వోల్టేజ్ కన్వర్టర్
విద్యుత్ పొటెన్షియల్: మిల్లీవోల్ట్ల నుండి మెగావోల్ట్ల వరకు
ఎలక్ట్రానిక్స్, విద్యుత్ వ్యవస్థలు మరియు భౌతిక శాస్త్రంలో వోల్టేజ్ యూనిట్లను నేర్చుకోండి. మిల్లీవోల్ట్ల నుండి మెగావోల్ట్ల వరకు, విద్యుత్ పొటెన్షియల్, విద్యుత్ పంపిణీ మరియు సర్క్యూట్లు మరియు ప్రకృతిలో సంఖ్యల అర్థం ఏమిటో అర్థం చేసుకోండి.
వోల్టేజ్ యొక్క ప్రాథమిక అంశాలు
వోల్టేజ్ అంటే ఏమిటి?
వోల్టేజ్ అనేది ఒక సర్క్యూట్ ద్వారా కరెంట్ను నెట్టే 'విద్యుత్ పీడనం'. పైపులలో నీటి పీడనంలా ఆలోచించండి. అధిక వోల్టేజ్ = బలమైన నెట్టుడు. వోల్ట్లలో (V) కొలుస్తారు. ఇది కరెంట్ లేదా శక్తి లాంటిది కాదు!
- 1 వోల్ట్ = 1 జౌల్ ప్రతి కూలంబ్ (ఛార్జ్కు శక్తి)
- వోల్టేజ్ కరెంట్ ప్రవహించడానికి కారణమవుతుంది (పీడనం నీరు ప్రవహించడానికి కారణమైనట్లు)
- రెండు పాయింట్ల మధ్య కొలుస్తారు (పొటెన్షియల్ వ్యత్యాసం)
- అధిక వోల్టేజ్ = ఛార్జ్కు ఎక్కువ శక్తి
వోల్టేజ్ vs కరెంట్ vs శక్తి
వోల్టేజ్ (V) = పీడనం, కరెంట్ (I) = ప్రవాహ రేటు, శక్తి (P) = శక్తి రేటు. P = V × I. 1A వద్ద 12V = 12W. ఒకే శక్తి, వేర్వేరు వోల్టేజ్/కరెంట్ కలయికలు సాధ్యమే.
- వోల్టేజ్ = విద్యుత్ పీడనం (V)
- కరెంట్ = ఛార్జ్ ప్రవాహం (A)
- శక్తి = వోల్టేజ్ × కరెంట్ (W)
- నిరోధం = వోల్టేజ్ ÷ కరెంట్ (Ω, ఓమ్ నియమం)
AC vs DC వోల్టేజ్
DC (డైరెక్ట్ కరెంట్) వోల్టేజ్ ఒక స్థిరమైన దిశను కలిగి ఉంటుంది: బ్యాటరీలు (1.5V, 12V). AC (ఆల్టర్నేటింగ్ కరెంట్) వోల్టేజ్ దాని దిశను మారుస్తుంది: గోడ పవర్ (120V, 230V). RMS వోల్టేజ్ = సమర్థవంతమైన DC సమానం.
- DC: స్థిరమైన వోల్టేజ్ (బ్యాటరీలు, USB, సర్క్యూట్లు)
- AC: ప్రత్యామ్నాయ వోల్టేజ్ (గోడ పవర్, గ్రిడ్)
- RMS = సమర్థవంతమైన వోల్టేజ్ (120V AC RMS ≈ 170V గరిష్టం)
- చాలా పరికరాలు అంతర్గతంగా DCని ఉపయోగిస్తాయి (AC అడాప్టర్లు మారుస్తాయి)
- వోల్టేజ్ = ఛార్జ్కు శక్తి (1 V = 1 J/C)
- అధిక వోల్టేజ్ = ఎక్కువ 'విద్యుత్ పీడనం'
- వోల్టేజ్ కరెంట్కు కారణమవుతుంది; కరెంట్ వోల్టేజ్కు కారణం కాదు
- శక్తి = వోల్టేజ్ × కరెంట్ (P = VI)
యూనిట్ సిస్టమ్లు వివరించబడ్డాయి
SI యూనిట్లు — వోల్ట్
వోల్ట్ (V) విద్యుత్ పొటెన్షియల్ కోసం SI యూనిట్. వాట్ మరియు ఆంపియర్ నుండి నిర్వచించబడింది: 1 V = 1 W/A. అలాగే: 1 V = 1 J/C (ఛార్జ్కు శక్తి). అటో నుండి గిగా వరకు ఉన్న ఉపసర్గలు అన్ని శ్రేణులను కవర్ చేస్తాయి.
