോൾട്ടേജ് V = വൈദ്യുത മർദ്ദം (വോൾട്ടുകൾ)
- പ്രവാഹം ഉയർന്ന വോൾട്ടേജിൽ നിന്ന് താഴ്ന്ന വോൾട്ടേജിലേക്ക് ഒഴുകുന്നു
സാധാരണ vs ഇലക്ട്രോൺ പ്രവാഹം
സാധാരണ പ്രവാഹം: പോസിറ്റീവിൽ നിന്ന് നെഗറ്റീവിലേക്ക് (ചരിത്രപരം). ഇലക്ട്രോൺ പ്രവാഹം: നെഗറ്റീവിൽ നിന്ന് പോസിറ്റീവിലേക്ക് (യഥാർത്ഥം). രണ്ടും പ്രവർത്തിക്കുന്നു! ഇലക്ട്രോണുകളാണ് യഥാർത്ഥത്തിൽ നീങ്ങുന്നത്, പക്ഷെ നമ്മൾ സാധാരണ ദിശ ഉപയോഗിക്കുന്നു. ഇത് കണക്കുകൂട്ടലുകളെ ബാധിക്കുന്നില്ല.
- സാധാരണം: +-ൽ നിന്ന് --ലേക്ക് (ഡയഗ്രാമുകളിൽ സ്റ്റാൻഡേർഡ്)
- ഇലക്ട്രോൺ പ്രവാഹം: --ൽ നിന്ന് +-ലേക്ക് (ഭൗതിക യാഥാർത്ഥ്യം)
- രണ്ടും ഒരേ ഉത്തരം നൽകുന്നു
- സർക്യൂട്ട് വിശകലനത്തിനായി സാധാരണ പ്രവാഹം ഉപയോഗിക്കുക
- പ്രവാഹം = ചാർജിന്റെ ഒഴുക്കിന്റെ നിരക്ക് (1 A = 1 C/s)
- വോൾട്ടേജ് പ്രവാഹത്തിന് കാരണമാകുന്നു (മർദ്ദം പോലെ)
- ഉയർന്ന പ്രവാഹം = സെക്കൻഡിൽ കൂടുതൽ ചാർജ്
- പവർ = വോൾട്ടേജ് × പ്രവാഹം (P = VI)
പ്രവാഹ അളവിന്റെ ചരിത്രപരമായ പരിണാമം
ആദ്യകാല വൈദ്യുത കണ്ടെത്തലുകൾ (1600-1830)
പ്രവാഹത്തെ ചാർജിന്റെ ഒഴുക്കായി മനസ്സിലാക്കുന്നതിന് മുമ്പ്, ശാസ്ത്രജ്ഞർ സ്റ്റാറ്റിക് വൈദ്യുതിയെയും നിഗൂഢമായ 'വൈദ്യുത ദ്രാവകങ്ങളെ'യും കുറിച്ച് പഠിച്ചു. ബാറ്ററി വിപ്ലവം ആദ്യമായി തുടർച്ചയായ പ്രവാഹം സാധ്യമാക്കി.
- 1600: വില്യം ഗിൽബെർട്ട് വൈദ്യുതിയെ കാന്തികതയിൽ നിന്ന് വേർതിരിച്ചു, 'ഇലക്ട്രിക്' എന്ന പദം ഉപയോഗിച്ചു
- 1745: ലെയ്ഡൻ ജാർ കണ്ടുപിടിച്ചു — ആദ്യത്തെ കപ്പാസിറ്റർ, സ്റ്റാറ്റിക് ചാർജ് സംഭരിക്കുന്നു
- 1800: അലസ്സാൻഡ്രോ വോൾട്ട വോൾട്ടായിക് പൈൽ കണ്ടുപിടിച്ചു — ആദ്യത്തെ ബാറ്ററി, ആദ്യത്തെ തുടർച്ചയായ പ്രവാഹ ഉറവിടം
- 1820: ഹാൻസ് ക്രിസ്റ്റ്യൻ ഓസ്റ്റെഡ് പ്രവാഹം ഒരു കാന്തികക്ഷേത്രം സൃഷ്ടിക്കുന്നുവെന്ന് കണ്ടെത്തി — വൈദ്യുതിയും കാന്തികതയും തമ്മിൽ ബന്ധിപ്പിക്കുന്നു
- 1826: ജോർജ്ജ് ഓം V = IR പ്രസിദ്ധീകരിച്ചു — പ്രവാഹത്തിനായുള്ള ആദ്യത്തെ ഗണിതശാസ്ത്ര ബന്ധം
- 1831: മൈക്കിൾ ഫാരഡെ വൈദ്യുതകാന്തിക ഇൻഡക്ഷൻ കണ്ടെത്തി — മാറിക്കൊണ്ടിരിക്കുന്ന ഫീൽഡുകൾ പ്രവാഹം സൃഷ്ടിക്കുന്നു
ആമ്പിയർ നിർവചനത്തിന്റെ പരിണാമം (1881-2019)
ആമ്പിയറിന്റെ നിർവചനം പ്രായോഗിക ഒത്തുതീർപ്പുകളിൽ നിന്ന് അടിസ്ഥാന സ്ഥിരാങ്കങ്ങളിലേക്ക് പരിണമിച്ചു, ഇത് വൈദ്യുതകാന്തികതയെയും ക്വാണ്ടം ഭൗതികശാസ്ത്രത്തെയും കുറിച്ചുള്ള നമ്മുടെ ആഴത്തിലുള്ള ധാരണയെ പ്രതിഫലിപ്പിക്കുന്നു.
- 1881: ആദ്യത്തെ അന്താരാഷ്ട്ര ഇലക്ട്രിക്കൽ കോൺഗ്രസ് വാണിജ്യ ഉപയോഗത്തിനായി 'പ്രായോഗിക ആമ്പിയർ' നിർവചിച്ചു
- 1893: ചിക്കാഗോ വേൾഡ്സ് ഫെയർ — AC/DC അളവുകൾക്കായി ആമ്പിയർ സ്റ്റാൻഡേർഡ് ചെയ്തു
- 1948: CGPM സമാന്തര കണ്ടക്ടറുകൾക്കിടയിലുള്ള ശക്തിയിൽ നിന്ന് ആമ്പിയർ നിർവചിച്ചു: 1 മീറ്റർ അകലത്തിൽ 2×10⁻⁷ N/m ശക്തി
- പ്രശ്നം: തികച്ചും സമാന്തരമായ വയറുകൾ ആവശ്യമായിരുന്നു, ഇത് പ്രായോഗികമായി നടപ്പിലാക്കാൻ പ്രയാസമായിരുന്നു
- 1990-കൾ: ക്വാണ്ടം ഹാൾ ഇഫക്റ്റും ജോസഫ്സൺ ജംഗ്ഷനുകളും കൂടുതൽ കൃത്യമായ അളവുകൾ സാധ്യമാക്കി
- 2018: CGPM പ്രാഥമിക ചാർജിൽ നിന്ന് ആമ്പിയർ പുനർനിർവചിക്കാൻ വോട്ട് ചെയ്തു
2019 ക്വാണ്ടം വിപ്ലവം — പ്രാഥമിക ചാർജ് നിർവചനം
2019 മെയ് 20-ന്, ആമ്പിയർ പ്രാഥമിക ചാർജ് (e) അടിസ്ഥാനമാക്കി പുനർനിർവചിക്കപ്പെട്ടു, ഇത് ശരിയായ ക്വാണ്ടം ഉപകരണങ്ങൾ ഉപയോഗിച്ച് എവിടെയും പുനരുൽപ്പാദിപ്പിക്കാൻ കഴിയുന്ന ഒന്നാക്കി മാറ്റി. ഇത് 71 വർഷത്തെ ബല-അടിസ്ഥാന നിർവചനത്തിന് അന്ത്യം കുറിച്ചു.
