برقی رو کنورٹر
برقی رو — نیورونز سے بجلی تک
الیکٹرانکس، پاور سسٹمز، اور فزکس میں برقی رو کی اکائیوں میں مہارت حاصل کریں۔ مائیکرو ایمپیئر سے میگا ایمپیئر تک، 30 آرڈرز آف میگنیٹیوڈ پر کرنٹ کے بہاؤ کو سمجھیں — سنگل الیکٹران ٹنلنگ سے لے کر بجلی گرنے تک۔ ایمپیئر کی 2019 کی کوانٹم ری ڈیفینیشن اور حقیقی دنیا کی ایپلی کیشنز کو دریافت کریں۔
برقی رو کی بنیادیں۔
کرنٹ کیا ہے؟
برقی رو چارج کا بہاؤ ہے، جیسے پانی پائپ میں بہتا ہے۔ زیادہ کرنٹ = زیادہ چارج فی سیکنڈ۔ ایمپیئر (A) میں ماپا جاتا ہے۔ سمت: مثبت سے منفی (روایتی)، یا الیکٹران کا بہاؤ (منفی سے مثبت)۔
- 1 ایمپیئر = 1 کولمب فی سیکنڈ (1 A = 1 C/s)۔
- کرنٹ بہاؤ کی شرح ہے، مقدار نہیں۔
- DC کرنٹ: مستقل سمت (بیٹریاں)۔
- AC کرنٹ: متبادل سمت (دیوار کی بجلی)۔
کرنٹ بمقابلہ وولٹیج بمقابلہ چارج
چارج (Q) = بجلی کی مقدار (کولمب)۔ کرنٹ (I) = چارج کے بہاؤ کی شرح (ایمپیئر)۔ وولٹیج (V) = چارج کو دھکیلنے والا دباؤ۔ پاور (P) = V × I (واٹ)۔ سبھی جڑے ہوئے ہیں لیکن مختلف ہیں!
- چارج Q = مقدار (کولمب)۔
- کرنٹ I = بہاؤ کی شرح (ایمپیئر = C/s)۔
- وولٹیج V = برقی دباؤ (وولٹ)۔
- کرنٹ ہائی سے لو وولٹیج کی طرف بہتا ہے۔
روایتی بمقابلہ الیکٹران کا بہاؤ
روایتی کرنٹ: مثبت سے منفی (تاریخی)۔ الیکٹران کا بہاؤ: منفی سے مثبت (حقیقی)۔ دونوں کام کرتے ہیں! الیکٹران دراصل حرکت کرتے ہیں، لیکن ہم روایتی سمت استعمال کرتے ہیں۔ اس سے حساب پر کوئی اثر نہیں پڑتا۔
- روایتی: + سے - (ڈایاگرام میں معیاری)۔
- الیکٹران کا بہاؤ: - سے + (جسمانی حقیقت)۔
- دونوں ایک ہی جواب دیتے ہیں۔
- سرکٹ کے تجزیے کے لیے روایتی استعمال کریں۔
- کرنٹ = چارج کے بہاؤ کی شرح (1 A = 1 C/s)۔
- وولٹیج کرنٹ کو بہنے کا سبب بنتا ہے (جیسے دباؤ)۔
- زیادہ کرنٹ = زیادہ چارج فی سیکنڈ۔
- پاور = وولٹیج × کرنٹ (P = VI)۔
کرنٹ کی پیمائش کا تاریخی ارتقاء
ابتدائی برقی دریافتیں (1600-1830)
کرنٹ کو چارج کے بہاؤ کے طور پر سمجھنے سے پہلے، سائنسدانوں نے جامد بجلی اور پراسرار 'برقی سیال' کا مطالعہ کیا۔ بیٹری کے انقلاب نے پہلی بار مسلسل کرنٹ کو ممکن بنایا۔
- 1600: ولیم گلبرٹ نے بجلی کو مقناطیسیت سے ممتاز کیا، 'الیکٹرک' کی اصطلاح وضع کی۔
- 1745: لیڈن جار ایجاد ہوا — پہلا کپیسیٹر، جامد چارج ذخیرہ کرتا ہے۔
- 1800: الیسانڈرو وولٹا نے وولٹیک پائل ایجاد کیا — پہلی بیٹری، پہلا مسلسل کرنٹ کا ذریعہ۔
- 1820: ہینس کرسچن اورسٹڈ نے دریافت کیا کہ کرنٹ مقناطیسی فیلڈ بناتا ہے — بجلی اور مقناطیسیت کو جوڑتا ہے۔
- 1826: جارج اوہم نے V = IR شائع کیا — کرنٹ کے لیے پہلا ریاضیاتی تعلق۔
- 1831: مائیکل فیراڈے نے برقی مقناطیسی انڈکشن دریافت کیا — بدلتی ہوئی فیلڈز کرنٹ پیدا کرتی ہیں۔
ایمپیئر کی تعریف کا ارتقاء (1881-2019)
ایمپیئر کی تعریف عملی سمجھوتوں سے بنیادی مستقلات تک تیار ہوئی، جو برقی مقناطیسیت اور کوانٹم فزکس کے بارے میں ہماری گہری سمجھ کی عکاسی کرتی ہے۔
- 1881: پہلی بین الاقوامی برقی کانگریس نے تجارتی استعمال کے لیے 'عملی ایمپیئر' کی تعریف کی۔
- 1893: شکاگو ورلڈز فیئر — AC/DC پیمائش کے لیے ایمپیئر کو معیاری بنایا۔
- 1948: CGPM نے متوازی کنڈکٹرز کے درمیان قوت سے ایمپیئر کی تعریف کی: 1 میٹر کے فاصلے پر 2×10⁻⁷ N/m قوت۔
- مسئلہ: کامل متوازی تاروں کی ضرورت تھی، عملی طور پر محسوس کرنا مشکل تھا۔
- 1990 کی دہائی: کوانٹم ہال اثر اور جوزفسن جنکشنز نے زیادہ درست پیمائش کو ممکن بنایا۔