- 1 V = 1 W/A = 1 J/C (ఖచ్చితమైన నిర్వచనాలు)
- విద్యుత్ లైన్ల కోసం kV (110 kV, 500 kV)
- సెన్సార్ల, సంకేతాల కోసం mV, µV
- క్వాంటం కొలతల కోసం fV, aV
నిర్వచన యూనిట్లు
W/A మరియు J/C నిర్వచనం ప్రకారం వోల్ట్కు సమానం. సంబంధాలను చూపుతాయి: V = W/A (కరెంట్కు శక్తి), V = J/C (ఛార్జ్కు శక్తి). భౌతిక శాస్త్రాన్ని అర్థం చేసుకోవడానికి ఉపయోగపడతాయి.
- 1 V = 1 W/A (P = VI నుండి)
- 1 V = 1 J/C (నిర్వచనం)
- మూడూ ఒకటే
- ఒకే పరిమాణంపై విభిన్న దృక్కోణాలు
పాత CGS యూనిట్లు
పాత CGS సిస్టమ్ నుండి అబ్ వోల్ట్ (EMU) మరియు స్టాట్ వోల్ట్ (ESU). ఆధునిక వాడుకలో అరుదు కానీ చారిత్రక భౌతిక శాస్త్ర గ్రంథాలలో కనిపిస్తాయి. 1 స్టాట్ వోల్ట్ ≈ 300 V; 1 అబ్ వోల్ట్ = 10 nV.
- 1 అబ్ వోల్ట్ = 10⁻⁸ V (EMU)
- 1 స్టాట్ వోల్ట్ ≈ 300 V (ESU)
- వాడుకలో లేవు; SI వోల్ట్ ప్రమాణం
- పాత పాఠ్యపుస్తకాలలో మాత్రమే కనిపిస్తాయి
వోల్టేజ్ యొక్క భౌతిక శాస్త్రం
ఓమ్ నియమం
ప్రాథమిక సంబంధం: V = I × R. వోల్టేజ్ కరెంట్ మరియు నిరోధం యొక్క గుణకారానికి సమానం. ఏవైనా రెండు తెలిస్తే, మూడవదాన్ని లెక్కించండి. అన్ని సర్క్యూట్ విశ్లేషణకు ఆధారం.
- V = I × R (వోల్టేజ్ = కరెంట్ × నిరోధం)
- I = V / R (వోల్టేజ్ నుండి కరెంట్)
- R = V / I (కొలతల నుండి నిరోధం)
- రెసిస్టర్లకు రేఖీయం; డయోడ్లు మొదలైన వాటికి అరేఖీయం.
కిర్చ్హాఫ్ వోల్టేజ్ నియమం
ఏదైనా మూసి ఉన్న లూప్లో, వోల్టేజ్ల మొత్తం సున్నా. ఒక వృత్తంలో నడిచినట్లు: ఎత్తు మార్పుల మొత్తం సున్నా. శక్తి సంరక్షించబడుతుంది. సర్క్యూట్ విశ్లేషణకు అవసరం.
- ఏదైనా లూప్ చుట్టూ ΣV = 0
- వోల్టేజ్ పెరుగుదల = వోల్టేజ్ తగ్గుదల
- సర్క్యూట్లలో శక్తి సంరక్షణ
- సంక్లిష్ట సర్క్యూట్లను పరిష్కరించడానికి ఉపయోగిస్తారు
విద్యుత్ క్షేత్రం & వోల్టేజ్
విద్యుత్ క్షేత్రం E = V/d (దూరానికి వోల్టేజ్). తక్కువ దూరంలో అధిక వోల్టేజ్ = బలమైన క్షేత్రం. మెరుపు: మీటర్ల మీద మిలియన్ల వోల్ట్లు = MV/m క్షేత్రం.