- പുതിയ നിർവചനം: 1 A = (e / 1.602176634×10⁻¹⁹) ഇലക്ട്രോണുകൾ സെക്കൻഡിൽ
- പ്രാഥമിക ചാർജ് e ഇപ്പോൾ നിർവചനപ്രകാരം കൃത്യമാണ് (അനിശ്ചിതത്വമില്ല)
- 1 ആമ്പിയർ = സെക്കൻഡിൽ 6.241509074×10¹⁸ പ്രാഥമിക ചാർജുകളുടെ ഒഴുക്ക്
- ക്വാണ്ടം പ്രവാഹ മാനദണ്ഡങ്ങൾ: ഒറ്റ-ഇലക്ട്രോൺ ടണലിംഗ് ഉപകരണങ്ങൾ വ്യക്തിഗത ഇലക്ട്രോണുകളെ എണ്ണുന്നു
- ജോസഫ്സൺ ജംഗ്ഷനുകൾ: അടിസ്ഥാന സ്ഥിരാങ്കങ്ങളിൽ നിന്ന് കൃത്യമായ AC പ്രവാഹങ്ങൾ സൃഷ്ടിക്കുന്നു
- ഫലം: ക്വാണ്ടം ഉപകരണങ്ങളുള്ള ഏത് ലാബിനും സ്വതന്ത്രമായി ആമ്പിയർ തിരിച്ചറിയാൻ കഴിയും
2019-ലെ പുനർനിർവചനം പ്രായോഗിക ഒത്തുതീർപ്പുകളിൽ നിന്ന് ക്വാണ്ടം കൃത്യതയിലേക്കുള്ള 138 വർഷത്തെ പുരോഗതിയെ പ്രതിനിധീകരിക്കുന്നു, ഇത് അടുത്ത തലമുറയിലെ ഇലക്ട്രോണിക്സും അളവെടുപ്പ് ശാസ്ത്രവും സാധ്യമാക്കുന്നു.
- നാനോ ടെക്നോളജി: ക്വാണ്ടം കമ്പ്യൂട്ടറുകളിലും ഒറ്റ-ഇലക്ട്രോൺ ട്രാൻസിസ്റ്ററുകളിലും ഇലക്ട്രോൺ പ്രവാഹത്തിന്റെ കൃത്യമായ നിയന്ത്രണം
- മെട്രോളജി: ദേശീയ ലാബുകൾക്ക് റഫറൻസ് ആർട്ടിഫാക്റ്റുകളില്ലാതെ സ്വതന്ത്രമായി ആമ്പിയർ തിരിച്ചറിയാൻ കഴിയും
- ഇലക്ട്രോണിക്സ്: അർദ്ധചാലകങ്ങൾ, സെൻസറുകൾ, പവർ സിസ്റ്റങ്ങൾ എന്നിവയ്ക്ക് മികച്ച കാലിബ്രേഷൻ മാനദണ്ഡങ്ങൾ
- മെഡിക്കൽ: ഇംപ്ലാന്റുകൾ, ബ്രെയിൻ-കമ്പ്യൂട്ടർ ഇന്റർഫേസുകൾ, ഡയഗ്നോസ്റ്റിക് ഉപകരണങ്ങൾ എന്നിവയ്ക്ക് കൂടുതൽ കൃത്യമായ അളവുകൾ
- അടിസ്ഥാന ഭൗതികശാസ്ത്രം: എല്ലാ SI യൂണിറ്റുകളും ഇപ്പോൾ പ്രകൃതിയുടെ സ്ഥിരാങ്കങ്ങളിൽ നിന്നാണ് നിർവചിച്ചിരിക്കുന്നത് — മനുഷ്യനിർമ്മിത ആർട്ടിഫാക്റ്റുകളില്ല
ഓർമ്മ സഹായങ്ങളും വേഗത്തിലുള്ള പരിവർത്തന തന്ത്രങ്ങളും
എളുപ്പമുള്ള മാനസിക ഗണിതം
- 1000-ന്റെ പവർ നിയമം: ഓരോ SI പ്രിഫിക്സും = ×1000 അല്ലെങ്കിൽ ÷1000 (kA → A → mA → µA → nA)
- mA-ൽ നിന്ന് A-യിലേക്കുള്ള കുറുക്കുവഴി: 1000 കൊണ്ട് ഹരിക്കുക → 250 mA = 0.25 A (ദശാംശം 3 സ്ഥാനം ഇടത്തേക്ക് മാറ്റുക)
- A-ൽ നിന്ന് mA-യിലേക്കുള്ള കുറുക്കുവഴി: 1000 കൊണ്ട് ഗുണിക്കുക → 1.5 A = 1500 mA (ദശാംശം 3 സ്ഥാനം വലത്തേക്ക് മാറ്റുക)
- പവറിൽ നിന്ന് പ്രവാഹം: I = P / V → 120V-ൽ 60W ബൾബ് = 0.5 A
- ഓം നിയമ തന്ത്രം: I = V / R → 12V ÷ 4Ω = 3 A (വോൾട്ടേജിനെ പ്രതിരോധം കൊണ്ട് ഹരിക്കുക)
- ഐഡന്റിറ്റി പരിവർത്തനങ്ങൾ: 1 A = 1 C/s = 1 W/V (എല്ലാം കൃത്യമായി തുല്യമാണ്)
അത്യാവശ്യ സുരക്ഷാ ഓർമ്മ സഹായങ്ങൾ
പ്രവാഹമാണ് കൊല്ലുന്നത്, വോൾട്ടേജല്ല. ഈ സുരക്ഷാ പരിധികൾ നിങ്ങളുടെ ജീവൻ രക്ഷിക്കും — അവ മനഃപാഠമാക്കുക.
- 1 mA (60 Hz AC): ഇക്കിളി തോന്നൽ, തിരിച്ചറിയാനുള്ള പരിധി
- 5 mA: പരമാവധി 'സുരക്ഷിത' പ്രവാഹം, വിട്ടുപോകാൻ കഴിയാത്ത പരിധി അടുക്കുന്നു
- 10-20 mA: പേശികളുടെ നിയന്ത്രണം നഷ്ടപ്പെടുന്നു, വിട്ടുപോകാൻ കഴിയില്ല (തുടർച്ചയായ പിടി)
- 50 mA: കഠിനമായ വേദന, ശ്വാസംമുട്ടൽ ഉണ്ടാകാം
- 100-200 mA: വെൻട്രിക്കുലാർ ഫിബ്രിലേഷൻ (ഹൃദയം നിലയ്ക്കുന്നു), സാധാരണയായി മാരകമാണ്
- 1-5 A: തുടർച്ചയായ ഫിബ്രിലേഷൻ, കഠിനമായ പൊള്ളൽ, ഹൃദയസ്തംഭനം
- ഓർക്കുക: ഒരേ പ്രവാഹ നിലയിൽ DC-യേക്കാൾ 3-5 മടങ്ങ് അപകടകരമാണ് AC
പ്രായോഗിക സർക്യൂട്ട് ഫോർമുലകൾ
- ഓം നിയമം: I = V / R (വോൾട്ടേജിൽ നിന്നും പ്രതിരോധത്തിൽ നിന്നും പ്രവാഹം കണ്ടെത്തുക)
- പവർ ഫോർമുല: I = P / V (പവറിൽ നിന്നും വോൾട്ടേജിൽ നിന്നും പ്രവാഹം കണ്ടെത്തുക)
- സീരീസ് സർക്യൂട്ടുകൾ: എല്ലായിടത്തും ഒരേ പ്രവാഹം (I₁ = I₂ = I₃)
- സമാന്തര സർക്യൂട്ടുകൾ: ജംഗ്ഷനുകളിൽ പ്രവാഹങ്ങൾ കൂടിച്ചേരുന്നു (I_total = I₁ + I₂ + I₃)
- LED പ്രവാഹ പരിധി: R = (V_supply - V_LED) / I_LED
- വയർ ഗേജ് നിയമം: 15A-ന് 14 AWG, 20A-ന് കുറഞ്ഞത് 12 AWG ആവശ്യമാണ്
- പ്രവാഹത്തെയും വോൾട്ടേജിനെയും തെറ്റിദ്ധരിക്കരുത്: വോൾട്ടേജ് മർദ്ദമാണ്, പ്രവാഹം ഒഴുക്കിന്റെ നിരക്കാണ് — വ്യത്യസ്ത ആശയങ്ങൾ!