- 2018: CGPM نے ابتدائی چارج سے ایمپیئر کی نئی تعریف کے لیے ووٹ دیا۔
2019 کا کوانٹم انقلاب — ابتدائی چارج کی تعریف
20 مئی، 2019 کو، ایمپیئر کی ابتدائی چارج (e) کی بنیاد پر نئی تعریف کی گئی، جس سے یہ مناسب کوانٹم آلات کے ساتھ کہیں بھی دوبارہ پیدا کیا جا سکتا ہے۔ اس نے 71 سالہ قوت پر مبنی تعریف کا خاتمہ کیا۔
- نئی تعریف: 1 A = (e / 1.602176634×10⁻¹⁹) الیکٹران فی سیکنڈ۔
- ابتدائی چارج e اب تعریف کے مطابق بالکل درست ہے (کوئی غیر یقینی صورتحال نہیں)۔
- 1 ایمپیئر = 6.241509074×10¹⁸ ابتدائی چارجز فی سیکنڈ کا بہاؤ۔
- کوانٹم کرنٹ کے معیارات: سنگل الیکٹران ٹنلنگ ڈیوائسز انفرادی الیکٹرانز کی گنتی کرتی ہیں۔
- جوزفسن جنکشنز: بنیادی مستقلات سے درست AC کرنٹ پیدا کرتے ہیں۔
- نتیجہ: کوانٹم آلات والی کوئی بھی لیب آزادانہ طور پر ایمپیئر کو محسوس کر سکتی ہے۔
2019 کی نئی تعریف عملی سمجھوتوں سے کوانٹم کی درستگی تک 138 سال کی ترقی کی نمائندگی کرتی ہے، جو اگلی نسل کے الیکٹرانکس اور پیمائش کی سائنس کو ممکن بناتی ہے۔
- نینو ٹیکنالوجی: کوانٹم کمپیوٹرز، سنگل الیکٹران ٹرانزسٹرز میں الیکٹران کے بہاؤ کا عین مطابق کنٹرول۔
- میٹرولوجی: قومی لیبز حوالہ جاتی نمونوں کے بغیر آزادانہ طور پر ایمپیئر کو محسوس کر سکتی ہیں۔
- الیکٹرانکس: سیمی کنڈکٹرز، سینسرز، پاور سسٹمز کے لیے بہتر کیلیبریشن معیارات۔
- طبی: امپلانٹس، برین کمپیوٹر انٹرفیس، تشخیصی آلات کے لیے زیادہ درست پیمائش۔
- بنیادی فزکس: تمام SI اکائیاں اب فطرت کے مستقلات سے بیان کی گئی ہیں — کوئی انسانی نمونے نہیں۔
یادداشت کے لیے معاونات اور فوری تبدیلی کی ترکیبیں۔
آسان ذہنی حساب
- 1000 کا اصول: ہر SI سابقہ = ×1000 یا ÷1000 (kA → A → mA → µA → nA)۔
- mA سے A شارٹ کٹ: 1000 سے تقسیم کریں → 250 mA = 0.25 A (اعشاریہ 3 بائیں طرف منتقل کریں)۔
- A سے mA شارٹ کٹ: 1000 سے ضرب دیں → 1.5 A = 1500 mA (اعشاریہ 3 دائیں طرف منتقل کریں)۔
- پاور سے کرنٹ: I = P / V → 60W بلب 120V پر = 0.5 A۔
- اوہم کے قانون کی ترکیب: I = V / R → 12V ÷ 4Ω = 3 A (وولٹیج کو مزاحمت سے تقسیم کریں)۔
- شناختی تبدیلیاں: 1 A = 1 C/s = 1 W/V (سب بالکل برابر ہیں)۔
اہم حفاظتی یادداشت کے لیے معاونات
کرنٹ مارتا ہے، وولٹیج نہیں۔ یہ حفاظتی حدیں آپ کی جان بچا سکتی ہیں — انہیں یاد کریں۔
- 1 mA (60 Hz AC): جھنجھناہٹ کا احساس، سمجھ کی حد۔
- 5 mA: زیادہ سے زیادہ 'محفوظ' کرنٹ، چھوڑنے کی حد قریب آتی ہے۔
- 10-20 mA: پٹھوں کا کنٹرول کھونا، چھوڑ نہیں سکتے (مسلسل گرفت)۔
- 50 mA: شدید درد، ممکنہ سانس کی گرفتاری۔
- 100-200 mA: وینٹریکولر فبریلیشن (دل کا رک جانا)، عام طور پر مہلک۔
- 1-5 A: مسلسل فبریلیشن، شدید جلن، دل کا دورہ۔
- یاد رکھیں: AC اسی کرنٹ کی سطح پر DC سے 3-5 گنا زیادہ خطرناک ہے۔
عملی سرکٹ کے فارمولے
- اوہم کا قانون: I = V / R (وولٹیج اور مزاحمت سے کرنٹ معلوم کریں)۔
- پاور فارمولا: I = P / V (پاور اور وولٹیج سے کرنٹ معلوم کریں)۔
- سیریز سرکٹس: ہر جگہ ایک ہی کرنٹ (I₁ = I₂ = I₃)۔
- متوازی سرکٹس: جنکشنز پر کرنٹ جمع ہوتے ہیں (I_total = I₁ + I₂ + I₃)۔
- ایل ای ڈی کرنٹ کی حد بندی: R = (V_supply - V_LED) / I_LED۔
- وائر گیج کا اصول: 15A کے لیے 14 AWG، 20A کے لیے کم از کم 12 AWG کی ضرورت ہے۔
- کرنٹ اور وولٹیج کو الجھانا: وولٹیج دباؤ ہے، کرنٹ بہاؤ کی شرح ہے — مختلف تصورات!