- E = V / d (వోల్టేజ్ నుండి క్షేత్రం)
- అధిక వోల్టేజ్ + తక్కువ దూరం = బలమైన క్షేత్రం
- భంగం: గాలి ~3 MV/m వద్ద అయనీకరణ చెందుతుంది
- స్థిరమైన షాక్లు: mm మీద kV
నిజ-ప్రపంచ వోల్టేజ్ బెంచ్మార్క్లు
| సందర్భం | వోల్టేజ్ | గమనికలు |
|---|---|---|
| నరాల సంకేతం | ~70 mV | విశ్రాంతి పొటెన్షియల్ |
| థర్మోకపుల్ | ~50 µV/°C | ఉష్ణోగ్రత సెన్సార్ |
| AA బ్యాటరీ (కొత్తది) | 1.5 V | ఆల్కలైన్, వాడకంతో తగ్గుతుంది |
| USB పవర్ | 5 V | USB-A/B ప్రమాణం |
| కారు బ్యాటరీ | 12 V | సీరీస్లో ఆరు 2V సెల్లు |
| USB-C PD | 5-20 V | పవర్ డెలివరీ ప్రోటోకాల్ |
| ఇంటి అవుట్లెట్ (US) | 120 V AC | RMS వోల్టేజ్ |
| ఇంటి అవుట్లెట్ (EU) | 230 V AC | RMS వోల్టేజ్ |
| ఎలక్ట్రిక్ ఫెన్స్ | ~5-10 kV | తక్కువ కరెంట్, సురక్షితం |
| కారు ఇగ్నిషన్ కాయిల్ | ~20-40 kV | స్పార్క్ సృష్టిస్తుంది |
| ప్రసార లైన్ | 110-765 kV | అధిక వోల్టేజ్ గ్రిడ్ |
| మెరుపు | ~100 MV | 100 మిలియన్ వోల్ట్లు |
| కాస్మిక్ కిరణం | ~1 GV+ | అత్యంత శక్తివంతమైన కణాలు |
సాధారణ వోల్టేజ్ ప్రమాణాలు
| పరికరం / ప్రమాణం | వోల్టేజ్ | రకం | గమనికలు |
|---|---|---|---|
| AAA/AA బ్యాటరీ | 1.5 V | DC | ఆల్కలైన్ ప్రమాణం |
| Li-ion సెల్ | 3.7 V | DC | నామమాత్ర (3.0-4.2V పరిధి) |
| USB 2.0 / 3.0 | 5 V | DC | ప్రామాణిక USB పవర్ |
| 9V బ్యాటరీ | 9 V | DC | ఆరు 1.5V సెల్లు |
| కారు బ్యాటరీ | 12 V | DC | ఆరు 2V లెడ్-యాసిడ్ సెల్లు |
| ల్యాప్టాప్ ఛార్జర్ | 19 V | DC | సాధారణ ల్యాప్టాప్ వోల్టేజ్ |
| PoE (పవర్ ఓవర్ ఈథర్నెట్) | 48 V | DC | నెట్వర్క్ పరికరాల శక్తి |
| US ఇల్లు | 120 V | AC | 60 Hz, RMS వోల్టేజ్ |
| EU ఇల్లు | 230 V | AC | 50 Hz, RMS వోల్టేజ్ |
| ఎలక్ట్రిక్ వాహనం | 400 V | DC | సాధారణ బ్యాటరీ ప్యాక్ |
నిజ-ప్రపంచ అనువర్తనాలు
వినియోగదారు ఎలక్ట్రానిక్స్
USB: 5V (USB-A), 9V, 20V (USB-C PD). బ్యాటరీలు: 1.5V (AA/AAA), 3.7V (Li-ion), 12V (కారు). లాజిక్: 3.3V, 5V. ల్యాప్టాప్ ఛార్జర్లు: సాధారణంగా 19V.
- USB: 5V (2.5W) నుండి 20V (100W PD)
- ఫోన్ బ్యాటరీ: 3.7-4.2V Li-ion
- ల్యాప్టాప్: సాధారణంగా 19V DC
- లాజిక్ స్థాయిలు: 0V (తక్కువ), 3.3V/5V (అధిక)
విద్యుత్ పంపిణీ
ఇల్లు: 120V (US), 230V (EU) AC. ప్రసారం: 110-765 kV (అధిక వోల్టేజ్ = తక్కువ నష్టం). సబ్స్టేషన్లు పంపిణీ వోల్టేజ్కు తగ్గిస్తాయి. భద్రత కోసం ఇళ్ల దగ్గర తక్కువ వోల్టేజ్.
