وولٹیج وہ 'برقی دباؤ' ہے جو ایک سرکٹ کے ذریعے کرنٹ کو دھکیلتا ہے۔ اسے پائپوں میں پانی کے دباؤ کی طرح سمجھیں۔ زیادہ وولٹیج = مضبوط دھکا۔ وولٹ (V) میں ماپا جاتا ہے۔ یہ کرنٹ یا پاور جیسا نہیں ہے!

• 1 وولٹ = 1 جول فی کولمب (فی چارج توانائی)
• وولٹیج کرنٹ کے بہاؤ کا سبب بنتا ہے (جیسے دباؤ پانی کے بہاؤ کا سبب بنتا ہے)
• دو پوائنٹس کے درمیان ماپا جاتا ہے (پوٹینشل فرق)
• زیادہ وولٹیج = فی چارج زیادہ توانائی

وولٹیج (V) = دباؤ، کرنٹ (I) = بہاؤ کی شرح، پاور (P) = توانائی کی شرح۔ P = V × I۔ 1A پر 12V = 12W۔ وہی پاور، مختلف وولٹیج/کرنٹ کے امتزاج ممکن ہیں۔

• وولٹیج = برقی دباؤ (V)
• کرنٹ = چارج کا بہاؤ (A)
• پاور = وولٹیج × کرنٹ (W)
• مزاحمت = وولٹیج ÷ کرنٹ (Ω، اوہم کا قانون)

DC (براہ راست کرنٹ) وولٹیج کی سمت مستقل ہوتی ہے: بیٹریاں (1.5V, 12V)۔ AC (متبادل کرنٹ) وولٹیج اپنی سمت تبدیل کرتا ہے: دیوار کی پاور (120V, 230V)۔ RMS وولٹیج = موثر DC کے برابر۔

• DC: مستقل وولٹیج (بیٹریاں، USB، سرکٹس)
• AC: متبادل وولٹیج (دیوار کی پاور، گرڈ)
• RMS = موثر وولٹیج (120V AC RMS ≈ 170V چوٹی)
• زیادہ تر آلات اندرونی طور پر DC کا استعمال کرتے ہیں (AC اڈاپٹر تبدیل کرتے ہیں)

وولٹ (V) برقی پوٹینشل کے لیے SI یونٹ ہے۔ واٹ اور ایمپیئر سے تعریف کی گئی ہے: 1 V = 1 W/A۔ نیز: 1 V = 1 J/C (فی چارج توانائی)۔ ایٹو سے گیگا تک کے سابقے تمام رینجز کا احاطہ کرتے ہیں۔

• 1 V = 1 W/A = 1 J/C (عین تعریفیں)
• پاور لائنوں کے لیے kV (110 kV, 500 kV)
• سینسرز، سگنلز کے لیے mV, µV
• کوانٹم پیمائش کے لیے fV, aV

W/A اور J/C تعریف کے مطابق وولٹ کے برابر ہیں۔ تعلقات دکھاتے ہیں: V = W/A (فی کرنٹ پاور)، V = J/C (فی چارج توانائی)۔ فزکس کو سمجھنے کے لیے مفید۔

• 1 V = 1 W/A (P = VI سے)
• 1 V = 1 J/C (تعریف)
• تینوں ایک جیسے ہیں
• ایک ہی مقدار پر مختلف نقطہ نظر

پرانے CGS سسٹم سے ایب وولٹ (EMU) اور سٹیٹ وولٹ (ESU)۔ جدید استعمال میں نایاب ہیں لیکن تاریخی فزکس کے متون میں ظاہر ہوتے ہیں۔ 1 سٹیٹ وولٹ ≈ 300 V; 1 ایب وولٹ = 10 nV۔

• 1 ایب وولٹ = 10⁻⁸ V (EMU)
• 1 سٹیٹ وولٹ ≈ 300 V (ESU)
• ناکارہ؛ SI وولٹ معیاری ہے
• صرف پرانی نصابی کتابوں میں ظاہر ہوتے ہیں

بنیادی تعلق: V = I × R۔ وولٹیج کرنٹ کو مزاحمت سے ضرب دینے کے برابر ہے۔ کوئی بھی دو جانیں، تیسرے کا حساب لگائیں۔ تمام سرکٹ تجزیے کی بنیاد۔