- വയർ റേറ്റിംഗുകൾ കവിയരുത്: നേർത്ത വയറുകൾക്ക് ചൂട് കൂടും, ഇൻസുലേഷൻ ഉരുകും, തീപിടുത്തത്തിന് കാരണമാകും — AWG ടേബിളുകൾ പരിശോധിക്കുക
- പ്രവാഹം തെറ്റായി അളക്കരുത്: ആമ്മീറ്റർ സീരീസായി ഘടിപ്പിക്കുന്നു (സർക്യൂട്ട് മുറിക്കുന്നു), വോൾട്ട്മീറ്റർ സമാന്തരമായി ഘടിപ്പിക്കുന്നു
- AC RMS, പീക്ക് എന്നിവ തമ്മിലുള്ള വ്യത്യാസം അവഗണിക്കരുത്: 120V AC RMS ≠ 120V പീക്ക് (യഥാർത്ഥത്തിൽ 170V). കണക്കുകൂട്ടലുകൾക്ക് RMS ഉപയോഗിക്കുക
- ഷോർട്ട് സർക്യൂട്ടുകൾ: പൂജ്യം പ്രതിരോധം = സൈദ്ധാന്തികമായി അനന്തമായ പ്രവാഹം = തീ/സ്ഫോടനം/നാശം
- LED വോൾട്ടേജ് പ്രവാഹത്തെ നിർണ്ണയിക്കുന്നുവെന്ന് കരുതരുത്: LED-കൾക്ക് പ്രവാഹം പരിമിതപ്പെടുത്തുന്ന റെസിസ്റ്ററുകളോ സ്ഥിര-പ്രവാഹ ഡ്രൈവറുകളോ ആവശ്യമാണ്
പ്രവാഹ സ്കെയിൽ: ഒറ്റ ഇലക്ട്രോണുകൾ മുതൽ മിന്നൽ വരെ
| സ്കെയിൽ / പ്രവാഹം | പ്രതിനിധി യൂണിറ്റുകൾ | സാധാരണ പ്രയോഗങ്ങൾ | യഥാർത്ഥ ലോക ഉദാഹരണങ്ങൾ |
|---|---|---|---|
| 0.16 aA | അറ്റോആമ്പിയർ (aA) | ഒറ്റ-ഇലക്ട്രോൺ ടണലിംഗ്, സൈദ്ധാന്തിക ക്വാണ്ടം പരിധി | സെക്കൻഡിൽ 1 ഇലക്ട്രോൺ ≈ 0.16 aA |
| 1-10 pA | പൈക്കോആമ്പിയർ (pA) | അയോൺ ചാനലുകൾ, ടണലിംഗ് മൈക്രോസ്കോപ്പി, മോളിക്യുലാർ ഇലക്ട്രോണിക്സ് | ബയോളജിക്കൽ മെംബ്രേൻ അയോൺ ചാനൽ പ്രവാഹങ്ങൾ |
| ~10 nA | നാനോആമ്പിയർ (nA) | നാഡീ പ്രേരണകൾ, അൾട്രാ-ലോ പവർ സെൻസറുകൾ, ബാറ്ററി ലീക്കേജ് | ന്യൂറോണുകളിലെ ആക്ഷൻ പൊട്ടൻഷ്യൽ പീക്ക് |
| 10-100 µA | മൈക്രോആമ്പിയർ (µA) | വാച്ച് ബാറ്ററികൾ, പ്രിസിഷൻ ഉപകരണങ്ങൾ, ബയോളജിക്കൽ സിഗ്നലുകൾ | സാധാരണ വാച്ച് പ്രവാഹ ഉപയോഗം |
| 2-20 mA | മില്ലിആമ്പിയർ (mA) | LED-കൾ, സെൻസറുകൾ, ലോ-പവർ സർക്യൂട്ടുകൾ, ആർഡ്വിനോ പ്രോജക്റ്റുകൾ | സാധാരണ LED ഇൻഡിക്കേറ്റർ (20 mA) |
| 0.5-5 A | ആമ്പിയർ (A) | ഉപഭോക്തൃ ഇലക്ട്രോണിക്സ്, USB ചാർജിംഗ്, ഗാർഹിക ഉപകരണങ്ങൾ | USB-C ഫാസ്റ്റ് ചാർജിംഗ് (3 A), ലാപ്ടോപ്പ് പവർ (4 A) |
| 15-30 A | ആമ്പിയർ (A) | ഗാർഹിക സർക്യൂട്ടുകൾ, പ്രധാന ഉപകരണങ്ങൾ, ഇലക്ട്രിക് വാഹന ചാർജിംഗ് | സാധാരണ സർക്യൂട്ട് ബ്രേക്കർ (15 A), EV ലെവൽ 2 ചാർജർ (32 A) |
| 100-400 A | ആമ്പിയർ (A) | ആർക്ക് വെൽഡിംഗ്, കാർ സ്റ്റാർട്ടറുകൾ, വ്യാവസായിക മോട്ടോറുകൾ | സ്റ്റിക്ക് വെൽഡിംഗ് (100-400 A), കാർ സ്റ്റാർട്ടർ മോട്ടോർ (200-400 A) |
| 1-100 kA | കിലോആമ്പിയർ (kA) | മിന്നൽ, സ്പോട്ട് വെൽഡിംഗ്, വലിയ മോട്ടോറുകൾ, റെയിൽ സിസ്റ്റംസ് | ശരാശരി മിന്നൽപ്പിണർ (20-30 kA), സ്പോട്ട് വെൽഡിംഗ് പൾസുകൾ |
| 1-3 MA | മെഗാആമ്പിയർ (MA) | വൈദ്യുതകാന്തിക റെയിൽ ഗണ്ണുകൾ, ഫ്യൂഷൻ റിയാക്ടറുകൾ, എക്സ്ട്രീം ഫിസിക്സ് | റെയിൽ ഗൺ പ്രൊജക്ടൈൽ ആക്സിലറേഷൻ (മൈക്രോസെക്കൻഡുകൾക്ക് 1-3 MA) |
യൂണിറ്റ് സിസ്റ്റംസ് വിശദീകരിച്ചു
SI യൂണിറ്റുകൾ — ആമ്പിയർ
ആമ്പിയർ (A) പ്രവാഹത്തിനുള്ള SI അടിസ്ഥാന യൂണിറ്റാണ്. ഏഴ് അടിസ്ഥാന SI യൂണിറ്റുകളിൽ ഒന്ന്. 2019 മുതൽ പ്രാഥമിക ചാർജിൽ നിന്ന് നിർവചിക്കപ്പെട്ടു. അറ്റോ മുതൽ മെഗാ വരെയുള്ള പ്രിഫിക്സുകൾ എല്ലാ ശ്രേണികളെയും ഉൾക്കൊള്ളുന്നു.
