ওয়েবার
SI উদ্ভূত একক · রাশি: চৌম্বক ফ্লাক্স
01 · সংজ্ঞা
এক ওয়েবার সেই ফ্লাক্স যা এক সেকেন্ডে মিলিয়ে গেলে এক পাকে এক ভোল্ট আবিষ্ট করে। পরিবর্তনের মধ্য দিয়ে দেওয়া সংজ্ঞা আকস্মিক নয়: চৌম্বক ফ্লাক্স নিজে কিছুই সৃষ্টি করে না, কাজ করে কেবল তার বদল। এর উপরেই দাঁড়িয়ে আছে সমস্ত বিদ্যুৎকৌশল — জেনারেটর, ট্রান্সফরমার, আবেশ চুলা। ফ্লাক্স সমান আবেশ গুণ ক্ষেত্রফল: বর্গমিটারপ্রতি এক টেসলা ঠিক এক ওয়েবার।
এখান থেকেই ওয়েবার আর টেসলার সেই পার্থক্য, যা সবচেয়ে বেশি গুলিয়ে ফেলা হয়। টেসলা হল ফ্লাক্স ঘনত্ব, বর্গমিটারপ্রতি ফ্লাক্স; ওয়েবার হল গোটা কনট্যুরের ভিতর দিয়ে যাওয়া সমস্ত ফ্লাক্স। শক্তিশালী নিওডিমিয়াম চুম্বক তার পৃষ্ঠে এক টেসলার বেশি দেয়, কিন্তু তার ছোট প্রস্থচ্ছেদ দিয়ে যাওয়া ফ্লাক্স ওয়েবারের শতভাগের কয়েক ভাগ। গোটা এক ওয়েবার জোগাড় করতে চাই হয় বড় ক্ষেত্রফল, নয় জোরালো ক্ষেত্র: এক বর্গমিটারের ফাঁস পৃথিবীর ক্ষেত্রে ধরে মোটে পঞ্চাশ মাইক্রোওয়েবার।
একই সুষম ক্ষেত্রে রাখা দুটি ফাঁস টেসলায় একই আবেশ দেখে, কিন্তু ওয়েবারে আলাদা ফ্লাক্স: তা ক্ষেত্রফলের সমানুপাতী। এখান থেকেই জেনারেটরের নকশার নিয়মও আসে: তড়িৎচালক বল বাড়ানো যায় ক্ষেত্র জোরালো করে, ফাঁস চওড়া করে, পাক যোগ করে, কিংবা দ্রুত ঘুরিয়ে। প্রথমটিকে আটকায় দুই টেসলার আশপাশে লোহার সম্পৃক্তি, দ্বিতীয় ও তৃতীয়টিকে কুণ্ডলীর মাপ ও রোধ, তাই শিল্পযন্ত্র চতুর্থটিতে গিয়ে ঠেকে আর উঁচু ঘূর্ণনে চলে।
02 · রূপান্তর
একটি ফ্লাক্স দিন — নথি সেটিকে এককে ভেঙে দেবে
ম্যাক্সওয়েল CGS পদ্ধতিতে ফ্লাক্সের একক, ওয়েবারের চেয়ে দশ কোটি গুণ ছোট। বৈদ্যুতিক যন্ত্র নিয়ে পুরোনো সাহিত্যে সব হিসাবই চলে ম্যাক্সওয়েল আর গাউসে; ওয়েবার ও টেসলায় সরে আসা ঘটেছে কেবল 1960-এর দশকে। প্রকৌশলীরা নকশার বলরেখা আক্ষরিক অর্থেই গুনতেন: এক রেখা, এক ম্যাক্সওয়েল। সেখান থেকেই «রেখার প্রবাহ» কথাটা।