• V = I × R (وولٹیج = کرنٹ × مزاحمت)
• I = V / R (وولٹیج سے کرنٹ)
• R = V / I (پیمائش سے مزاحمت)
• مزاحموں کے لیے لکیری؛ ڈائیوڈز وغیرہ کے لیے غیر لکیری۔

کسی بھی بند لوپ میں، وولٹیج کا مجموعہ صفر ہوتا ہے۔ ایک دائرے میں چلنے کی طرح: اونچائی میں تبدیلیوں کا مجموعہ صفر ہوتا ہے۔ توانائی محفوظ رہتی ہے۔ سرکٹ تجزیے کے لیے ضروری۔

• کسی بھی لوپ کے ارد گرد ΣV = 0
• وولٹیج میں اضافہ = وولٹیج میں کمی
• سرکٹس میں توانائی کا تحفظ
• پیچیدہ سرکٹس کو حل کرنے کے لیے استعمال ہوتا ہے

برقی میدان E = V/d (فی فاصلہ وولٹیج)۔ کم فاصلے پر زیادہ وولٹیج = مضبوط میدان۔ بجلی: میٹروں پر لاکھوں وولٹ = MV/m میدان۔

• E = V / d (وولٹیج سے میدان)
• زیادہ وولٹیج + کم فاصلہ = مضبوط میدان
• بریک ڈاؤن: ہوا ~3 MV/m پر آئنائز ہوتی ہے
• ساکن جھٹکے: ملی میٹر پر کلو وولٹ

USB: 5V (USB-A), 9V, 20V (USB-C PD)۔ بیٹریاں: 1.5V (AA/AAA), 3.7V (Li-ion), 12V (کار)۔ منطق: 3.3V, 5V۔ لیپ ٹاپ چارجرز: عام طور پر 19V۔

• USB: 5V (2.5W) سے 20V (100W PD)
• فون کی بیٹری: 3.7-4.2V Li-ion
• لیپ ٹاپ: عام طور پر 19V DC
• منطق کی سطحیں: 0V (کم)، 3.3V/5V (زیادہ)

گھر: 120V (US), 230V (EU) AC۔ ترسیل: 110-765 kV (زیادہ وولٹیج = کم نقصان)۔ سب سٹیشنز تقسیم وولٹیج تک کم کرتے ہیں۔ حفاظت کے لیے گھروں کے قریب کم وولٹیج۔

• ترسیل: 110-765 kV (لمبی دوری)
• تقسیم: 11-33 kV (محلہ)
• گھر: 120V/230V AC (آؤٹ لیٹس)
• زیادہ وولٹیج = موثر ترسیل

ذرہ تیز کرنے والے: MV سے GV (LHC: 6.5 TeV)۔ ایکس رے: 50-150 kV۔ الیکٹران مائیکروسکوپ: 100-300 kV۔ بجلی: عام طور پر 100 MV۔ وان ڈی گراف: ~1 MV۔

• بجلی: ~100 MV (100 ملین وولٹ)
• ذرہ تیز کرنے والے: GV رینج
• ایکس رے ٹیوبز: 50-150 kV
• الیکٹران مائیکروسکوپ: 100-300 kV

ہر سابقہ قدم = ×1000 یا ÷1000۔ kV → V: ×1000۔ V → mV: ×1000۔ mV → µV: ×1000۔

• kV → V: 1,000 سے ضرب دیں
• V → mV: 1,000 سے ضرب دیں
• mV → µV: 1,000 سے ضرب دیں
• الٹا: 1,000 سے تقسیم کریں

P = V × I (پاور = وولٹیج × کرنٹ)۔ 2A پر 12V = 24W۔ 10A پر 120V = 1200W۔

• P = V × I (واٹ = وولٹ × ایمپیئر)
• 12V × 5A = 60W
• P = V² / R (اگر مزاحمت معلوم ہو)
• I = P / V (پاور سے کرنٹ)

V = I × R۔ دو کو جانیں، تیسرے کو تلاش کریں۔ 4Ω پر 12V = 3A۔ 5V ÷ 100mA = 50Ω۔

• V = I × R (وولٹ = ایمپیئر × اوہم)
• I = V / R (وولٹیج سے کرنٹ)
• R = V / I (مزاحمت)
• یاد رکھیں: I یا R کے لیے تقسیم کریں