- 1 A = 1 C/s (കൃത്യമായ നിർവചനം)
- kA ഉയർന്ന പവറിന് (വെൽഡിംഗ്, മിന്നൽ)
- mA, µA ഇലക്ട്രോണിക്സ്, സെൻസറുകൾക്ക്
- fA, aA ക്വാണ്ടം, ഒറ്റ-ഇലക്ട്രോൺ ഉപകരണങ്ങൾക്ക്
നിർവചന യൂണിറ്റുകൾ
C/s, W/V എന്നിവ നിർവചനപ്രകാരം ആമ്പിയറിന് തുല്യമാണ്. C/s ചാർജ് ഒഴുക്കിനെ കാണിക്കുന്നു. W/V പവർ/വോൾട്ടേജിൽ നിന്നുള്ള പ്രവാഹത്തെ കാണിക്കുന്നു. മൂന്നും ഒന്നുതന്നെയാണ്.
- 1 A = 1 C/s (നിർവചനം)
- 1 A = 1 W/V (P = VI-ൽ നിന്ന്)
- മൂന്നും ഒന്നുതന്നെയാണ്
- പ്രവാഹത്തെക്കുറിച്ചുള്ള വ്യത്യസ്ത കാഴ്ചപ്പാടുകൾ
പഴയ CGS യൂണിറ്റുകൾ
പഴയ CGS സിസ്റ്റത്തിൽ നിന്നുള്ള അബ്ആമ്പിയർ (EMU), സ്റ്റാറ്റ്ആമ്പിയർ (ESU). ബയോട്ട് = അബ്ആമ്പിയർ. ഇന്ന് അപൂർവ്വമായി കാണപ്പെടുന്നു, എന്നാൽ പഴയ ഭൗതികശാസ്ത്ര പുസ്തകങ്ങളിൽ കാണാം. 1 abA = 10 A; 1 statA ≈ 3.34×10⁻¹⁰ A.
- 1 അബ്ആമ്പിയർ = 10 A (EMU)
- 1 ബയോട്ട് = 10 A (അബ്ആമ്പിയറിന് തുല്യം)
- 1 സ്റ്റാറ്റ്ആമ്പിയർ ≈ 3.34×10⁻¹⁰ A (ESU)
- കാലഹരണപ്പെട്ടു; SI ആമ്പിയറാണ് സ്റ്റാൻഡേർഡ്
പ്രവാഹത്തിന്റെ ഭൗതികശാസ്ത്രം
ഓം നിയമം
I = V / R (പ്രവാഹം = വോൾട്ടേജ് ÷ പ്രതിരോധം). വോൾട്ടേജും പ്രതിരോധവും അറിഞ്ഞാൽ, പ്രവാഹം കണ്ടെത്താം. എല്ലാ സർക്യൂട്ട് വിശകലനങ്ങളുടെയും അടിസ്ഥാനം. റെസിസ്റ്ററുകൾക്ക് ലീനിയറാണ്.
- I = V / R (വോൾട്ടേജിൽ നിന്ന് പ്രവാഹം)
- V = I × R (പ്രവാഹത്തിൽ നിന്ന് വോൾട്ടേജ്)
- R = V / I (അളവുകളിൽ നിന്ന് പ്രതിരോധം)
- പവർ ഡിസ്സിപ്പേഷൻ: P = I²R
കിർച്ചോഫിന്റെ പ്രവാഹ നിയമം
ഏതൊരു ജംഗ്ഷനിലും, അകത്തേക്ക് വരുന്ന പ്രവാഹം = പുറത്തേക്ക് പോകുന്ന പ്രവാഹം. Σ I = 0 (പ്രവാഹങ്ങളുടെ ആകെത്തുക = പൂജ്യം). ചാർജ് സംരക്ഷിക്കപ്പെടുന്നു. സമാന്തര സർക്യൂട്ടുകൾ വിശകലനം ചെയ്യാൻ അത്യാവശ്യമാണ്.
- ഏതൊരു നോഡിലും ΣI = 0
- അകത്തേക്ക് വരുന്ന പ്രവാഹം = പുറത്തേക്ക് പോകുന്ന പ്രവാഹം
- ചാർജ് സംരക്ഷണം
- സങ്കീർണ്ണമായ സർക്യൂട്ടുകൾ പരിഹരിക്കാൻ ഉപയോഗിക്കുന്നു
സൂക്ഷ്മ ചിത്രം
പ്രവാഹം = ചാർജ് വാഹകരുടെ ഡ്രിഫ്റ്റ് വേഗത. ലോഹങ്ങളിൽ: ഇലക്ട്രോണുകൾ സാവധാനം നീങ്ങുന്നു (~mm/s), എന്നാൽ സിഗ്നൽ പ്രകാശവേഗതയിൽ പടരുന്നു. വാഹകരുടെ എണ്ണം × വേഗത = പ്രവാഹം.
- I = n × q × v × A (സൂക്ഷ്മം)
- n = വാഹക സാന്ദ്രത, v = ഡ്രിഫ്റ്റ് വേഗത
- ഇലക്ട്രോണുകൾ സാവധാനം നീങ്ങുന്നു, സിഗ്നൽ വേഗത്തിലാണ്
- അർദ്ധചാലകങ്ങളിൽ: ഇലക്ട്രോണുകൾ + ഹോളുകൾ
പ്രവാഹ ബെഞ്ച്മാർക്കുകൾ
| സന്ദർഭം | പ്രവാഹം | കുറിപ്പുകൾ |
|---|---|---|
| ഒരൊറ്റ ഇലക്ട്രോൺ | ~0.16 aA | സെക്കൻഡിൽ 1 ഇലക്ട്രോൺ |
| അയോൺ ചാനൽ | ~1-10 pA | ബയോളജിക്കൽ മെംബ്രേൻ |
| നാഡീ പ്രേരണ | ~10 nA | ആക്ഷൻ പൊട്ടൻഷ്യൽ പീക്ക് |
| LED ഇൻഡിക്കേറ്റർ | 2-20 mA | കുറഞ്ഞ പവർ LED |
| USB 2.0 | 0.5 A | സ്റ്റാൻഡേർഡ് USB പവർ |
| ഫോൺ ചാർജിംഗ് | 1-3 A | ഫാസ്റ്റ് ചാർജിംഗ് സാധാരണ |
| ഗാർഹിക സർക്യൂട്ട് | 15 A | സ്റ്റാൻഡേർഡ് ബ്രേക്കർ (US) |
| ഇലക്ട്രിക് കാർ ചാർജിംഗ് | 32-80 A | ലെവൽ 2 ഹോം ചാർജർ |
| ആർക്ക് വെൽഡിംഗ് | 100-400 A | സ്റ്റിക്ക് വെൽഡിംഗ് സാധാരണ |
| കാർ സ്റ്റാർട്ടർ മോട്ടോർ | 100-400 A | പീക്ക് ക്രാങ്കിംഗ് പ്രവാഹം |
| മിന്നലാക്രമണം | 20-30 kA | ശരാശരി ബോൾട്ട് |
| സ്പോട്ട് വെൽഡിംഗ് | 1-100 kA | ചെറിയ പൾസ് |
| സൈദ്ധാന്തിക പരമാവധി | >1 MA | റെയിൽ ഗണ്ണുകൾ, എക്സ്ട്രീം ഫിസിക്സ് |
സാധാരണ പ്രവാഹ നിലകൾ
| ഉപകരണം / സന്ദർഭം | സാധാരണ പ്രവാഹം | വോൾട്ടേജ് | പവർ |
|---|---|---|---|
| വാച്ച് ബാറ്ററി | 10-50 µA | 3V | ~0.1 mW |
| LED ഇൻഡിക്കേറ്റർ | 10-20 mA | 2V | 20-40 mW |
| ആർഡ്വിനോ/MCU | 20-100 mA | 5V | 0.1-0.5 W |
| USB മൗസ്/കീബോർഡ് | 50-100 mA | 5V | 0.25-0.5 W |
| ഫോൺ ചാർജിംഗ് (സാവധാനം) | 1 A | 5V | 5 W |
| ഫോൺ ചാർജിംഗ് (വേഗത്തിൽ) | 3 A | 9V | 27 W |
| ലാപ്ടോപ്പ് | 3-5 A | 19V | 60-100 W |
| ഡെസ്ക്ടോപ്പ് പിസി | 5-10 A | 12V | 60-120 W |
| മൈക്രോവേവ് | 10-15 A | 120V | 1200-1800 W |
| ഇലക്ട്രിക് കാർ ചാർജിംഗ് | 32 A | 240V | 7.7 kW |
യഥാർത്ഥ ലോകത്തിലെ പ്രയോഗങ്ങൾ
ഉപഭോക്തൃ ഇലക്ട്രോണിക്സ്
USB: 0.5-3 A (സ്റ്റാൻഡേർഡ് മുതൽ ഫാസ്റ്റ് ചാർജിംഗ് വരെ). ഫോൺ ചാർജിംഗ്: 1-3 A സാധാരണ. ലാപ്ടോപ്പ്: 3-5 A. LED: 20 mA സാധാരണ. മിക്ക ഉപകരണങ്ങളും mA മുതൽ A വരെ ശ്രേണി ഉപയോഗിക്കുന്നു.
