ভোল্ট
SI উদ্ভূত একক · রাশি: বিভব পার্থক্য
01 · সংজ্ঞা
ভোল্টা দস্তা, তামা আর ভেজা পিচবোর্ড একটির উপর আরেকটি সাজালেন — আর পেলেন সমপ্রবাহের প্রথম উৎস। তাঁর আগে বিদ্যুৎকে কেবল জমানো আর স্ফুলিঙ্গে ছেড়ে দেওয়াই জানা ছিল।
এক ভোল্ট হল সেই বিভব পার্থক্য যাতে এক অ্যাম্পিয়ার প্রবাহ এক ওয়াট ক্ষমতা বয়ে নিয়ে যায়। অন্য কথায়, এমন অংশ পেরোনো প্রতি কুলম্ব আধান এক জুল কাজ ছেড়ে দেয়। বিভব পার্থক্য কোনো জায়গার ধর্ম নয়, দুই বিন্দুর মধ্যেকার পার্থক্য: দ্বিতীয় বিন্দু না বলে “তারের বিভব” বললে তার কোনো অর্থ হয় না, তাই প্রতিটি বর্তনীতে একটি সাধারণ ভূ-সংযোগ থাকে। সকেট দেয় 230 V, পেনসিল ব্যাটারি 1.5 V, মস্তিষ্কের স্নায়ুকোষ কয়েক দশ মিলিভোল্টে কাজ করে, আর সঞ্চালন লাইন 750 kV সহ্য করে। কয়েকশো কিলোভোল্টের তারে বসা পাখি ঠিক এই কারণেই অক্ষত থাকে যে তার দুই পা একই বিভবে আছে। এখান থেকেই আসে যে বিদ্যুতের বিপদ ভোল্টে মাপা যায় না: মারে শরীরের ভিতর দিয়ে যাওয়া প্রবাহ, আর ভোল্ট কেবল ঠিক করে দেয় সেই প্রবাহ চামড়ার রোধ পেরিয়ে বইবে কি না। শুকনো হাতের তালু প্রায় এক লক্ষ ওহ্ম দেয়, ভেজা হাত এক হাজার, আর একই বিভব কখনো নিরীহ, কখনো প্রাণঘাতী হয়ে ওঠে।
সমপ্রবাহের প্রথম উৎস ছিল দস্তা আর তামার চাকতি পালা করে সাজানো একটি স্তম্ভ, যাদের মাঝে থাকত লবণজলে ভেজানো কাপড়। প্রতিটি জোড়া দিত ভোল্টের প্রায় দশ ভাগের এক ভাগ, আর ভোল্টা ততক্ষণ দশ-দশ জোড়া সাজিয়ে গেলেন যতক্ষণ না আঙুলে ঝাঁকুনি টের পাওয়া যায়। সেই একই নীতি আজও চলছে: তিনটি লিথিয়াম কোষের ব্যাটারিতে বিভব যোগ হতে থাকে, কারণ কোষগুলি শ্রেণিতে জোড়া। এই পরীক্ষাই “প্রাণী বিদ্যুৎ” নিয়ে গ্যালভানির মতবাদ উল্টে দিয়েছিল: প্রবাহ আসছিল ভিন্ন ধাতু থেকে, আর ব্যাঙের পা ছিল কেবল একটি সংবেদনশীল যন্ত্র।
02 · রূপান্তর
বিভব পার্থক্য দিন — নথি সেটিকে প্রতিটি এককে খুলে দেখাবে
উপসর্গ পুরো ব্যাপ্তি ঢেকে দেয় — তাপযুগলের ন্যানোভোল্ট সংকেত থেকে সঞ্চালন লাইনের মেগাভোল্ট পর্যন্ত। ছকের ইলেকট্রনভোল্ট বিভব নয়, সেটি সেই শক্তি যা ইলেকট্রন পায় দেওয়া বিভব পার্থক্য পেরোনোর সময়।