- ప్రసారం: 110-765 kV (సుదూర)
- పంపిణీ: 11-33 kV (పరిసరం)
- ఇల్లు: 120V/230V AC (అవుట్లెట్లు)
- అధిక వోల్టేజ్ = సమర్థవంతమైన ప్రసారం
అధిక శక్తి & విజ్ఞానం
కణ త్వరణకారులు: MV నుండి GV (LHC: 6.5 TeV). ఎక్స్-రేలు: 50-150 kV. ఎలక్ట్రాన్ మైక్రోస్కోప్లు: 100-300 kV. మెరుపు: సాధారణంగా 100 MV. వాన్ డి గ్రాఫ్: ~1 MV.
- మెరుపు: ~100 MV (100 మిలియన్ వోల్ట్లు)
- కణ త్వరణకారులు: GV పరిధి
- ఎక్స్-రే ట్యూబ్లు: 50-150 kV
- ఎలక్ట్రాన్ మైక్రోస్కోప్లు: 100-300 kV
శీఘ్ర మార్పిడి గణితం
SI ఉపసర్గ శీఘ్ర మార్పిడులు
ప్రతి ఉపసర్గ దశ = ×1000 లేదా ÷1000। kV → V: ×1000। V → mV: ×1000। mV → µV: ×1000।
- kV → V: 1,000 తో గుణించండి
- V → mV: 1,000 తో గుణించండి
- mV → µV: 1,000 తో గుణించండి
- విలోమం: 1,000 తో భాగించండి
వోల్టేజ్ నుండి శక్తి
P = V × I (శక్తి = వోల్టేజ్ × కరెంట్)। 2A వద్ద 12V = 24W। 10A వద్ద 120V = 1200W।
- P = V × I (వాట్లు = వోల్ట్లు × ఆంపియర్లు)
- 12V × 5A = 60W
- P = V² / R (నిరోధం తెలిస్తే)
- I = P / V (శక్తి నుండి కరెంట్)
ఓమ్ నియమం శీఘ్ర తనిఖీలు
V = I × R। రెండు తెలిస్తే, మూడవది కనుగొనండి। 4Ω మీద 12V = 3A। 5V ÷ 100mA = 50Ω।
- V = I × R (వోల్ట్లు = ఆంపియర్లు × ఓమ్లు)
- I = V / R (వోల్టేజ్ నుండి కరెంట్)
- R = V / I (నిరోధం)
- గుర్తుంచుకోండి: I లేదా R కోసం భాగించండి
మార్పిడులు ఎలా పనిచేస్తాయి
- దశ 1: మూలాన్ని → వోల్ట్లకు toBase కారకాన్ని ఉపయోగించి మార్చండి
- దశ 2: వోల్ట్లను → లక్ష్యానికి లక్ష్యం యొక్క toBase కారకాన్ని ఉపయోగించి మార్చండి
- ప్రత్యామ్నాయం: ప్రత్యక్ష కారకాన్ని ఉపయోగించండి (kV → V: 1000 తో గుణించండి)
- సాధారణ జ్ఞాన తనిఖీ: 1 kV = 1000 V, 1 mV = 0.001 V
- గుర్తుంచుకోండి: W/A మరియు J/C లు V కు సమానం
సాధారణ మార్పిడి సూచన
| నుండి | కు | తో గుణించండి | ఉదాహరణ |
|---|---|---|---|
| V | kV | 0.001 | 1000 V = 1 kV |
| kV | V | 1000 | 1 kV = 1000 V |
| V | mV | 1000 | 1 V = 1000 mV |
| mV | V | 0.001 | 1000 mV = 1 V |
| mV | µV | 1000 | 1 mV = 1000 µV |
| µV | mV | 0.001 | 1000 µV = 1 mV |
| kV | MV | 0.001 | 1000 kV = 1 MV |
| MV | kV | 1000 | 1 MV = 1000 kV |
| V | W/A | 1 | 5 V = 5 W/A (గుర్తింపు) |
| V | J/C | 1 | 12 V = 12 J/C (గుర్తింపు) |
శీఘ్ర ఉదాహరణలు
పనిచేసిన ఉదాహరణలు
USB శక్తి గణన
USB-C 5A వద్ద 20V ని అందిస్తుంది. శక్తి ఎంత?
P = V × I = 20V × 5A = 100W (USB పవర్ డెలివరీ గరిష్టం)
LED రెసిస్టర్ డిజైన్
5V సరఫరా, LED కి 20mA వద్ద 2V అవసరం. ఏ రెసిస్టర్?