- USB 2.0: 0.5 A പരമാവധി
- USB 3.0: 0.9 A പരമാവധി
- USB-C PD: 5 A വരെ (100W @ 20V)
- ഫോൺ ഫാസ്റ്റ് ചാർജിംഗ്: 2-3 A സാധാരണ
ഗാർഹികവും പവറും
ഗാർഹിക സർക്യൂട്ടുകൾ: 15-20 A ബ്രേക്കറുകൾ (US). ലൈറ്റ് ബൾബ്: 0.5-1 A. മൈക്രോവേവ്: 10-15 A. എയർ കണ്ടീഷണർ: 15-30 A. ഇലക്ട്രിക് കാർ ചാർജിംഗ്: 30-80 A (ലെവൽ 2).
- സ്റ്റാൻഡേർഡ് ഔട്ട്ലെറ്റ്: 15 A സർക്യൂട്ട്
- പ്രധാന ഉപകരണങ്ങൾ: 20-50 A
- ഇലക്ട്രിക് കാർ: 30-80 A (ലെവൽ 2)
- മുഴുവൻ വീട്: 100-200 A സർവീസ്
വ്യാവസായികവും എക്സ്ട്രീമും
വെൽഡിംഗ്: 100-400 A (സ്റ്റിക്ക്), 1000+ A (സ്പോട്ട്). മിന്നൽ: 20-30 kA ശരാശരി, 200 kA പീക്ക്. റെയിൽ ഗണ്ണുകൾ: മെഗാആമ്പിയറുകൾ. സൂപ്പർകണ്ടക്റ്റിംഗ് മാഗ്നറ്റുകൾ: 10+ kA സ്ഥിരം.
- ആർക്ക് വെൽഡിംഗ്: 100-400 A
- സ്പോട്ട് വെൽഡിംഗ്: 1-100 kA പൾസുകൾ
- മിന്നൽ: 20-30 kA സാധാരണ
- പരീക്ഷണാത്മകം: MA ശ്രേണി (റെയിൽ ഗണ്ണുകൾ)
വേഗത്തിലുള്ള പരിവർത്തന ഗണിതം
SI പ്രിഫിക്സ് വേഗത്തിലുള്ള പരിവർത്തനങ്ങൾ
ഓരോ പ്രിഫിക്സ് സ്റ്റെപ്പും = ×1000 അല്ലെങ്കിൽ ÷1000. kA → A: ×1000. A → mA: ×1000. mA → µA: ×1000.
- kA → A: 1,000 കൊണ്ട് ഗുണിക്കുക
- A → mA: 1,000 കൊണ്ട് ഗുണിക്കുക
- mA → µA: 1,000 കൊണ്ട് ഗുണിക്കുക
- വിപരീതം: 1,000 കൊണ്ട് ഹരിക്കുക
പവറിൽ നിന്ന് പ്രവാഹം
I = P / V (പ്രവാഹം = പവർ ÷ വോൾട്ടേജ്). 120V-ൽ 60W ബൾബ് = 0.5 A. 120V-ൽ 1200W മൈക്രോവേവ് = 10 A.
- I = P / V (ആമ്പിയർ = വാട്ട് ÷ വോൾട്ട്)
- 60W ÷ 120V = 0.5 A
- P = V × I (പ്രവാഹത്തിൽ നിന്ന് പവർ)
- V = P / I (പവറിൽ നിന്ന് വോൾട്ടേജ്)
ഓം നിയമം വേഗത്തിലുള്ള പരിശോധനകൾ
I = V / R. വോൾട്ടേജും പ്രതിരോധവും അറിഞ്ഞാൽ, പ്രവാഹം കണ്ടെത്തുക. 4Ω-ൽ 12V = 3 A. 1kΩ-ൽ 5V = 5 mA.
- I = V / R (ആമ്പിയർ = വോൾട്ട് ÷ ഓം)
- 12V ÷ 4Ω = 3 A
- 5V ÷ 1000Ω = 5 mA (= 0.005 A)
- ഓർക്കുക: പ്രവാഹത്തിനായി ഹരിക്കുക
പരിവർത്തനങ്ങൾ എങ്ങനെ പ്രവർത്തിക്കുന്നു
- ഘട്ടം 1: ഉറവിടം → ആമ്പിയറിലേക്ക് toBase ഫാക്ടർ ഉപയോഗിച്ച് പരിവർത്തനം ചെയ്യുക
- ഘട്ടം 2: ആമ്പിയർ → ലക്ഷ്യത്തിലേക്ക് ലക്ഷ്യത്തിന്റെ toBase ഫാക്ടർ ഉപയോഗിച്ച് പരിവർത്തനം ചെയ്യുക
- പകരമായി: നേരിട്ടുള്ള ഫാക്ടർ ഉപയോഗിക്കുക (kA → A: 1000 കൊണ്ട് ഗുണിക്കുക)
- സാമാന്യബുദ്ധി പരിശോധന: 1 kA = 1000 A, 1 mA = 0.001 A
- ഓർക്കുക: C/s, W/V എന്നിവ A-യ്ക്ക് തുല്യമാണ്
സാധാരണ പരിവർത്തന റഫറൻസ്
| നിന്ന് | ലേക്ക് | ഗുണിക്കുക | ഉദാഹരണം |
|---|---|---|---|
| A | kA | 0.001 | 1000 A = 1 kA |
| kA | A | 1000 | 1 kA = 1000 A |
| A | mA | 1000 | 1 A = 1000 mA |
| mA | A | 0.001 | 1000 mA = 1 A |
| mA | µA | 1000 | 1 mA = 1000 µA |
| µA | mA | 0.001 | 1000 µA = 1 mA |
| A | C/s | 1 | 5 A = 5 C/s (ഐഡന്റിറ്റി) |
| A | W/V | 1 | 10 A = 10 W/V (ഐഡന്റിറ്റി) |
| kA | MA | 0.001 | 1000 kA = 1 MA |
| abampere | A | 10 | 1 abA = 10 A |
വേഗത്തിലുള്ള ഉദാഹരണങ്ങൾ
പരിഹരിച്ച പ്രശ്നങ്ങൾ
USB പവർ കണക്കുകൂട്ടൽ
USB പോർട്ട് 5V നൽകുന്നു. ഉപകരണം 500 mA എടുക്കുന്നു. പവർ എത്രയാണ്?
P = V × I = 5V × 0.5A = 2.5W (സ്റ്റാൻഡേർഡ് USB 2.0)
LED പ്രവാഹ പരിധി
5V സപ്ലൈ, LED-ക്ക് 20 mA-യും 2V-ഉം ആവശ്യമാണ്. ഏത് റെസിസ്റ്റർ?