ট্রান্সফরমারে ফ্লাক্সই মাপ ঠিক করে: শীর্ষকে যত বেশি ভোল্ট-সেকেন্ড সইতে হবে, তার প্রস্থচ্ছেদ তত বড়। এখান থেকেই সেই নিয়ম আসে যা প্রতিটি নকশাকার জানেন: পঞ্চাশ হার্টজের লাইন ট্রান্সফরমার সমান ক্ষমতার একশো হার্টজের চেয়ে দ্বিগুণ ভারী, আর একশো কিলোহার্টজের সুইচিং সরবরাহ নখের মাপের ফেরাইট রিং দিয়েই চলে যায়। প্রস্থচ্ছেদ কমানো যায় কেবল কম্পাঙ্ক বাড়িয়ে — নইলে লোহা সম্পৃক্ত হয়ে পড়বে, ফ্লাক্স প্রবাহের সঙ্গে বাড়া থামিয়ে দেবে, আর কুণ্ডলী পুড়ে যাবে।
| একক | নাম | মান | কোথায় দেখা যায় |
|---|---|---|---|
| Wb | ওয়েবার, SI একক | 1 | এই নথির শুরুর একক |
| mWb | মিলিওয়েবার | 1000 | চৌম্বক হিসাবের কাজের উপসর্গ |
| µWb | মাইক্রোওয়েবার | 1000000 | তার নিচে শুরু হয় SQUID-এর দেশ |
| nWb | ন্যানোওয়েবার | 10⁹ | এখানে ওয়েবারমাপক এখনও নিশ্চিন্তে কাজ করে |
| V·s | ভোল্ট-সেকেন্ড | 1 | সেই একই কথা অন্যভাবে: ওয়েবারই ভোল্ট-সেকেন্ড |
| T·m² | m²প্রতি টেসলা | 1 | লেখাটা ঠিক, কিন্তু 1960 সাল থেকে রাশির নিজের নাম আছে |
| Φ₀ | ফ্লাক্স কোয়ান্টাম | 4.836·10¹⁴ | h/2e — 2019 সালের সংজ্ঞা অনুযায়ী সঠিক মান |
| Mx | ম্যাক্সওয়েল, CGS | 10⁸ | এক ওয়েবারে ঠিক দশ কোটি |
| kMx | কিলোম্যাক্সওয়েল | 100000 | যন্ত্রের হিসাবের জন্য সুবিধাজনক গুণিতক |
| G·cm² | cm²প্রতি গাউস | 10⁸ | ম্যাক্সওয়েলের মতোই: এক বর্গসেন্টিমিটারে একটি রেখা |
| line | বলরেখা | 10⁸ | প্রকৌশলীরা নকশার রেখা একটি একটি করে গুনতেন |
| Wb | ওয়েবার | 1 | এই নথির শুরুর একক |
ওয়েবার চৌম্বক তিন-জোড়ের মাঝখানে: ক্ষেত্রফল দিয়ে ভাগ করুন টেসলা পাবেন, প্রবাহ দিয়ে হেনরি, সময় দিয়ে ভোল্ট
03 · মাত্রার ক্রম
ফ্লাক্স কোয়ান্টাম থেকে ত্বরকের চুম্বক পর্যন্তএক ওয়েবার: বড় কোনো যন্ত্র, কিংবা বড় ক্ষেত্রফলের শক্তিশালী চুম্বক
04 · মাপার যন্ত্র
চৌম্বক ফ্লাক্স কী দিয়ে মাপা হয়
বড় জড়তা ভ্রামকের চলমান কাঠামো: স্পন্দের সময়টুকুতে সে ঘুরে উঠতে পারে না, তাই প্রথম বিচ্যুতি বয়ে যাওয়া গোটা আধানের সমানুপাতী, আর সেই আধান ফ্লাক্সের পরিবর্তনের। এটি চৌম্বক গবেষণাগারের ধ্রুপদী যন্ত্র, যাকে ইলেকট্রনিক যোগজক সরিয়েছে সেই সত্তরের দশকে এসে।
ইলেকট্রনিক যোগজক: মাপক কুণ্ডলীর বিভব সময় ধরে যোগ করে আর সঙ্গে সঙ্গে ভোল্ট-সেকেন্ড দেয়। তার প্রধান জ্বালা শূন্যের অপসারণ: যোগজক পরিবর্ধকের নিজস্ব সরণও জমিয়ে ফেলে, তাই মাপ শুরু হয় শূন্যকরণ দিয়ে আর কয়েক সেকেন্ডের মধ্যে সারা হয়।