వోల్టేజ్ డ్రాప్ = 5V - 2V = 3V। R = V/I = 3V ÷ 0.02A = 150Ω। 150Ω లేదా 180Ω ప్రమాణాన్ని ఉపయోగించండి।
విద్యుత్ లైన్ సామర్థ్యం
10 kV కి బదులుగా 500 kV వద్ద ఎందుకు ప్రసారం చేయాలి?
నష్టం = I²R। ఒకే శక్తి P = VI, కాబట్టి I = P/V। 500 kV లో 50× తక్కువ కరెంట్ ఉంటుంది → 2500× తక్కువ నష్టం (I² కారకం)!
తప్పించుకోవలసిన సాధారణ తప్పులు
- **వోల్టేజ్ ≠ శక్తి**: 12V × 1A = 12W, కానీ 12V × 10A = 120W। ఒకే వోల్టేజ్, వేర్వేరు శక్తి!
- **AC గరిష్టం vs RMS**: 120V AC RMS ≈ 170V గరిష్టం। శక్తి గణనల కోసం RMS ని ఉపయోగించండి (P = V_RMS × I_RMS)।
- **సీరీస్ వోల్టేజ్లు కలుపుతాయి**: సీరీస్లో రెండు 1.5V బ్యాటరీలు = 3V। సమాంతరంగా = ఇంకా 1.5V (అధిక సామర్థ్యం)।
- **అధిక వోల్టేజ్ ≠ ప్రమాదం**: స్థిరమైన షాక్ 10+ kV కానీ సురక్షితం (తక్కువ కరెంట్)। కరెంట్ చంపుతుంది, వోల్టేజ్ మాత్రమే కాదు.
- **వోల్టేజ్ డ్రాప్**: పొడవైన వైర్లకు నిరోధం ఉంటుంది। మూలం వద్ద 12V ≠ లోడ్ వద్ద 12V, వైర్ చాలా పలుచగా ఉంటే.
- **AC/DC ని కలపవద్దు**: 12V DC ≠ 12V AC। AC కి ప్రత్యేక భాగాలు అవసరం। DC కేవలం బ్యాటరీలు/USB నుండి మాత్రమే।
వోల్టేజ్ గురించి ఆసక్తికరమైన వాస్తవాలు
మీ నరాలు 70 mV పై పనిచేస్తాయి
నరాల కణాలు -70 mV విశ్రాంతి పొటెన్షియల్ను నిర్వహిస్తాయి। చర్య పొటెన్షియల్ +40 mV (110 mV స్వింగ్) కు దూకుతుంది, ~100 m/s వద్ద సంకేతాలను ప్రసారం చేయడానికి। మీ మెదడు ఒక 20W ఎలక్ట్రోకెమికల్ కంప్యూటర్!
మెరుపు 100 మిలియన్ వోల్ట్లు
సాధారణ మెరుపు: ~100 MV ~5 కిమీ మీద = 20 kV/m క్షేత్రం। కానీ కరెంట్ (30 kA) మరియు వ్యవధి (<1 ms) నష్టాన్ని కలిగిస్తాయి। శక్తి: ~1 GJ, ఒక ఇంటికి ఒక నెల పాటు శక్తినివ్వగలదు—మనం దాన్ని పట్టుకోగలిగితే!
ఎలక్ట్రిక్ ఈల్స్: 600V జీవ ఆయుధం
ఎలక్ట్రిక్ ఈల్ రక్షణ/వేట కోసం 1A వద్ద 600V ని విడుదల చేయగలదు। దీనిలో సీరీస్లో 6000+ ఎలక్ట్రోసైట్లు (జీవ బ్యాటరీలు) ఉన్నాయి। గరిష్ట శక్తి: 600W। ఎరను తక్షణమే స్తంభింపజేస్తుంది। ప్రకృతి యొక్క టేజర్!
USB-C ఇప్పుడు 240W చేయగలదు
USB-C PD 3.1: 48V × 5A = 240W వరకు। గేమింగ్ ల్యాప్టాప్లు, మానిటర్లు, కొన్ని శక్తి సాధనాలను కూడా ఛార్జ్ చేయగలదు। మీ ఫోన్ లాంటి అదే కనెక్టర్। వాటన్నింటినీ పాలించడానికి ఒక కేబుల్!
ప్రసార లైన్లు: ఎంత ఎత్తుగా ఉంటే అంత మంచిది
శక్తి నష్టం ∝ I²। అధిక వోల్టేజ్ = ఒకే శక్తికి తక్కువ కరెంట్। 765 kV లైన్లు 100 మైళ్లకు <1% కోల్పోతాయి। 120V వద్ద, మీరు 1 మైలులో అంతా కోల్పోతారు! అందుకే గ్రిడ్ kV ని ఉపయోగిస్తుంది.