- تار کی درجہ بندی سے تجاوز کرنا: پتلی تاریں زیادہ گرم ہوتی ہیں، موصلیت پگھلاتی ہیں، آگ کا سبب بنتی ہیں — AWG ٹیبلز چیک کریں۔
- کرنٹ کی غلط پیمائش: ایمیٹر سیریز میں جاتا ہے (سرکٹ کو توڑتا ہے)، وولٹ میٹر متوازی میں جاتا ہے۔
- AC RMS بمقابلہ چوٹی کو نظر انداز کرنا: 120V AC RMS ≠ 120V چوٹی (دراصل 170V)۔ حساب کے لیے RMS استعمال کریں۔
- شارٹ سرکٹس: صفر مزاحمت = نظریاتی طور پر لامحدود کرنٹ = آگ/دھماکہ/نقصان۔
- یہ فرض کرنا کہ ایل ای ڈی وولٹیج کرنٹ کا تعین کرتا ہے: ایل ای ڈیز کو کرنٹ محدود کرنے والے ریزسٹرز یا مستقل کرنٹ ڈرائیورز کی ضرورت ہوتی ہے۔
کرنٹ اسکیل: سنگل الیکٹرانز سے بجلی تک
| اسکیل / کرنٹ | نمائندہ اکائیاں | عام ایپلی کیشنز | حقیقی دنیا کی مثالیں۔ |
|---|---|---|---|
| 0.16 aA | ایٹو ایمپیئر (aA) | سنگل الیکٹران ٹنلنگ، نظریاتی کوانٹم حد۔ | 1 الیکٹران فی سیکنڈ ≈ 0.16 aA۔ |
| 1-10 pA | پیکو ایمپیئر (pA) | آئن چینلز، ٹنلنگ مائیکروسکوپی، مالیکیولر الیکٹرانکس۔ | حیاتیاتی جھلی کے آئن چینل کے کرنٹ۔ |
| ~10 nA | نینو ایمپیئر (nA) | عصبی تحریکیں، انتہائی کم طاقت والے سینسرز، بیٹری کا رساؤ۔ | نیورونز میں ایکشن پوٹینشل کی چوٹی۔ |
| 10-100 µA | مائیکرو ایمپیئر (µA) | گھڑی کی بیٹریاں، درست آلات، حیاتیاتی سگنلز۔ | عام گھڑی کا کرنٹ ڈرا۔ |
| 2-20 mA | ملی ایمپیئر (mA) | ایل ای ڈیز، سینسرز، کم طاقت والے سرکٹس، آرڈوینو پروجیکٹس۔ | معیاری ایل ای ڈی انڈیکیٹر (20 mA)۔ |
| 0.5-5 A | ایمپیئر (A) | صارفین کے الیکٹرانکس، یو ایس بی چارجنگ، گھریلو آلات۔ | یو ایس بی-سی فاسٹ چارجنگ (3 A)، لیپ ٹاپ پاور (4 A)۔ |
| 15-30 A | ایمپیئر (A) | گھریلو سرکٹس، بڑے آلات، الیکٹرک گاڑیوں کی چارجنگ۔ | معیاری سرکٹ بریکر (15 A)، ای وی لیول 2 چارجر (32 A)۔ |
| 100-400 A | ایمپیئر (A) | آرک ویلڈنگ، کار اسٹارٹرز، صنعتی موٹرز۔ | اسٹک ویلڈنگ (100-400 A)، کار اسٹارٹر موٹر (200-400 A)۔ |
| 1-100 kA | کلو ایمپیئر (kA) | بجلی، اسپاٹ ویلڈنگ، بڑی موٹرز، ریل سسٹمز۔ | اوسط بجلی کا جھٹکا (20-30 kA)، اسپاٹ ویلڈنگ کی دالیں۔ |
| 1-3 MA | میگا ایمپیئر (MA) | برقی مقناطیسی ریل گنز، فیوژن ری ایکٹرز، انتہائی فزکس۔ | ریل گن پروجیکٹائل ایکسلریشن (مائیکرو سیکنڈز کے لیے 1-3 MA)۔ |
یونٹ سسٹمز کی وضاحت
SI اکائیاں — ایمپیئر
ایمپیئر (A) کرنٹ کی SI بنیادی اکائی ہے۔ سات بنیادی SI اکائیوں میں سے ایک۔ 2019 سے ابتدائی چارج سے تعریف کی گئی ہے۔ ایٹو سے میگا تک کے سابقے تمام رینجز کا احاطہ کرتے ہیں۔
- 1 A = 1 C/s (عین تعریف)۔
- kA ہائی پاور کے لیے (ویلڈنگ، بجلی)۔
- mA, µA الیکٹرانکس، سینسرز کے لیے۔
- fA, aA کوانٹم، سنگل الیکٹران ڈیوائسز کے لیے۔
تعریفی اکائیاں