വോൾട്ടേജ് ഡ്രോപ്പ് = 5V - 2V = 3V. R = V/I = 3V ÷ 0.02A = 150Ω. 150Ω അല്ലെങ്കിൽ 180Ω ഉപയോഗിക്കുക.
സർക്യൂട്ട് ബ്രേക്കർ സൈസിംഗ്
മൂന്ന് ഉപകരണങ്ങൾ: 5A, 8A, 3A ഒരേ സർക്യൂട്ടിൽ. ഏത് ബ്രേക്കർ?
ആകെ = 5 + 8 + 3 = 16A. 20A ബ്രേക്കർ ഉപയോഗിക്കുക (സുരക്ഷാ മാർജിനായി അടുത്ത സ്റ്റാൻഡേർഡ് വലുപ്പം).
ഒഴിവാക്കേണ്ട സാധാരണ തെറ്റുകൾ
- **പ്രവാഹമാണ് കൊല്ലുന്നത്, വോൾട്ടേജല്ല**: ഹൃദയത്തിലൂടെ 100 mA മാരകമാവാം. ഉയർന്ന വോൾട്ടേജ് അപകടകരമാണ് കാരണം അത് പ്രവാഹത്തെ നിർബന്ധിക്കാം, പക്ഷെ പ്രവാഹമാണ് നാശം വരുത്തുന്നത്.
- **AC, DC പ്രവാഹങ്ങൾ**: 60 Hz AC ഒരേ തലത്തിൽ DC-യേക്കാൾ ~3-5 മടങ്ങ് അപകടകരമാണ്. AC പേശികളുടെ മുറുക്കത്തിന് കാരണമാകുന്നു. AC കണക്കുകൂട്ടലുകൾക്ക് RMS പ്രവാഹം ഉപയോഗിക്കുന്നു.
- **വയറിന്റെ കനം പ്രധാനമാണ്**: നേർത്ത വയറുകൾക്ക് ഉയർന്ന പ്രവാഹം താങ്ങാൻ കഴിയില്ല (ചൂട്, തീപിടുത്ത സാധ്യത). വയർ ഗേജ് ടേബിളുകൾ ഉപയോഗിക്കുക. 15A-ന് കുറഞ്ഞത് 14 AWG ആവശ്യമാണ്.
- **റേറ്റിംഗുകൾ കവിയരുത്**: ഘടകങ്ങൾക്ക് പരമാവധി പ്രവാഹ റേറ്റിംഗുകളുണ്ട്. LED-കൾ കത്തുന്നു, വയറുകൾ ഉരുകുന്നു, ഫ്യൂസുകൾ പോകുന്നു, ട്രാൻസിസ്റ്ററുകൾ പരാജയപ്പെടുന്നു. എപ്പോഴും ഡാറ്റാഷീറ്റ് പരിശോധിക്കുക.
- **സീരീസ് പ്രവാഹം ഒന്നുതന്നെയാണ്**: ഒരു സീരീസ് സർക്യൂട്ടിൽ, പ്രവാഹം എല്ലായിടത്തും ഒന്നുതന്നെയാണ്. സമാന്തരമായി, ജംഗ്ഷനുകളിൽ പ്രവാഹങ്ങൾ കൂടിച്ചേരുന്നു (കിർച്ചോഫ്).
- **ഷോർട്ട് സർക്യൂട്ടുകൾ**: പൂജ്യം പ്രതിരോധം = സൈദ്ധാന്തികമായി അനന്തമായ പ്രവാഹം. യാഥാർത്ഥ്യത്തിൽ: ഉറവിടത്താൽ പരിമിതപ്പെടുത്തി, നാശം/തീപിടുത്തത്തിന് കാരണമാകുന്നു. എപ്പോഴും സർക്യൂട്ടുകൾ സംരക്ഷിക്കുക.
പ്രവാഹത്തെക്കുറിച്ചുള്ള രസകരമായ വസ്തുതകൾ
നിങ്ങളുടെ ശരീരം ~100 µA കടത്തിവിടുന്നു
നിലത്ത് നിൽക്കുമ്പോൾ, നിങ്ങളുടെ ശരീരത്തിൽ നിന്ന് ഭൂമിയിലേക്ക് നിരന്തരം ~100 µA ലീക്കേജ് പ്രവാഹം ഉണ്ടാകുന്നു. EM ഫീൽഡുകൾ, സ്റ്റാറ്റിക് ചാർജുകൾ, റേഡിയോ തരംഗങ്ങൾ എന്നിവയിൽ നിന്ന്. പൂർണ്ണമായും സുരക്ഷിതവും സാധാരണവുമാണ്. നമ്മൾ വൈദ്യുത ജീവികളാണ്!
മിന്നൽ 20,000-200,000 ആമ്പിയറുകളാണ്
ശരാശരി മിന്നൽപ്പിണർ: 20-30 kA (20,000 A). ഏറ്റവും ഉയർന്നത് 200 kA വരെ എത്താം. എന്നാൽ ദൈർഘ്യം <1 മില്ലിസെക്കൻഡാണ്. ആകെ ചാർജ്: ഏകദേശം 15 കൂളോംബ് മാത്രം. ഉയർന്ന പ്രവാഹം, കുറഞ്ഞ സമയം = അതിജീവിക്കാൻ സാധ്യതയുണ്ട് (ചിലപ്പോൾ).
മനുഷ്യന്റെ വേദന പരിധി: 1 mA
1 mA 60 Hz AC: ഇക്കിളി തോന്നൽ. 10 mA: പേശികളുടെ നിയന്ത്രണം നഷ്ടപ്പെടുന്നു. 100 mA: വെൻട്രിക്കുലാർ ഫിബ്രിലേഷൻ (മാരകം). 1 A: കഠിനമായ പൊള്ളൽ, ഹൃദയസ്തംഭനം. പ്രവാഹത്തിന്റെ പാത പ്രധാനമാണ്—ഹൃദയത്തിലൂടെ പോകുന്നത് ഏറ്റവും മോശമാണ്.
സൂപ്പർകണ്ടക്ടറുകൾ: അനന്തമായ പ്രവാഹം?
പൂജ്യം പ്രതിരോധം = അനന്തമായ പ്രവാഹം? കൃത്യമായി അല്ല. സൂപ്പർകണ്ടക്ടറുകൾക്ക് ഒരു 'ക്രിട്ടിക്കൽ പ്രവാഹം' ഉണ്ട്—അത് കവിഞ്ഞാൽ, സൂപ്പർകണ്ടക്റ്റിവിറ്റി തകരുന്നു. ITER ഫ്യൂഷൻ റിയാക്ടർ: സൂപ്പർകണ്ടക്റ്റിംഗ് കോയിലുകളിൽ 68 kA. ചൂടില്ല, നഷ്ടമില്ല!
LED പ്രവാഹം നിർണ്ണായകമാണ്
LED-കൾ പ്രവാഹത്താലാണ് പ്രവർത്തിക്കുന്നത്, വോൾട്ടേജാലല്ല. ഒരേ വോൾട്ടേജ്, വ്യത്യസ്ത പ്രവാഹം = വ്യത്യസ്ത പ്രകാശം. കൂടുതൽ പ്രവാഹം? LED തൽക്ഷണം നശിക്കുന്നു. എപ്പോഴും ഒരു പ്രവാഹം പരിമിതപ്പെടുത്തുന്ന റെസിസ്റ്ററോ സ്ഥിര-പ്രവാഹ ഡ്രൈവറോ ഉപയോഗിക്കുക.