మీరు ఒక మిలియన్ వోల్ట్ల నుండి బయటపడవచ్చు
వాన్ డి గ్రాఫ్ జెనరేటర్లు 1 MV కి చేరుకుంటాయి కానీ సురక్షితమైనవి—అతి తక్కువ కరెంట్। స్థిరమైన షాక్: 10-30 kV। టేజర్లు: 50 kV। గుండె గుండా వెళ్లే కరెంట్ (>100 mA) ప్రమాదకరం, వోల్టేజ్ కాదు। వోల్టేజ్ మాత్రమే చంపదు.
చారిత్రక పరిణామం
1800
వోల్టా బ్యాటరీని (వోల్టాయిక్ పైల్) కనుగొన్నాడు। మొదటి నిరంతర వోల్టేజ్ మూలం। తరువాత అతని గౌరవార్థం యూనిట్కు 'వోల్ట్' అని పేరు పెట్టారు.
1827
ఓమ్ V = I × R ను కనుగొన్నాడు। ఓమ్ నియమం సర్క్యూట్ సిద్ధాంతానికి ఆధారం అయింది। మొదట్లో తిరస్కరించబడింది, ఇప్పుడు ప్రాథమికమైనది.
1831
ఫారడే విద్యుదయస్కాంత ప్రేరణను కనుగొన్నాడు। మారుతున్న అయస్కాంత క్షేత్రాల ద్వారా వోల్టేజ్ను ప్రేరేపించవచ్చని చూపిస్తుంది। జెనరేటర్లను సాధ్యం చేస్తుంది.
1881
మొదటి అంతర్జాతీయ విద్యుత్ కాంగ్రెస్ వోల్ట్ను నిర్వచిస్తుంది: 1 ఓమ్ ద్వారా 1 ఆంపియర్ను ఉత్పత్తి చేసే EMF.
1893
వెస్టింగ్హౌస్ నయాగరా జలపాతం పవర్ ప్లాంట్ కోసం కాంట్రాక్ట్ గెలుచుకుంది। AC 'కరెంట్ల యుద్ధం' గెలుస్తుంది। AC వోల్టేజ్ను సమర్థవంతంగా మార్చవచ్చు.
1948
CGPM వోల్ట్ను సంపూర్ణ పరంగా పునర్నిర్వచిస్తుంది। వాట్ మరియు ఆంపియర్ ఆధారంగా। ఆధునిక SI నిర్వచనం స్థాపించబడింది.
1990
జోసెఫ్సన్ వోల్టేజ్ ప్రమాణం। క్వాంటం ప్రభావం వోల్ట్ను 10⁻⁹ కచ్చితత్వంతో నిర్వచిస్తుంది। ప్లాంక్ స్థిరాంకం మరియు ఫ్రీక్వెన్సీ ఆధారంగా.
2019
SI పునర్నిర్వచనం: వోల్ట్ ఇప్పుడు స్థిరమైన ప్లాంక్ స్థిరాంకం నుండి తీసుకోబడింది। ఖచ్చితమైన నిర్వచనం, భౌతిక కళాకృతి అవసరం లేదు.
ప్రో చిట్కాలు
- **త్వరగా kV నుండి V కి**: దశాంశ బిందువును 3 స్థానాలు కుడివైపుకు జరపండి। 1.2 kV = 1200 V.
- **AC వోల్టేజ్ RMS**: 120V AC అంటే 120V RMS ≈ 170V గరిష్టం। శక్తి గణనల కోసం RMS ని ఉపయోగించండి.
- **సీరీస్ వోల్టేజ్లు కలుపుతాయి**: 4× 1.5V AA బ్యాటరీలు = 6V (సీరీస్లో)। సమాంతరంగా = 1.5V (ఎక్కువ సామర్థ్యం)।
- **వోల్టేజ్ కరెంట్కు కారణమవుతుంది**: వోల్టేజ్ను పీడనం, కరెంట్ను ప్రవాహం అని ఆలోచించండి। పీడనం లేదు, ప్రవాహం లేదు.
- **వోల్టేజ్ రేటింగ్లను తనిఖీ చేయండి**: రేట్ చేయబడిన వోల్టేజ్ను మించడం వల్ల భాగాలు నాశనమవుతాయి। ఎల్లప్పుడూ డేటాషీట్ను తనిఖీ చేయండి.