C/s اور W/V تعریف کے مطابق ایمپیئر کے برابر ہیں۔ C/s چارج کے بہاؤ کو دکھاتا ہے۔ W/V پاور/وولٹیج سے کرنٹ کو دکھاتا ہے۔ تینوں ایک جیسے ہیں۔
- 1 A = 1 C/s (تعریف)۔
- 1 A = 1 W/V (P = VI سے)۔
- تینوں ایک جیسے ہیں۔
- کرنٹ پر مختلف نقطہ نظر۔
میراثی CGS اکائیاں
ابیمپیئر (EMU) اور سٹیٹیمپیئر (ESU) پرانے CGS سسٹم سے ہیں۔ بائیوٹ = ابیمپیئر۔ آج کل نایاب ہیں لیکن پرانی فزکس کی کتابوں میں نظر آتے ہیں۔ 1 ابیمپیئر = 10 A؛ 1 سٹیٹیمپیئر ≈ 3.34×10⁻¹⁰ A۔
- 1 ابیمپیئر = 10 A (EMU)۔
- 1 بائیوٹ = 10 A (ابیمپیئر کے برابر)۔
- 1 سٹیٹیمپیئر ≈ 3.34×10⁻¹⁰ A (ESU)۔
- متروک؛ SI ایمپیئر معیاری ہے۔
کرنٹ کی فزکس
اوہم کا قانون
I = V / R (کرنٹ = وولٹیج ÷ مزاحمت)۔ وولٹیج اور مزاحمت معلوم کریں، کرنٹ تلاش کریں۔ تمام سرکٹ کے تجزیے کی بنیاد۔ ریزسٹرز کے لیے لکیری۔
- I = V / R (وولٹیج سے کرنٹ)۔
- V = I × R (کرنٹ سے وولٹیج)۔
- R = V / I (پیمائش سے مزاحمت)۔
- پاور کی کھپت: P = I²R۔
کرچوف کا کرنٹ کا قانون
کسی بھی جنکشن پر، اندر آنے والا کرنٹ = باہر جانے والا کرنٹ۔ Σ I = 0 (کرنٹ کا مجموعہ = صفر)۔ چارج محفوظ ہے۔ متوازی سرکٹس کے تجزیے کے لیے ضروری ہے۔
- کسی بھی نوڈ پر ΣI = 0۔
- اندر آنے والا کرنٹ = باہر جانے والا کرنٹ۔
- چارج کا تحفظ۔
- پیچیدہ سرکٹس کو حل کرنے کے لیے استعمال ہوتا ہے۔
مائیکروسکوپک تصویر
کرنٹ = چارج کیریئرز کی ڈرفٹ رفتار۔ دھاتوں میں: الیکٹران آہستہ حرکت کرتے ہیں (≈mm/s) لیکن سگنل روشنی کی رفتار سے پھیلتا ہے۔ کیریئرز کی تعداد × رفتار = کرنٹ۔
- I = n × q × v × A (مائیکروسکوپک)۔
- n = کیریئر کی کثافت، v = ڈرفٹ رفتار۔
- الیکٹران آہستہ حرکت کرتے ہیں، سگنل تیز ہے۔
- سیمی کنڈکٹرز میں: الیکٹران + ہولز۔
کرنٹ کے بینچ مارکس
| سیاق و سباق | کرنٹ | نوٹس |
|---|---|---|
| سنگل الیکٹران | ~0.16 aA | 1 الیکٹران فی سیکنڈ |
| آئن چینل | ~1-10 pA | حیاتیاتی جھلی |
| عصبی تحریک | ~10 nA | ایکشن پوٹینشل کی چوٹی |
| ایل ای ڈی انڈیکیٹر | 2-20 mA | کم طاقت والا ایل ای ڈی |
| یو ایس بی 2.0 | 0.5 A | معیاری یو ایس بی پاور |
| فون چارجنگ | 1-3 A | فاسٹ چارجنگ عام |
| گھریلو سرکٹ | 15 A | معیاری بریکر (امریکا) |
| الیکٹرک کار چارجنگ | 32-80 A | لیول 2 ہوم چارجر |
| آرک ویلڈنگ | 100-400 A | اسٹک ویلڈنگ عام |
| کار اسٹارٹر موٹر | 100-400 A | چوٹی کرینکنگ کرنٹ |
| بجلی گرنا | 20-30 kA | اوسط جھٹکا |
| اسپاٹ ویلڈنگ | 1-100 kA | مختصر پلس |
| نظریاتی زیادہ سے زیادہ | >1 MA | ریل گنز، انتہائی فزکس |
عام کرنٹ کی سطحیں۔
| ڈیوائس / سیاق و سباق | عام کرنٹ | وولٹیج | پاور |
|---|---|---|---|
| گھڑی کی بیٹری | 10-50 µA | 3V | ~0.1 mW |
| ایل ای ڈی انڈیکیٹر | 10-20 mA | 2V | 20-40 mW |
| آرڈوینو/MCU | 20-100 mA | 5V | 0.1-0.5 W |
| یو ایس بی ماؤس/کی بورڈ | 50-100 mA | 5V | 0.25-0.5 W |