সকেটের বিভব পরিবর্তী, আর 230 সংখ্যাটি কার্যকর মান বোঝায় — অর্থাৎ সেই সমপ্রবাহ বিভব যা একই রোধে ঠিক ততটাই ক্ষমতা ছাড়ত। জ্যা তরঙ্গের শীর্ষ √2 গুণ বেশি, অর্থাৎ তিনশো পঁচিশ ভোল্ট পর্যন্ত পৌঁছায়, আর দুই শীর্ষের মধ্যেকার ব্যাপ্তি ছয়শো পঞ্চাশ। অন্তরণ শীর্ষ মান ধরেই হিসাব করা হয়, তাই “230-এর জন্য” সস্তায় জোড়া যন্ত্র প্রথম পর্যায়েই ভেঙে যায়।
| একক | নাম | মান | কোথায় দেখা যায় |
|---|---|---|---|
| V | ভোল্ট, SI একক | 230 | এই নথির শুরুর একক |
| mV | মিলিভোল্ট | 230000 | চিকিৎসা, মাপার কারিগরি |
| µV | মাইক্রোভোল্ট | 2.3·10⁸ | যন্ত্রের সংবেদনশীলতার সীমা |
| kV | কিলোভোল্ট | 0.23 | উচ্চ বিভবের কারিগরি |
| MV | মেগাভোল্ট | 2.3·10⁻⁴ | উচ্চ শক্তির পদার্থবিদ্যা |
| আধান প্রতি eV | ইলেকট্রনের শক্তি, eV | 230 | সংখ্যায় বিভবের সমান |
| statV | CGS স্থিরতড়িৎ পদ্ধতির ভোল্ট | 0.7672 | গুণক হল আলোর গতির দশ ভাগের এক ভাগ |
| abV | CGS তড়িৎচুম্বক পদ্ধতির অ্যাবভোল্ট | 2.3·10¹⁰ | ঐতিহাসিক এককগুলির মধ্যে সবচেয়ে ছোট |
| V (int.) | 1908 সালের আন্তর্জাতিক ভোল্ট | 229.92 | পারদস্তম্ভ ও রুপো দিয়ে সংজ্ঞায়িত ছিল |
| V₉₀ | 1990 সালের ব্যবহারিক ভোল্ট | 230 | এক কোটি ভাগের চার ভাগ আলাদা ছিল |
| ওয়েস্টন কোষ | মানক কোষের এককে | 225.79 | তাপস্থাপকে রাখা ক্যাডমিয়াম-পারদ কোষ |
| V | ভোল্ট | 230 | এই নথির শুরুর একক |
উপসর্গ ন্যানো থেকে মেগা পর্যন্ত যায়: কারিগরি যেসব বিভব নিয়ে কাজ করে তার ব্যাপ্তি পনেরোটি ক্রম জুড়ে। ইলেকট্রনভোল্টের সারিটি মনে করিয়ে দেয় যে ইলেকট্রনের শক্তি সংখ্যায় সেই বিভবেরই সমান, যা সে পেরিয়ে এসেছে।
03 · মাত্রার ক্রম
ন্যানোভোল্ট থেকে বজ্রপাত পর্যন্তইউরোপের সকেট: দুইশো ত্রিশ ভোল্ট
04 · মাপার যন্ত্র
বিভব পার্থক্য কী দিয়ে মাপা হয়
একে অংশের সমান্তরালে জোড়া হয়, আর তার রোধ যত বেশি তত ভালো, যাতে সে প্রবাহ টেনে না নেয়। কাঁটাওয়ালা যন্ত্রে তা কয়েক দশ কিলোওহ্ম, অঙ্কের যন্ত্রে দশ মেগাওহ্ম বা তার বেশি; বেশি রোধের বর্তনীতে এতেও মাপ স্পষ্ট বিকৃত হয়।
যে বিভব পার্থক্য মাপা হবে তাকে মানক কোষের বিভবের একটি অংশ দিয়ে ভারসাম্যে আনা হয়, আর ঠিক সেই মুহূর্তটি ধরা হয় যখন গ্যালভানোমিটার শূন্য দেখায়। সেই মুহূর্তে যন্ত্র এতটুকু প্রবাহ নেয় না, তাই এই পদ্ধতি উৎসের প্রকৃত তড়িচ্চালক বল দেয়, বোঝা চাপানো অবস্থার বিভব নয়।