- **వోల్టేజ్ను సమాంతరంగా కొలవండి**: వోల్ట్మీటర్ భాగంతో సమాంతరంగా వెళుతుంది। అమ్మీటర్ సీరీస్లో వెళుతుంది.
- **ఆటోమేటిక్ శాస్త్రీయ సంకేతం**: < 1 µV లేదా > 1 GV విలువలు చదవడానికి సులభంగా శాస్త్రీయ సంకేతంలో ప్రదర్శించబడతాయి.
పూర్తి యూనిట్ల సూచన
SI యూనిట్లు
| యూనిట్ పేరు | చిహ్నం | వోల్ట్ సమానం | వాడుక గమనికలు |
|---|---|---|---|
| వోల్ట్ | V | 1 V (base) | SI బేస్ యూనిట్; 1 V = 1 W/A = 1 J/C (ఖచ్చితం). |
| గిగావోల్ట్ | GV | 1.0 GV | అధిక-శక్తి భౌతిక శాస్త్రం; కాస్మిక్ కిరణాలు, కణ త్వరణకారులు. |
| మెగావోల్ట్ | MV | 1.0 MV | మెరుపులు (~100 MV), కణ త్వరణకారులు, ఎక్స్-రే యంత్రాలు. |
| కిలోవోల్ట్ | kV | 1.0 kV | విద్యుత్ ప్రసారం (110-765 kV), పంపిణీ, అధిక-వోల్టేజ్ వ్యవస్థలు. |
| మిల్లీవోల్ట్ | mV | 1.0000 mV | సెన్సార్ సంకేతాలు, థర్మోకపుల్స్, బయోఎలక్ట్రిసిటీ (నరాల సంకేతాలు ~70 mV). |
| మైక్రోవోల్ట్ | µV | 1.0000 µV | ఖచ్చితమైన కొలతలు, EEG/ECG సంకేతాలు, తక్కువ-శబ్ద ఆంప్లిఫైయర్లు. |
| నానోవోల్ట్ | nV | 1.000e-9 V | అత్యంత-సున్నితమైన కొలతలు, క్వాంటం పరికరాలు, శబ్ద పరిమితులు. |
| పికోవోల్ట్ | pV | 1.000e-12 V | క్వాంటం ఎలక్ట్రానిక్స్, సూపర్కండక్టింగ్ సర్క్యూట్లు, అత్యంత ఖచ్చితత్వం. |
| ఫెమ్టోవోల్ట్ | fV | 1.000e-15 V | కొన్ని-ఎలక్ట్రాన్ క్వాంటం వ్యవస్థలు, సైద్ధాంతిక పరిమితి కొలతలు. |
| అట్టోవోల్ట్ | aV | 1.000e-18 V | క్వాంటం శబ్దపు నేల, సింగిల్-ఎలక్ట్రాన్ పరికరాలు, పరిశోధన మాత్రమే. |
సాధారణ యూనిట్లు
| యూనిట్ పేరు | చిహ్నం | వోల్ట్ సమానం | వాడుక గమనికలు |
|---|---|---|---|
| వాట్ పర్ ఆంపియర్ | W/A | 1 V (base) | వోల్ట్కు సమానం: P = VI నుండి 1 V = 1 W/A. శక్తి సంబంధాన్ని చూపిస్తుంది. |
| జౌల్ పర్ కూలంబ్ | J/C | 1 V (base) | వోల్ట్ నిర్వచనం: 1 V = 1 J/C (ఛార్జ్కు శక్తి). ప్రాథమికం. |
లెగసీ & శాస్త్రీయ
| యూనిట్ పేరు | చిహ్నం | వోల్ట్ సమానం | వాడుక గమనికలు |
|---|---|---|---|
| అబ్వోల్ట్ (EMU) | abV | 1.000e-8 V | CGS-EMU యూనిట్ = 10⁻⁸ V = 10 nV. వాడుకలో లేని విద్యుదయస్కాంత యూనిట్. |
| స్టాట్వోల్ట్ (ESU) | statV | 299.7925 V | CGS-ESU యూనిట్ ≈ 300 V (c/1e6 × 1e-2). వాడుకలో లేని ఎలక్ట్రోస్టాటిక్ యూనిట్. |
తరచుగా అడిగే ప్రశ్నలు
వోల్టేజ్ మరియు కరెంట్ మధ్య తేడా ఏమిటి?