| فون چارجنگ (سست) | 1 A | 5V | 5 W |
| فون چارجنگ (تیز) | 3 A | 9V | 27 W |
| لیپ ٹاپ | 3-5 A | 19V | 60-100 W |
| ڈیسک ٹاپ پی سی | 5-10 A | 12V | 60-120 W |
| مائیکروویو | 10-15 A | 120V | 1200-1800 W |
| الیکٹرک کار چارجنگ | 32 A | 240V | 7.7 kW |
حقیقی دنیا کی ایپلی کیشنز
صارفین کے الیکٹرانکس
یو ایس بی: 0.5-3 A (معیاری سے فاسٹ چارجنگ)۔ فون چارجنگ: 1-3 A عام۔ لیپ ٹاپ: 3-5 A۔ ایل ای ڈی: 20 mA عام۔ زیادہ تر ڈیوائسز mA سے A کی رینج استعمال کرتی ہیں۔
- یو ایس بی 2.0: 0.5 A زیادہ سے زیادہ۔
- یو ایس بی 3.0: 0.9 A زیادہ سے زیادہ۔
- یو ایس بی-سی پی ڈی: 5 A تک (100W @ 20V)۔
- فون فاسٹ چارجنگ: 2-3 A عام۔
گھریلو اور پاور
گھریلو سرکٹس: 15-20 A بریکرز (امریکا)۔ لائٹ بلب: 0.5-1 A۔ مائیکروویو: 10-15 A۔ ایئر کنڈیشنر: 15-30 A۔ الیکٹرک کار چارجنگ: 30-80 A (لیول 2)۔
- معیاری آؤٹ لیٹ: 15 A سرکٹ۔
- بڑے آلات: 20-50 A۔
- الیکٹرک کار: 30-80 A (لیول 2)۔
- پورا گھر: 100-200 A سروس۔
صنعتی اور انتہائی
ویلڈنگ: 100-400 A (اسٹک)، 1000+ A (اسپاٹ)۔ بجلی: 20-30 kA اوسط، 200 kA چوٹی۔ ریل گنز: میگا ایمپیئرز۔ سپر کنڈکٹنگ میگنیٹس: 10+ kA مستقل۔
- آرک ویلڈنگ: 100-400 A۔
- اسپاٹ ویلڈنگ: 1-100 kA پلسز۔
- بجلی: 20-30 kA عام۔
- تجرباتی: MA رینج (ریل گنز)۔
فوری تبدیلی کا حساب
SI سابقوں کی فوری تبدیلیاں
ہر سابقہ قدم = ×1000 یا ÷1000۔ kA → A: ×1000۔ A → mA: ×1000۔ mA → µA: ×1000۔
- kA → A: 1,000 سے ضرب دیں۔
- A → mA: 1,000 سے ضرب دیں۔
- mA → µA: 1,000 سے ضرب دیں۔
- الٹا: 1,000 سے تقسیم کریں۔
پاور سے کرنٹ
I = P / V (کرنٹ = پاور ÷ وولٹیج)۔ 60W بلب 120V پر = 0.5 A۔ 1200W مائیکروویو 120V پر = 10 A۔
- I = P / V (ایمپس = واٹس ÷ وولٹس)۔
- 60W ÷ 120V = 0.5 A۔
- P = V × I (کرنٹ سے پاور)۔
- V = P / I (پاور سے وولٹیج)۔
اوہم کے قانون کی فوری جانچ
I = V / R۔ وولٹیج اور مزاحمت معلوم کریں، کرنٹ تلاش کریں۔ 12V 4Ω پر = 3 A۔ 5V 1kΩ پر = 5 mA۔
- I = V / R (ایمپس = وولٹس ÷ اوہمز)۔
- 12V ÷ 4Ω = 3 A۔
- 5V ÷ 1000Ω = 5 mA (= 0.005 A)۔
- یاد رکھیں: کرنٹ کے لیے تقسیم کریں۔
تبدیلیاں کیسے کام کرتی ہیں۔
- مرحلہ 1: ماخذ → ایمپیئر کو toBase فیکٹر کا استعمال کرتے ہوئے تبدیل کریں۔
- مرحلہ 2: ایمپیئر → ہدف کو ہدف کے toBase فیکٹر کا استعمال کرتے ہوئے تبدیل کریں۔
- متبادل: براہ راست فیکٹر استعمال کریں (kA → A: 1000 سے ضرب دیں)۔
- سمجھداری کی جانچ: 1 kA = 1000 A, 1 mA = 0.001 A۔
- یاد رکھیں: C/s اور W/V A کے برابر ہیں۔
عام تبدیلی کا حوالہ
| سے | تک | ضرب دیں | مثال |
|---|---|---|---|
| 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 (شناخت) |
| A | W/V | 1 | 10 A = 10 W/V (شناخت) |
| kA | MA | 0.001 | 1000 kA = 1 MA |