റെയിൽ ഗണ്ണുകൾക്ക് മെഗാആമ്പിയറുകൾ ആവശ്യമാണ്
വൈദ്യുതകാന്തിക റെയിൽ ഗണ്ണുകൾ: മൈക്രോസെക്കൻഡുകൾക്ക് 1-3 MA (ദശലക്ഷം ആമ്പിയറുകൾ). ലോറൻസ് ഫോഴ്സ് പ്രൊജക്ടൈലിനെ മാക് 7+ വേഗതയിലേക്ക് ത്വരിതപ്പെടുത്തുന്നു. വലിയ കപ്പാസിറ്റർ ബാങ്കുകൾ ആവശ്യമാണ്. ഭാവിയിലെ നാവിക ആയുധം.
ചരിത്രപരമായ പരിണാമം
1800
വോൾട്ട ബാറ്ററി കണ്ടുപിടിച്ചു. തുടർച്ചയായ വൈദ്യുത പ്രവാഹത്തിന്റെ ആദ്യ ഉറവിടം. ആദ്യകാല വൈദ്യുത പരീക്ഷണങ്ങൾ സാധ്യമാക്കി.
1820
ഓസ്റ്റെഡ് പ്രവാഹം ഒരു കാന്തികക്ഷേത്രം സൃഷ്ടിക്കുന്നുവെന്ന് കണ്ടെത്തി. വൈദ്യുതിയും കാന്തികതയും തമ്മിൽ ബന്ധിപ്പിക്കുന്നു. വൈദ്യുതകാന്തികതയുടെ അടിസ്ഥാനം.
1826
ഓം V = IR പ്രസിദ്ധീകരിച്ചു. ഓമിന്റെ നിയമം വോൾട്ടേജ്, പ്രവാഹം, പ്രതിരോധം എന്നിവ തമ്മിലുള്ള ബന്ധം വിവരിക്കുന്നു. തുടക്കത്തിൽ നിരസിക്കപ്പെട്ടു, ഇപ്പോൾ അടിസ്ഥാനപരമാണ്.
1831
ഫാരഡെ വൈദ്യുതകാന്തിക ഇൻഡക്ഷൻ കണ്ടെത്തി. മാറിക്കൊണ്ടിരിക്കുന്ന കാന്തികക്ഷേത്രം പ്രവാഹം സൃഷ്ടിക്കുന്നു. ജനറേറ്ററുകളും ട്രാൻസ്ഫോർമറുകളും സാധ്യമാക്കി.
1881
ആദ്യത്തെ അന്താരാഷ്ട്ര ഇലക്ട്രിക്കൽ കോൺഗ്രസ് ആമ്പിയറിനെ പ്രവാഹത്തിന്റെ 'പ്രായോഗിക യൂണിറ്റായി' നിർവചിച്ചു.
1893
ടെസ്ലയുടെ AC സിസ്റ്റം വേൾഡ്സ് ഫെയറിൽ 'പ്രവാഹങ്ങളുടെ യുദ്ധം' വിജയിച്ചു. AC പ്രവാഹം പരിവർത്തനം ചെയ്യാൻ കഴിയും, DC-ക്ക് കഴിയില്ല (അക്കാലത്ത്).
1948
CGPM ആമ്പിയറിനെ നിർവചിച്ചു: 'സമാന്തര കണ്ടക്ടറുകൾക്കിടയിൽ 2×10⁻⁷ N/m ശക്തി ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കുന്ന സ്ഥിരമായ പ്രവാഹം.'
2019
SI പുനർനിർവചനം: ആമ്പിയർ ഇപ്പോൾ പ്രാഥമിക ചാർജ് (e)-ൽ നിന്ന് നിർവചിക്കപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു. 1 A = (e/1.602×10⁻¹⁹) ഇലക്ട്രോണുകൾ സെക്കൻഡിൽ. നിർവചനപ്രകാരം കൃത്യമാണ്.
പ്രൊഫഷണൽ നുറുങ്ങുകൾ
- **വേഗത്തിൽ mA-ൽ നിന്ന് A-ലേക്ക്**: 1000 കൊണ്ട് ഹരിക്കുക. 250 mA = 0.25 A.
- **സമാന്തരമായി പ്രവാഹം കൂടിച്ചേരുന്നു**: രണ്ട് 5A ശാഖകൾ = 10A ആകെ. സീരീസ്: എല്ലായിടത്തും ഒരേ പ്രവാഹം.
- **വയർ ഗേജ് പരിശോധിക്കുക**: 15A-ന് കുറഞ്ഞത് 14 AWG ആവശ്യമാണ്. 20A-ന് 12 AWG ആവശ്യമാണ്. തീപിടുത്ത സാധ്യത ഒഴിവാക്കുക.
- **പ്രവാഹം സീരീസായി അളക്കുക**: ആമ്മീറ്റർ പ്രവാഹ പാതയിൽ ഘടിപ്പിക്കുന്നു (സർക്യൂട്ട് മുറിക്കുന്നു). വോൾട്ട്മീറ്റർ സമാന്തരമായി ഘടിപ്പിക്കുന്നു.
- **AC RMS, പീക്ക്**: 120V AC RMS → 170V പീക്ക്. പ്രവാഹവും അതുപോലെയാണ്: കണക്കുകൂട്ടലുകൾക്ക് RMS.
- **ഫ്യൂസ് സംരക്ഷണം**: ഫ്യൂസ് റേറ്റിംഗ് സാധാരണ പ്രവാഹത്തിന്റെ 125% ആയിരിക്കണം. ഷോർട്ടുകളിൽ നിന്ന് സംരക്ഷിക്കുന്നു.
- **ഓട്ടോമാറ്റിക് സയന്റിഫിക് നോട്ടേഷൻ**: < 1 µA അല്ലെങ്കിൽ > 1 GA മൂല്യങ്ങൾ എളുപ്പത്തിൽ വായിക്കാൻ സയന്റിഫിക് നോട്ടേഷനായി പ്രദർശിപ്പിക്കുന്നു.