দুটি রোধ জানা অনুপাতে বিভব পার্থক্য ভাগ করে নেয়, ফলে মাত্র কয়েক ভোল্টের যন্ত্র দিয়েই কিলোভোল্ট মাপা যায়। উচ্চচাপের সঞ্চালন লাইনে একই কাজ করে বিভব ট্রান্সফরমার, যা মাপার বর্তনীকে শক্তির বর্তনী থেকে তড়িৎগতভাবে আলাদা রাখে।
অণুতরঙ্গে বিকিরিত অতিপরিবাহী সন্ধি ঠিক কম্পাঙ্কের গুণিতকে বিভব দেয়: জোসেফসন ধ্রুবক হার্ৎসকে ভোল্টে বদলে দেয়। হাজার হাজার সন্ধি দিয়ে গড়া বিন্যাস দশ ভোল্ট দেয়, আর তার পুনরাবৃত্তি একশো কোটি ভাগের কয়েক ভাগ পর্যন্ত নিখুঁত — এটিই আজকের মানক।
05 · লেখার নিয়ম
সংকেত V লাতিন — রুশ “В” এখানে চলে না
রুশ “В” আর লাতিন V দেখতে আলাদা, কিন্তু বোঝায় একই জিনিস; আন্তর্জাতিক নথিপত্রে কেবল V-ই চলে। এককের নাম ছোট হাতের অক্ষরে — “দুইশো ত্রিশ ভোল্ট”, সংকেত বড় হাতের। মিলিভোল্ট হল mV, আর MV হল মেগাভোল্ট: পার্থক্য একশো কোটি গুণ। পরিবর্তী প্রবাহে 230 V কার্যকর মান; জ্যা তরঙ্গের শীর্ষ √2 গুণ বেশি, অর্থাৎ 325 V। অন্তরণ শীর্ষ মান ধরে হিসাব করা হয়।
রাশির সংকেত বাঁকা U বা V, এককের সংকেত সোজা V; U = 230 V সূত্রে বাঁকা আর সোজা ছাঁদ অর্থ আলাদা করে দেয়। রুশ সংকেত হল В। উপসর্গ কিলো ছোট হাতের k দিয়ে লেখা হয়: kV, KV নয়। মিলিভোল্ট ও মাইক্রোভোল্ট সাধারণ উপসর্গ নিয়েই তৈরি হয়, কিন্তু “ভোল্ট-অ্যাম্পিয়ার” ইতিমধ্যেই অন্য একক — আপাত ক্ষমতা — আর বিভবের সঙ্গে তার সম্পর্ক নেই। ইলেকট্রনভোল্ট জুড়ে eV লেখা হয়: এটি শক্তির একক।
06 · প্রতিবেশী একক
ভোল্ট ওহ্মের সূত্রের ঠিক মাঝখানে দাঁড়িয়ে: তড়িৎপ্রবাহ, বিভব পার্থক্য আর রোধ এমনভাবে বাঁধা যে যেকোনো দুটি রাশি তৃতীয়টিকে ঠিক করে দেয়।
Simetrium-এর নথিগুলির মধ্যে ভোল্টের পাশে আছে অ্যাম্পিয়ার আর ওহম ওহ্মের সূত্র থেকে, ওয়াট তাদের গুণফল হিসেবে, কুলম্ব s ফ্যারাড ধারকত্বের সংজ্ঞা থেকে আর ইলেকট্রনভোল্ট — এই এককের নামে রাখা শক্তি।
07 · ঐতিহাসিক অংশ
ব্যাঙের পা থেকে কোয়ান্টাম ধাপ পর্যন্ত
আলেসসান্দ্রো ভোল্টা “প্রাণী বিদ্যুৎ”-এর স্বরূপ নিয়ে গ্যালভানির সঙ্গে তর্ক করেছিলেন, আর নিজের কথা প্রমাণ করতে এমন একটি উৎস গড়ে তুললেন যাতে জীববিজ্ঞানের ছিটেফোঁটাও নেই। ভিন্ন ধাতুর স্তূপ অবিরাম তড়িৎপ্রবাহ দিল — ইতিহাসে এই প্রথম।