| abampere | A | 10 | 1 ابیمپیئر = 10 A |
فوری مثالیں۔
حل شدہ مسائل
یو ایس بی پاور کا حساب
یو ایس بی پورٹ 5V فراہم کرتا ہے۔ ڈیوائس 500 mA کھینچتی ہے۔ پاور کیا ہے؟
P = V × I = 5V × 0.5A = 2.5W (معیاری یو ایس بی 2.0)۔
ایل ای ڈی کرنٹ کی حد بندی
5V سپلائی، ایل ای ڈی کو 20 mA اور 2V کی ضرورت ہے۔ کون سا ریزسٹر؟
وولٹیج ڈراپ = 5V - 2V = 3V۔ R = V/I = 3V ÷ 0.02A = 150Ω۔ 150Ω یا 180Ω استعمال کریں۔
سرکٹ بریکر کا سائز
تین ڈیوائسز: 5A, 8A, 3A ایک ہی سرکٹ پر۔ کون سا بریکر؟
کل = 5 + 8 + 3 = 16A۔ 20A بریکر استعمال کریں (حفاظتی مارجن کے لیے اگلا معیاری سائز)۔
بچنے کے لیے عام غلطیاں
- **کرنٹ مارتا ہے، وولٹیج نہیں**: دل سے 100 mA مہلک ہو سکتا ہے۔ ہائی وولٹیج خطرناک ہے کیونکہ یہ کرنٹ کو مجبور کر سکتا ہے، لیکن کرنٹ نقصان پہنچاتا ہے۔
- **AC بمقابلہ DC کرنٹ**: 60 Hz AC اسی سطح پر DC سے 3-5 گنا زیادہ خطرناک ہے۔ AC پٹھوں کو لاک کرتا ہے۔ AC حساب کے لیے RMS کرنٹ استعمال کیا جاتا ہے۔
- **تار کی موٹائی اہمیت رکھتی ہے**: پتلی تاریں زیادہ کرنٹ برداشت نہیں کر سکتیں (گرمی، آگ کا خطرہ)۔ وائر گیج ٹیبلز استعمال کریں۔ 15A کے لیے کم از کم 14 AWG کی ضرورت ہے۔
- **درجہ بندی سے تجاوز نہ کریں**: اجزاء کی زیادہ سے زیادہ کرنٹ کی درجہ بندی ہوتی ہے۔ ایل ای ڈیز جل جاتی ہیں، تاریں پگھل جاتی ہیں، فیوز اڑ جاتے ہیں، ٹرانزسٹرز ناکام ہو جاتے ہیں۔ ہمیشہ ڈیٹا شیٹ چیک کریں۔
- **سیریز کرنٹ ایک جیسا ہوتا ہے**: سیریز سرکٹ میں، کرنٹ ہر جگہ ایک جیسا ہوتا ہے۔ متوازی میں، جنکشنز پر کرنٹ جمع ہوتے ہیں (کرچوف)۔
- **شارٹ سرکٹس**: صفر مزاحمت = لامحدود کرنٹ (نظریاتی طور پر)۔ حقیقت میں: ماخذ سے محدود، نقصان/آگ کا سبب بنتا ہے۔ ہمیشہ سرکٹس کی حفاظت کریں۔
کرنٹ کے بارے میں دلچسپ حقائق
آپ کا جسم ~100 µA چلاتا ہے۔
زمین پر کھڑے، آپ کے جسم میں مسلسل ~100 µA لیکیج کرنٹ زمین کی طرف ہوتا ہے۔ EM فیلڈز، جامد چارجز، ریڈیو لہروں سے۔ بالکل محفوظ اور نارمل۔ ہم برقی مخلوق ہیں!
بجلی 20,000-200,000 ایمپیئر ہے۔
اوسط بجلی کا جھٹکا: 20-30 kA (20,000 A)۔ چوٹی 200 kA تک پہنچ سکتی ہے۔ لیکن دورانیہ <1 ملی سیکنڈ ہے۔ کل چارج: صرف ~15 کولمب۔ ہائی کرنٹ، مختصر وقت = زندہ بچا جا سکتا ہے (کبھی کبھی)۔
انسانی درد کی حد: 1 mA۔
1 mA 60 Hz AC: جھنجھناہٹ کا احساس۔ 10 mA: پٹھوں کا کنٹرول کھونا۔ 100 mA: وینٹریکولر فبریلیشن (مہلک)۔ 1 A: شدید جلن، دل کا دورہ۔ کرنٹ کا راستہ اہمیت رکھتا ہے—دل کے پار سب سے برا ہے۔
سپر کنڈکٹرز: لامحدود کرنٹ؟
صفر مزاحمت = لامحدود کرنٹ؟ بالکل نہیں۔ سپر کنڈکٹرز میں 'کریٹیکل کرنٹ' ہوتا ہے—اس سے تجاوز کریں، سپر کنڈکٹیویٹی ٹوٹ جاتی ہے۔ ITER فیوژن ری ایکٹر: سپر کنڈکٹنگ کوائلز میں 68 kA۔ کوئی گرمی نہیں، کوئی نقصان نہیں!