জানা ক্ষেত্রফলের পাক ক্ষেত্রে রেখে এক ঝটকায় টেনে বার করা হয়, কিংবা একশো আশি ডিগ্রি ঘুরিয়ে দেওয়া হয়। যোগজীকৃত বিভব স্পন্দ সেই পুরো ফ্লাক্স দেয় যা তাদের ভিতর দিয়ে যাচ্ছিল — এককের সংজ্ঞা থেকেই সরাসরি ওয়েবার মাপার সবচেয়ে সোজা পথ।
দুটি জোসেফসন সংযোগসহ অতিপরিবাহী বলয়: তার ভিতর দিয়ে ফ্লাক্স বদলাতে পারে কেবল দুই ফেমটোওয়েবার আর একটু মাপের ভাগে ভাগে, আর যন্ত্র সেই ভাগগুলিই গোনে। বিদ্যমান সবচেয়ে সংবেদী চুম্বকমাপক — কাজ করা মস্তিষ্কের চৌম্বক ক্ষেত্র ধরে ফেলে।
05 · লেখার নিয়ম
Wb — দুটি অক্ষর, আর দ্বিতীয়টি ছোট
সংকেত এক টুকরোয় লেখা হয়, আর উপসর্গ পুরোটার আগে বসে: mWb, µWb। পাশে একলা বড় হাতের W হল ওয়াট, সম্পূর্ণ আলাদা রাশি। ফ্লাক্স বোঝাতে গ্রিক অক্ষর Φ, আর তার পরিবর্তন বোঝাতে dΦ; আবেশের সূত্রে বিয়োগ চিহ্ন বাধ্যতামূলক, সে লেনৎসের নিয়ম প্রকাশ করে।
ফ্লাক্স-বন্ধন — ফ্লাক্স গুণ পাকের সংখ্যা — একই ওয়েবারে মাপা হয় কিন্তু Ψ দিয়ে লেখা হয়। কুণ্ডলীর হিসাবে Φ আর Ψ গুলিয়ে ফেলা চলে না: তফাত শতগুণে পৌঁছায়। রুশ সংকেত Вб। «বর্গমিটারপ্রতি ওয়েবার» লেখা কারিগরিভাবে ঠিক আর টেসলার সমান, কিন্তু ব্যবহার করা উচিত নয়: 1960 সাল থেকে এই রাশির নিজের নাম আছে।
06 · প্রতিবেশী একক
ওয়েবার চুম্বকত্বকে বিদ্যুতের সঙ্গে বাঁধে: ক্ষেত্রফল দিয়ে ভাগ করলে টেসলা দেয়, প্রবাহ দিয়ে ভাগ করলে হেনরি, আর সময়ের সাপেক্ষে অন্তরকলন করলে ভোল্ট।
বর্গমিটারপ্রতি ওয়েবার
চৌম্বক ফ্লাক্স
অ্যাম্পিয়ারপ্রতি ওয়েবার
Simetrium-এর নথিগুলির মধ্যে ওয়েবারের পাশে আছে টেসলা সেই একই ফ্লাক্সের ঘনত্ব হিসেবে, হেনরি আবেশাঙ্কের সংজ্ঞা থেকে, ভোল্ট s এক সেকেন্ড, যাদের গুণফল সে, আর সেই সঙ্গে ম্যাক্সওয়েল আর গাউস — CGS পদ্ধতিতে তাদের পূর্বসূরি।
07 · ঐতিহাসিক অংশ
ওয়েবারের আগে ফ্লাক্স কীসে মাপা হত
ফ্যারাডে লোহার বলয়ে দুটি কুণ্ডলন জড়ালেন আর লক্ষ করলেন গ্যালভানোমিটারের কাঁটা ঝাঁকি খায় কেবল প্রবাহ চালু আর বন্ধ করার মুহূর্তে। অপরিবর্তিত ক্ষেত্র কিছুই দেয় না — কাজ করে কেবল তার বদল।