তড়িৎবিজ্ঞানীদের আন্তর্জাতিক সম্মেলন ভোল্টকে অ্যাম্পিয়ার ও ওহ্মের মাধ্যমে সংজ্ঞায়িত করে এবং এককটির নাম রাখে ভোল্টার নামে। বাস্তবে একক তৈরি করে দেখানোর ভার রয়ে গেল রাসায়নিক কোষের উপরেই, যার নিখুঁততা টেলিগ্রাফের চাহিদার চেয়ে অনেক কম ছিল।
ওয়েস্টনের ক্যাডমিয়াম-পারদ কোষ মাইক্রোভোল্ট পর্যন্ত বিভব ধরে রাখত এবং নব্বই বছর ধরে মানক হয়ে ছিল। একে তাপস্থাপকের ভিতরে রাখা হত, প্রবাহ নিতে দেওয়া হত না, আর ভঙ্গুর যন্ত্রের মতো সাবধানে বয়ে নেওয়া হত।
বাইশ বছরের গবেষক ব্রায়ান জোসেফসন অতিপরিবাহী সন্ধিতে বিভবের ধাপ থাকার কথা আগেই বলেছিলেন। 1990 সাল থেকে ভোল্ট ঠিক এভাবেই পুনর্নির্মিত হয়, আর রাসায়নিক কোষগুলি মাপবিজ্ঞানের সংগ্রহশালায় চলে গেছে।
যে ভোল্ট ভোল্টের সঙ্গে মেলে না
1990 থেকে 2019 পর্যন্ত মাপবিজ্ঞান একসঙ্গে দুটি ভোল্ট নিয়ে বেঁচেছে। আন্তর্জাতিক পদ্ধতির সংজ্ঞা আগের মতোই ছিল, ওয়াট আর অ্যাম্পিয়ারের মাধ্যমে, কিন্তু এককটি বানানো হত জোসেফসন ক্রিয়া দিয়ে, ধ্রুবকের একটি মান শর্তসাপেক্ষে ধরে নিয়ে — আর সেই ব্যবহারিক এককটিকে লেখা হত V₉₀। তার সঙ্গে SI ভোল্টের অমিল ধরা হত প্রতি ভোল্টে মাইক্রোভোল্টের দশ ভাগের কয়েক ভাগ: কারিগরির জন্য নগণ্য, আর মানকে-মানকে তুলনার জন্য নীতিগতভাবে জরুরি। 2019 সালের পুনঃসংজ্ঞা এই ফাটল মিটিয়ে দিল: ইলেকট্রনের আধান ও প্লাঙ্ক ধ্রুবক নিখুঁত সংখ্যা হয়ে গেল, জোসেফসন ধ্রুবকও, আর ব্যবহারিক মাপনী সংজ্ঞার সঙ্গে মিলে গেল। একই সঙ্গে ত্রিশ বছরে V₉₀-তে জমা হওয়া সব মাপের জন্য পিছিয়ে গিয়ে সংশোধন জানাতে হল — বিরল সেই ঘটনা, যেখানে এককের সংজ্ঞা বদলের কারণে আগের বছরগুলির ফলাফল নতুন করে গোনা হয়।
তালিকা · মাপের একক
প্রতিটি রাশির জন্য একটি নথি
SI-এর সাতটি মূল একক, নিজস্ব নামওয়ালা বাইশটি উদ্ভূত একক, আর পদ্ধতির বাইরের সেই একক যেগুলি ছাড়া না চলে কারিগরি, না দৈনন্দিন জীবন। প্রত্যেকটির আলাদা পাতা: সংজ্ঞা, রূপান্তর, যন্ত্র, লেখার নিয়ম। 36টি ভাষায়।
নিজস্ব নামওয়ালা SI উদ্ভূত একক
ভোল্টের নথি খোলাSI-এর মূল একক
পোড়ামাটির রঙে — যে চারটি একক মিলে ভোল্ট গড়েঅন্য পদ্ধতিতে বিভব পার্থক্য
নথির ভাষা
33 ভাষা। সংকেত V আন্তর্জাতিক, কিন্তু সকেটের বিভব পার্থক্য সর্বত্র এক নয়: ইউরোপে দুইশো ত্রিশ ভোল্ট, উত্তর আমেরিকায় একশো বিশ, বাংলাদেশে দুইশো বিশ — নথি সেই দেশের মানটিই বসিয়ে দেয়।