USB-C 5A پر 20V فراہم کرتا ہے۔ پاور کیا ہے؟

P = V × I = 20V × 5A = 100W (USB پاور ڈیلیوری کی زیادہ سے زیادہ)

5V سپلائی، ایل ای ڈی کو 20mA پر 2V کی ضرورت ہے۔ کون سا مزاحم؟

وولٹیج ڈراپ = 5V - 2V = 3V۔ R = V/I = 3V ÷ 0.02A = 150Ω۔ 150Ω یا 180Ω معیار کا استعمال کریں۔

10 kV کی بجائے 500 kV پر کیوں ترسیل کریں؟

نقصان = I²R۔ وہی پاور P = VI، اس لیے I = P/V۔ 500 kV میں 50× کم کرنٹ ہے → 2500× کم نقصان (I² فیکٹر)!

عصبی خلیے -70 mV آرام کی صلاحیت کو برقرار رکھتے ہیں۔ ایکشن پوٹینشل ~100 m/s پر سگنل منتقل کرنے کے لیے +40 mV (110 mV کا جھول) تک چھلانگ لگاتا ہے۔ آپ کا دماغ 20W کا الیکٹرو کیمیکل کمپیوٹر ہے!

عام بجلی کی چمک: ~5 کلومیٹر پر ~100 MV = 20 kV/m میدان۔ لیکن کرنٹ (30 kA) اور مدت (<1 ms) نقصان کا سبب بنتے ہیں۔ توانائی: ~1 GJ، ایک گھر کو ایک مہینے کے لیے بجلی دے سکتی ہے—اگر ہم اسے پکڑ سکتے!

برقی اییل دفاع/شکار کے لیے 1A پر 600V خارج کر سکتی ہے۔ اس میں سیریز میں 6000+ الیکٹروسائٹس (حیاتیاتی بیٹریاں) ہیں۔ چوٹی کی پاور: 600W۔ شکار کو فوری طور پر بے ہوش کر دیتی ہے۔ فطرت کا ٹیزر!

USB-C PD 3.1: 48V × 5A = 240W تک۔ گیمنگ لیپ ٹاپ، مانیٹر، یہاں تک کہ کچھ پاور ٹولز کو بھی چارج کر سکتا ہے۔ آپ کے فون جیسا ہی کنیکٹر۔ ان سب پر حکومت کرنے کے لیے ایک کیبل!

پاور کا نقصان ∝ I²۔ زیادہ وولٹیج = وہی پاور کے لیے کم کرنٹ۔ 765 kV لائنیں 100 میل پر <1% کھو دیتی ہیں۔ 120V پر، آپ 1 میل میں سب کچھ کھو دیں گے! یہی وجہ ہے کہ گرڈ kV کا استعمال کرتا ہے۔

وان ڈی گراف جنریٹر 1 MV تک پہنچتے ہیں لیکن محفوظ ہیں—بہت کم کرنٹ۔ ساکن جھٹکا: 10-30 kV۔ ٹیزر: 50 kV۔ دل سے گزرنے والا کرنٹ (>100 mA) خطرناک ہے، وولٹیج نہیں۔ صرف وولٹیج نہیں مارتا۔

وولٹا نے بیٹری (وولٹائیک پائل) ایجاد کی۔ پہلا مسلسل وولٹیج کا ذریعہ۔ یونٹ کو بعد میں اس کے اعزاز میں 'وولٹ' کا نام دیا گیا۔

اوہم نے V = I × R دریافت کیا۔ اوہم کا قانون سرکٹ تھیوری کی بنیاد بن گیا۔ ابتدائی طور پر مسترد کر دیا گیا، اب بنیادی ہے۔

فیراڈے نے برقی مقناطیسی انڈکشن دریافت کیا۔ دکھاتا ہے کہ وولٹیج کو بدلتے ہوئے مقناطیسی میدانوں سے پیدا کیا جا سکتا ہے۔ جنریٹرز کو ممکن بناتا ہے۔

پہلی بین الاقوامی برقی کانگریس نے وولٹ کی تعریف کی: EMF جو 1 اوہم کے ذریعے 1 ایمپیئر پیدا کرتا ہے۔