പൂർണ്ണമായ യൂണിറ്റ് റഫറൻസ്
SI യൂണിറ്റുകൾ
| യൂണിറ്റിന്റെ പേര് | ചിഹ്നം | ആമ്പിയറിന് തുല്യം | ഉപയോഗ കുറിപ്പുകൾ |
|---|---|---|---|
| ആമ്പിയർ | A | 1 A (base) | SI അടിസ്ഥാന യൂണിറ്റ്; 1 A = 1 C/s = 1 W/V (കൃത്യം). |
| മെഗാആമ്പിയർ | MA | 1.0 MA | മിന്നൽ (~20-30 kA), റെയിൽ ഗണ്ണുകൾ, എക്സ്ട്രീം ഇൻഡസ്ട്രിയൽ സിസ്റ്റംസ്. |
| കിലോആമ്പിയർ | kA | 1.0 kA | വെൽഡിംഗ് (100-400 A), വലിയ മോട്ടോറുകൾ, ഇൻഡസ്ട്രിയൽ പവർ സിസ്റ്റംസ്. |
| മില്ലിആമ്പിയർ | mA | 1.0000 mA | LED-കൾ (20 mA), ലോ-പവർ സർക്യൂട്ടുകൾ, സെൻസർ പ്രവാഹങ്ങൾ. |
| മൈക്രോആമ്പിയർ | µA | 1.0000 µA | ബയോളജിക്കൽ സിഗ്നലുകൾ, പ്രിസിഷൻ ഉപകരണങ്ങൾ, ബാറ്ററി ലീക്കേജ്. |
| നാനോആമ്പിയർ | nA | 1.000e-9 A | നാഡീ പ്രേരണകൾ, അയോൺ ചാനലുകൾ, അൾട്രാ-ലോ പവർ ഉപകരണങ്ങൾ. |
| പൈക്കോആമ്പിയർ | pA | 1.000e-12 A | സിംഗിൾ-മോളിക്യൂൾ അളവുകൾ, ടണലിംഗ് മൈക്രോസ്കോപ്പി. |
| ഫെംറ്റോആമ്പിയർ | fA | 1.000e-15 A | അയോൺ ചാനൽ പഠനങ്ങൾ, മോളിക്യുലാർ ഇലക്ട്രോണിക്സ്, ക്വാണ്ടം ഉപകരണങ്ങൾ. |
| അറ്റോആമ്പിയർ | aA | 1.000e-18 A | ഒറ്റ-ഇലക്ട്രോൺ ടണലിംഗ്, സൈദ്ധാന്തിക ക്വാണ്ടം പരിധി. |
പൊതുവായ യൂണിറ്റുകൾ
| യൂണിറ്റിന്റെ പേര് | ചിഹ്നം | ആമ്പിയറിന് തുല്യം | ഉപയോഗ കുറിപ്പുകൾ |
|---|---|---|---|
| കൂളോംബ് പെർ സെക്കൻഡ് | C/s | 1 A (base) | ആമ്പിയറിന് തുല്യം: 1 A = 1 C/s. ചാർജ് ഒഴുക്കിന്റെ നിർവചനം കാണിക്കുന്നു. |
| വാട്ട് പെർ വോൾട്ട് | W/V | 1 A (base) | ആമ്പിയറിന് തുല്യം: 1 A = 1 W/V P = VI-ൽ നിന്ന്. പവർ ബന്ധം. |
ലെഗസി & സയൻ്റിഫിക്
| യൂണിറ്റിന്റെ പേര് | ചിഹ്നം | ആമ്പിയറിന് തുല്യം | ഉപയോഗ കുറിപ്പുകൾ |
|---|---|---|---|
| അബാംപിയർ (EMU) | abA | 10.0 A | CGS-EMU യൂണിറ്റ് = 10 A. കാലഹരണപ്പെട്ട വൈദ്യുതകാന്തിക യൂണിറ്റ്. |
| സ്റ്റാറ്റാമ്പിയർ (ESU) | statA | 3.336e-10 A | CGS-ESU യൂണിറ്റ് ≈ 3.34×10⁻¹⁰ A. കാലഹരണപ്പെട്ട ഇലക്ട്രോസ്റ്റാറ്റിക് യൂണിറ്റ്. |
| ബയോട്ട് | Bi | 10.0 A | അബ്ആമ്പിയറിന്റെ മറ്റൊരു പേര് = 10 A. CGS വൈദ്യുതകാന്തിക യൂണിറ്റ്. |
പതിവ് ചോദ്യങ്ങൾ
പ്രവാഹവും വോൾട്ടേജും തമ്മിലുള്ള വ്യത്യാസം എന്താണ്?
വോൾട്ടേജ് വൈദ്യുത മർദ്ദമാണ് (വെള്ളത്തിന്റെ മർദ്ദം പോലെ). പ്രവാഹം ഒഴുക്കിന്റെ നിരക്കാണ് (വെള്ളത്തിന്റെ ഒഴുക്ക് പോലെ). ഉയർന്ന വോൾട്ടേജ് എന്നാൽ ഉയർന്ന പ്രവാഹം എന്നർത്ഥമില്ല. നിങ്ങൾക്ക് 10,000V-ൽ 1 mA (സ്റ്റാറ്റിക് ഷോക്ക്) ഉണ്ടാകാം, അല്ലെങ്കിൽ 12V-ൽ 100 A (കാർ സ്റ്റാർട്ടർ). വോൾട്ടേജ് തള്ളുന്നു, പ്രവാഹം ഒഴുകുന്നു.
ഏതാണ് കൂടുതൽ അപകടകരം: വോൾട്ടേജോ പ്രവാഹമോ?
പ്രവാഹമാണ് കൊല്ലുന്നത്, വോൾട്ടേജല്ല. നിങ്ങളുടെ ഹൃദയത്തിലൂടെ 100 mA മാരകമാവാം. എന്നാൽ ഉയർന്ന വോൾട്ടേജ് നിങ്ങളുടെ ശരീരത്തിലൂടെ പ്രവാഹത്തെ നിർബന്ധിക്കാം (V = IR). അതുകൊണ്ടാണ് ഉയർന്ന വോൾട്ടേജ് അപകടകരമാകുന്നത്—അത് നിങ്ങളുടെ ശരീരത്തിന്റെ പ്രതിരോധത്തെ മറികടക്കുന്നു. പ്രവാഹമാണ് കൊലയാളി, വോൾട്ടേജ് സഹായിയാണ്.
എന്തുകൊണ്ടാണ് AC പ്രവാഹം DC-യിൽ നിന്ന് വ്യത്യസ്തമായി അനുഭവപ്പെടുന്നത്?
60 Hz AC പവർ ഗ്രിഡിന്റെ ആവൃത്തിയിൽ പേശികളുടെ സങ്കോചത്തിന് കാരണമാകുന്നു. വിട്ടുപോകാൻ കഴിയില്ല (പേശികളുടെ മുറുക്കം). DC ഒരൊറ്റ ഷോക്കിന് കാരണമാകുന്നു. ഒരേ പ്രവാഹ നിലയിൽ AC 3-5 മടങ്ങ് അപകടകരമാണ്. കൂടാതെ: AC-യുടെ RMS മൂല്യം = ഫലപ്രദമായ DC തുല്യം (120V AC RMS ≈ 170V പീക്ക്).
ഒരു സാധാരണ വീട് എത്ര പ്രവാഹം ഉപയോഗിക്കുന്നു?
മുഴുവൻ വീട്: 100-200 A സർവീസ് പാനൽ. ഒരൊറ്റ ഔട്ട്ലെറ്റ്: 15 A സർക്യൂട്ട്. ലൈറ്റ് ബൾബ്: 0.5 A. മൈക്രോവേവ്: 10-15 A. എയർ കണ്ടീഷണർ: 15-30 A. ഇലക്ട്രിക് കാർ ചാർജർ: 30-80 A. ആകെ വ്യത്യാസപ്പെടുന്നു, പക്ഷെ പാനൽ പരമാവധി പരിമിതപ്പെടുത്തുന്നു.
വോൾട്ടേജില്ലാതെ പ്രവാഹം ഉണ്ടാകുമോ?
സൂപ്പർകണ്ടക്ടറുകളിൽ, അതെ! പൂജ്യം പ്രതിരോധം എന്നാൽ പ്രവാഹം പൂജ്യം വോൾട്ടേജിൽ ഒഴുകാൻ കഴിയും (V = IR = 0). സ്ഥിരമായ പ്രവാഹം എന്നേക്കും ഒഴുകാൻ കഴിയും. സാധാരണ കണ്ടക്ടറുകളിൽ, ഇല്ല—പ്രവാഹത്തെ തള്ളാൻ നിങ്ങൾക്ക് വോൾട്ടേജ് ആവശ്യമാണ്. വോൾട്ടേജ് ഡ്രോപ്പ് = പ്രവാഹം × പ്രതിരോധം.
എന്തുകൊണ്ടാണ് USB 0.5-5 A-ൽ പരിമിതപ്പെടുത്തിയിരിക്കുന്നത്?
USB കേബിൾ നേർത്തതാണ് (ഉയർന്ന പ്രതിരോധം). കൂടുതൽ പ്രവാഹം = കൂടുതൽ ചൂട്. USB 2.0: 0.5 A (2.5W). USB 3.0: 0.9 A. USB-C PD: 5 A വരെ (100W). കട്ടിയുള്ള വയറുകൾ, മെച്ചപ്പെട്ട കൂളിംഗ്, സജീവമായ ചർച്ചകൾ എന്നിവ സുരക്ഷിതമായി ഉയർന്ന പ്രവാഹം അനുവദിക്കുന്നു.
സമ്പൂർണ്ണ ഉപകരണ ഡയറക്ടറി
UNITS-ൽ ലഭ്യമായ എല്ലാ 71 ഉപകരണങ്ങളും