వోల్టేజ్ విద్యుత్ పీడనం (నీటి పీడనంలా). కరెంట్ ప్రవాహ రేటు (నీటి ప్రవాహంలా). అధిక వోల్టేజ్ అంటే అధిక కరెంట్ అని కాదు. మీకు సున్నా కరెంట్తో అధిక వోల్టేజ్ (ఓపెన్ సర్క్యూట్) లేదా తక్కువ వోల్టేజ్తో అధిక కరెంట్ (వైర్ ద్వారా షార్ట్ సర్క్యూట్) ఉండవచ్చు.
విద్యుత్ ప్రసారానికి అధిక వోల్టేజ్ ఎందుకు ఉపయోగిస్తారు?
వైర్లలో శక్తి నష్టం ∝ I² (కరెంట్ వర్గం). ఒకే శక్తి P = VI కోసం, అధిక వోల్టేజ్ అంటే తక్కువ కరెంట్. ఒకే శక్తి కోసం 765 kV లో 120V కన్నా 6,375× తక్కువ కరెంట్ ఉంటుంది → ~40 మిలియన్ రెట్లు తక్కువ నష్టం! అందుకే విద్యుత్ లైన్లు kV ని ఉపయోగిస్తాయి.
తక్కువ కరెంట్తో కూడా అధిక వోల్టేజ్ మిమ్మల్ని చంపగలదా?
లేదు, మీ శరీరం గుండా వెళ్లే కరెంట్ చంపుతుంది, వోల్టేజ్ కాదు. స్థిరమైన షాక్లు 10-30 kV కానీ సురక్షితమైనవి (<1 mA). టేజర్లు: 50 kV కానీ సురక్షితమైనవి. అయితే, అధిక వోల్టేజ్ నిరోధం ద్వారా కరెంట్ను బలవంతం చేయగలదు (V = IR), కాబట్టి అధిక వోల్టేజ్ తరచుగా అధిక కరెంట్ అని అర్థం. గుండె గుండా వెళ్లే >50 mA కరెంట్ ప్రాణాంతకం.
AC మరియు DC వోల్టేజ్ మధ్య తేడా ఏమిటి?
DC (డైరెక్ట్ కరెంట్) వోల్టేజ్ ఒక స్థిరమైన దిశను కలిగి ఉంటుంది: బ్యాటరీలు, USB, సోలార్ ప్యానెల్లు. AC (ఆల్టర్నేటింగ్ కరెంట్) వోల్టేజ్ దాని దిశను మారుస్తుంది: గోడ అవుట్లెట్లు (50/60 Hz). RMS వోల్టేజ్ (120V, 230V) సమర్థవంతమైన DC సమానం। చాలా పరికరాలు అంతర్గతంగా DC ని ఉపయోగిస్తాయి (AC అడాప్టర్లు మారుస్తాయి)।
దేశాలు వేర్వేరు వోల్టేజ్లను (120V vs 230V) ఎందుకు ఉపయోగిస్తాయి?
చారిత్రక కారణాలు। US 1880 లలో 110V ని ఎంచుకుంది (సురక్షితమైనది, తక్కువ ఇన్సులేషన్ అవసరం)। యూరప్ తరువాత 220-240V కు ప్రామాణీకరించింది (ఎక్కువ సమర్థవంతమైనది, తక్కువ రాగి)। రెండూ బాగా పనిచేస్తాయి। అధిక వోల్టేజ్ = ఒకే శక్తికి తక్కువ కరెంట్ = పలుచని వైర్లు। భద్రత మరియు సామర్థ్యం మధ్య ఒక రాజీ।
మీరు వోల్టేజ్లను కలిపి జోడించగలరా?
అవును, సీరీస్లో: సీరీస్లోని బ్యాటరీలు వాటి వోల్టేజ్లను కలుపుతాయి (1.5V + 1.5V = 3V)। సమాంతరంగా: వోల్టేజ్ అలాగే ఉంటుంది (1.5V + 1.5V = 1.5V, కానీ రెట్టింపు సామర్థ్యం)। కిర్చ్హాఫ్ వోల్టేజ్ నియమం: ఏదైనా లూప్లోని వోల్టేజ్లు సున్నాకి కలుస్తాయి (పెరుగుదలలు తగ్గుదలకు సమానం)।
పూర్తి సాధనాల డైరెక్టరీ
UNITS లో అందుబాటులో ఉన్న అన్ని 71 సాధనాలు