ویسٹنگ ہاؤس نے نیاگرا آبشار پاور پلانٹ کا معاہدہ جیتا۔ AC نے 'کرنٹس کی جنگ' جیت لی۔ AC وولٹیج کو موثر طریقے سے تبدیل کیا جا سکتا ہے۔

CGPM نے وولٹ کو مطلق شرائط میں دوبارہ تعریف کیا۔ واٹ اور ایمپیئر پر مبنی۔ جدید SI تعریف قائم کی گئی۔

جوزفسن وولٹیج کا معیار۔ کوانٹم اثر وولٹ کو 10⁻⁹ کی درستگی کے ساتھ بیان کرتا ہے۔ پلانک کے مستقل اور فریکوئنسی پر مبنی۔

SI کی دوبارہ تعریف: وولٹ اب مقررہ پلانک کے مستقل سے ماخوذ ہے۔ عین تعریف، کسی طبیعی نمونے کی ضرورت نہیں۔

وولٹیج برقی دباؤ ہے (پانی کے دباؤ کی طرح)۔ کرنٹ بہاؤ کی شرح ہے (پانی کے بہاؤ کی طرح)۔ زیادہ وولٹیج کا مطلب زیادہ کرنٹ نہیں ہے۔ آپ کے پاس صفر کرنٹ کے ساتھ زیادہ وولٹیج (کھلا سرکٹ) یا کم وولٹیج کے ساتھ زیادہ کرنٹ (تار کے ذریعے شارٹ سرکٹ) ہو سکتا ہے۔

تاروں میں پاور کا نقصان ∝ I² (کرنٹ کا مربع)۔ وہی پاور P = VI کے لیے، زیادہ وولٹیج کا مطلب کم کرنٹ ہے۔ 765 kV میں وہی پاور کے لیے 120V سے 6,375× کم کرنٹ ہے → ~40 ملین گنا کم نقصان! یہی وجہ ہے کہ پاور لائنیں kV کا استعمال کرتی ہیں۔

نہیں، آپ کے جسم سے گزرنے والا کرنٹ مارتا ہے، وولٹیج نہیں۔ ساکن جھٹکے 10-30 kV ہیں لیکن محفوظ ہیں (<1 mA)۔ ٹیزر: 50 kV لیکن محفوظ ہیں۔ تاہم، زیادہ وولٹیج مزاحمت کے ذریعے کرنٹ کو مجبور کر سکتا ہے (V = IR)، اس لیے زیادہ وولٹیج کا اکثر مطلب زیادہ کرنٹ ہوتا ہے۔ دل سے گزرنے والا >50 mA کرنٹ مہلک ہے۔

DC (براہ راست کرنٹ) وولٹیج کی سمت مستقل ہوتی ہے: بیٹریاں، USB، سولر پینل۔ AC (متبادل کرنٹ) وولٹیج اپنی سمت تبدیل کرتا ہے: دیوار کے آؤٹ لیٹس (50/60 ہرٹز)۔ RMS وولٹیج (120V, 230V) موثر DC کے برابر ہے۔ زیادہ تر ڈیوائسز اندرونی طور پر DC کا استعمال کرتی ہیں (AC اڈاپٹر تبدیل کرتے ہیں)۔

تاریخی وجوہات۔ امریکہ نے 1880 کی دہائی میں 110V کا انتخاب کیا (زیادہ محفوظ، کم موصلیت کی ضرورت)۔ یورپ نے بعد میں 220-240V پر معیاری بنایا (زیادہ موثر، کم تانبا)۔ دونوں ٹھیک کام کرتے ہیں۔ زیادہ وولٹیج = وہی پاور کے لیے کم کرنٹ = پتلی تاریں۔ حفاظت اور کارکردگی کے درمیان ایک سمجھوتہ۔

ہاں، سیریز میں: سیریز میں بیٹریاں اپنے وولٹیج کو جوڑتی ہیں (1.5V + 1.5V = 3V)۔ متوازی میں: وولٹیج وہی رہتا ہے (1.5V + 1.5V = 1.5V، لیکن دوگنا صلاحیت)۔ کرچوف کا وولٹیج قانون: کسی بھی لوپ میں وولٹیج کا مجموعہ صفر ہوتا ہے (اضافہ کمی کے برابر ہوتا ہے)۔