ایل ای ڈی کرنٹ اہم ہے۔
ایل ای ڈیز کرنٹ سے چلتی ہیں، وولٹیج سے نہیں۔ ایک ہی وولٹیج، مختلف کرنٹ = مختلف چمک۔ بہت زیادہ کرنٹ؟ ایل ای ڈی فوراً مر جاتا ہے۔ ہمیشہ کرنٹ محدود کرنے والا ریزسٹر یا مستقل کرنٹ ڈرائیور استعمال کریں۔
ریل گنز کو میگا ایمپیئرز کی ضرورت ہوتی ہے۔
برقی مقناطیسی ریل گنز: مائیکرو سیکنڈز کے لیے 1-3 MA (ملین ایمپیئرز)۔ لورینٹز قوت پروجیکٹائل کو مچ 7+ تک تیز کرتی ہے۔ بڑے کپیسیٹر بینکس کی ضرورت ہوتی ہے۔ مستقبل کا بحری ہتھیار۔
تاریخی ارتقاء
1800
وولٹا نے بیٹری ایجاد کی۔ مسلسل برقی رو کا پہلا ذریعہ۔ ابتدائی برقی تجربات کو ممکن بنایا۔
1820
اورسٹڈ نے دریافت کیا کہ کرنٹ مقناطیسی فیلڈ بناتا ہے۔ بجلی اور مقناطیسیت کو جوڑتا ہے۔ برقی مقناطیسیت کی بنیاد۔
1826
اوہم نے V = IR شائع کیا۔ اوہم کا قانون وولٹیج، کرنٹ، مزاحمت کے درمیان تعلق کو بیان کرتا ہے۔ ابتدائی طور پر مسترد، اب بنیادی۔
1831
فیراڈے نے برقی مقناطیسی انڈکشن دریافت کیا۔ بدلتی ہوئی مقناطیسی فیلڈ کرنٹ پیدا کرتی ہے۔ جنریٹرز اور ٹرانسفارمرز کو ممکن بنایا۔
1881
پہلی بین الاقوامی برقی کانگریس نے ایمپیئر کو کرنٹ کی 'عملی اکائی' کے طور پر بیان کیا۔
1893
ٹیسلا کے AC سسٹم نے ورلڈز فیئر میں 'کرنٹس کی جنگ' جیت لی۔ AC کرنٹ کو تبدیل کیا جا سکتا ہے، DC نہیں (اس وقت)۔
1948
CGPM نے ایمپیئر کی تعریف کی: 'مستقل کرنٹ جو متوازی کنڈکٹرز کے درمیان 2×10⁻⁷ N/m قوت پیدا کرتا ہے۔'
2019
SI کی نئی تعریف: ایمپیئر اب ابتدائی چارج (e) سے بیان کیا جاتا ہے۔ 1 A = (e/1.602×10⁻¹⁹) الیکٹران فی سیکنڈ۔ تعریف کے مطابق بالکل درست۔
پرو ٹپس
- **فوری mA سے A**: 1000 سے تقسیم کریں۔ 250 mA = 0.25 A۔
- **متوازی میں کرنٹ جمع ہوتا ہے**: دو 5A شاخیں = کل 10A۔ سیریز: ہر جگہ ایک ہی کرنٹ۔
- **وائر گیج چیک کریں**: 15A کے لیے کم از کم 14 AWG کی ضرورت ہے۔ 20A کے لیے 12 AWG۔ آگ کا خطرہ مول نہ لیں۔
- **سیریز میں کرنٹ کی پیمائش کریں**: ایمیٹر کرنٹ کے راستے میں جاتا ہے (سرکٹ کو توڑتا ہے)۔ وولٹ میٹر متوازی میں جاتا ہے۔
- **AC RMS بمقابلہ چوٹی**: 120V AC RMS → 170V چوٹی۔ کرنٹ بھی وہی ہے: حساب کے لیے RMS۔
- **فیوز کا تحفظ**: فیوز کی درجہ بندی عام کرنٹ کا 125% ہونی چاہیے۔ شارٹس سے بچاتا ہے۔
- **سائنسی نوٹیشن خودکار**: 1 µA سے کم یا 1 GA سے زیادہ کی قدریں پڑھنے کی اہلیت کے لیے سائنسی نوٹیشن کے طور پر ظاہر ہوتی ہیں۔
مکمل اکائیوں کا حوالہ
SI اکائیاں
| اکائی کا نام | علامت | ایمپیئر کے برابر | استعمال کے نوٹس |
|---|---|---|---|
| ایمپیئر | A | 1 A (base) | SI بنیادی اکائی؛ 1 A = 1 C/s = 1 W/V (بالکل درست)۔ |
| میگا ایمپیئر | MA | 1.0 MA | بجلی (~20-30 kA)، ریل گنز، انتہائی صنعتی سسٹمز۔ |
| کلو ایمپیئر | kA | 1.0 kA | ویلڈنگ (100-400 A)، بڑی موٹرز، صنعتی پاور سسٹمز۔ |
| ملی ایمپیئر | mA | 1.0000 mA | ایل ای ڈیز (20 mA)، کم طاقت والے سرکٹس، سینسر کے کرنٹ۔ |
| مائیکرو ایمپیئر | µA | 1.0000 µA | حیاتیاتی سگنلز، درست آلات، بیٹری کا رساؤ۔ |
| نینو ایمپیئر | nA | 1.000e-9 A | عصبی تحریکیں، آئن چینلز، انتہائی کم طاقت والے ڈیوائسز۔ |