ওয়েবার গাউসের সঙ্গে মিলে প্রথম তড়িৎচুম্বকীয় টেলিগ্রাফ বানিয়েছিলেন এবং প্রথম মানুষ যিনি বৈদ্যুতিক মাপকে যান্ত্রিক মাপে নামিয়ে এনেছিলেন। চৌম্বক ফ্লাক্সের একক তাঁরই নাম বহন করে।
আন্তর্জাতিক বৈদ্যুতিক কারিগরি কমিশন ফ্লাক্সের ব্যবহারিক এককের নাম দিল ওয়েবার, যা ম্যাক্সওয়েলের দশের ঘাতের গুণিতক। সাধারণ সম্মেলন সেটিকে ভোল্ট, অ্যাম্পিয়ার ও বাকি বৈদ্যুতিক এককের সঙ্গে পদ্ধতিতে আনল।
স্ট্যানফোর্ডে ডিভার ও ফেয়ারব্যাংক, আর ঠিক তখনই মিউনিখে ডল ও নেবাউয়ার অতিপরিবাহী চোঙে ফ্লাক্স মেপে দেখলেন তা একটি মৌলিক ভাগের গুণিতক। হরের দুই নিশ্চিত করল যে আধান বয়ে নেয় ইলেকট্রনের জোড়া।
ফ্লাক্স যেমন খুশি ভাগে ঢালা যায় না — প্রকৃতি তাকে ভাগে ভাগে মাপে
চৌম্বক ফ্লাক্স সরাসরি মাপ মানে না: যে কোনো যন্ত্রই সাড়া দেয় ফ্লাক্সে নয়, তার পরিবর্তনে। তাই ফ্লাক্স হয় কুণ্ডলী টেনে বার করে আচমকা কেটে দেওয়া হয়, নয় কুণ্ডলী উল্টে দেওয়া হয়, নয় কুণ্ডলনের প্রবাহ নিভিয়ে দেওয়া হয়, আর তারপর জন্ম নেওয়া বিভব স্পন্দকে যোগজীকরণ করা হয়। এমন মাপের চরম যথার্থতা যোগজকের অপসারণ আর পাকের ক্ষেত্রফল কতটা জানা তার দ্বারা বাঁধা, আর কদাচিৎ এক হাজার ভাগের এক ভাগের চেয়ে ভালো হয়। ফ্লাক্সের কোয়ান্টায়ন ছবিটাই বদলে দিয়েছে: অতিপরিবাহী বলয়ে ফ্লাক্স কেবল সেই মানই নিতে পারে যা Φ₀ = h/2e-এর গুণিতক, আর এই ভাগটি ঠিক ঠিক জানা, কারণ প্ল্যাঙ্ক ধ্রুবক আর ইলেকট্রনের আধান 2019 সাল থেকে সংখ্যা দিয়ে স্থির করা। এমন ভাগ গোনা SQUID কোয়ান্টামের দশ লক্ষ ভাগের এক ভাগ ফ্লাক্স পরিবর্তনও আলাদা করতে পারে — এমন সংবেদনশীলতা যা বুকের খাঁচার ভিতর দিয়ে হৃৎপিণ্ডের আর খুলির ভিতর দিয়ে মস্তিষ্কের চৌম্বক ক্ষেত্র লিখে রাখতে দেয়। অথচ কোয়ান্টাম নিজে এতই ছোট যে ধরাই যায় না: এক ওয়েবার জোগাড় করতে তার প্রায় পাঁচশো লক্ষ কোটি লাগে।
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
ওয়েবারের নথি খোলাSI-এর মূল একক
পোড়ামাটির রঙে — যে চারটি একক মিলে ওয়েবার গড়েঅন্য পদ্ধতিতে চৌম্বক ফ্লাক্স
নথির ভাষা
36 ভাষা। সংকেত Wb আন্তর্জাতিক, কিন্তু ম্যাক্সওয়েলে মাপার অভ্যাস অসমভাবে টিকে আছে: চৌম্বক পদার্থ নিয়ে রুশ ও জাপানি সাহিত্যে CGS একক আজও মেলে।