| پیکو ایمپیئر | pA | 1.000e-12 A | سنگل مالیکیول کی پیمائش، ٹنلنگ مائیکروسکوپی۔ |
| فیمٹو ایمپیئر | fA | 1.000e-15 A | آئن چینل کا مطالعہ، مالیکیولر الیکٹرانکس، کوانٹم ڈیوائسز۔ |
| ایٹو ایمپیئر | aA | 1.000e-18 A | سنگل الیکٹران ٹنلنگ، نظریاتی کوانٹم حد۔ |
عام اکائیاں
| اکائی کا نام | علامت | ایمپیئر کے برابر | استعمال کے نوٹس |
|---|---|---|---|
| کولمب فی سیکنڈ | C/s | 1 A (base) | ایمپیئر کے برابر: 1 A = 1 C/s۔ چارج کے بہاؤ کی تعریف دکھاتا ہے۔ |
| واٹ فی وولٹ | W/V | 1 A (base) | ایمپیئر کے برابر: 1 A = 1 W/V P = VI سے۔ پاور کا تعلق۔ |
میراثی اور سائنسی
| اکائی کا نام | علامت | ایمپیئر کے برابر | استعمال کے نوٹس |
|---|---|---|---|
| ایب ایمپیئر (EMU) | abA | 10.0 A | CGS-EMU اکائی = 10 A۔ متروک برقی مقناطیسی اکائی۔ |
| سٹیٹ ایمپیئر (ESU) | statA | 3.336e-10 A | CGS-ESU اکائی ≈ 3.34×10⁻¹⁰ A۔ متروک برقی جامد اکائی۔ |
| بائیوٹ | Bi | 10.0 A | ابیمپیئر کا متبادل نام = 10 A۔ CGS برقی مقناطیسی اکائی۔ |
اکثر پوچھے جانے والے سوالات
کرنٹ اور وولٹیج میں کیا فرق ہے؟
وولٹیج برقی دباؤ ہے (جیسے پانی کا دباؤ)۔ کرنٹ بہاؤ کی شرح ہے (جیسے پانی کا بہاؤ)۔ ہائی وولٹیج کا مطلب ہائی کرنٹ نہیں ہے۔ آپ کے پاس 10,000V کے ساتھ 1 mA (جامد جھٹکا) ہو سکتا ہے، یا 12V کے ساتھ 100 A (کار اسٹارٹر)۔ وولٹیج دھکیلتا ہے، کرنٹ بہتا ہے۔
کون سا زیادہ خطرناک ہے: وولٹیج یا کرنٹ؟
کرنٹ مارتا ہے، وولٹیج نہیں۔ آپ کے دل سے 100 mA مہلک ہو سکتا ہے۔ لیکن ہائی وولٹیج آپ کے جسم سے کرنٹ کو مجبور کر سکتا ہے (V = IR)۔ اسی لیے ہائی وولٹیج خطرناک ہے—یہ آپ کے جسم کی مزاحمت پر قابو پاتا ہے۔ کرنٹ قاتل ہے، وولٹیج سہولت کار ہے۔
AC کرنٹ DC سے مختلف کیوں محسوس ہوتا ہے؟
60 Hz AC پاور گرڈ کی فریکوئنسی پر پٹھوں کے سکڑاؤ کا سبب بنتا ہے۔ چھوڑ نہیں سکتے (پٹھوں کا لاک)۔ DC ایک ہی جھٹکا دیتا ہے۔ AC اسی کرنٹ کی سطح پر 3-5 گنا زیادہ خطرناک ہے۔ نیز: AC RMS ویلیو = موثر DC کے برابر (120V AC RMS ≈ 170V چوٹی)۔
ایک عام گھر کتنا کرنٹ استعمال کرتا ہے؟
پورا گھر: 100-200 A سروس پینل۔ ایک آؤٹ لیٹ: 15 A سرکٹ۔ لائٹ بلب: 0.5 A۔ مائیکروویو: 10-15 A۔ ایئر کنڈیشنر: 15-30 A۔ الیکٹرک کار چارجر: 30-80 A۔ کل مختلف ہوتا ہے، لیکن پینل زیادہ سے زیادہ کو محدود کرتا ہے۔
کیا وولٹیج کے بغیر کرنٹ ہو سکتا ہے؟
سپر کنڈکٹرز میں، ہاں! صفر مزاحمت کا مطلب ہے کہ کرنٹ صفر وولٹیج پر بہتا ہے (V = IR = 0)۔ مستقل کرنٹ ہمیشہ بہہ سکتا ہے۔ عام کنڈکٹرز میں، نہیں—آپ کو کرنٹ کو دھکیلنے کے لیے وولٹیج کی ضرورت ہوتی ہے۔ وولٹیج ڈراپ = کرنٹ × مزاحمت۔
یو ایس بی 0.5-5 A تک کیوں محدود ہے؟
یو ایس بی کیبل پتلی ہوتی ہے (زیادہ مزاحمت)۔ بہت زیادہ کرنٹ = زیادہ گرمی۔ یو ایس بی 2.0: 0.5 A (2.5W)۔ یو ایس بی 3.0: 0.9 A۔ یو ایس بی-سی پی ڈی: 5 A تک (100W)۔ موٹی تاریں، بہتر کولنگ، اور فعال گفت و شنید زیادہ کرنٹ کو محفوظ طریقے سے ممکن بناتی ہے۔
مکمل ٹول ڈائرکٹری
UNITS پر دستیاب تمام 71 ٹولز