पारदर्शी रोधन में लिपटा एक ताँबे का तार अक्षर A के आर-पार गुज़रता है। उसमें नीले इलेक्ट्रॉन धीरे-धीरे बहते हैं। बीच में एक गणक है: अनुप्रस्थ काट से गुज़रने वाले हर इलेक्ट्रॉन पर वह चमकता है। तार के चारों ओर चुंबकीय क्षेत्र के टूटी रेखा वाले छल्ले घूमते हैं। दाईं ओर कंपास की सुई तार के लंबवत घूमकर ठहर जाती है। प्रदर्शक पर प्रति सेकंड 6.24·10¹⁸ इलेक्ट्रॉन है — यही एक ऐम्पियर है।
इकाई पत्रक
SI की मूल इकाईसंशोधन 2026-10ऐम्पियर A
SI की मूल इकाई · राशि: विद्युत धारा
ऐम्पियर बस इलेक्ट्रॉनों की गिनती है
बिजली की केतली चालू करने पर तार में लगभग 10 A धारा बहती है। हर सेकंड तार की अनुप्रस्थ काट से 62 अरब अरब इलेक्ट्रॉन गुज़रते हैं। उन्हें एक-एक करके देखा नहीं जा सकता, पर गिना जा सकता है: हर इलेक्ट्रॉन का आवेश एक जैसा है।
2019 से ऐम्पियर मूल आवेश e = 1.602 176 634·10⁻¹⁹ C के ज़रिये परिभाषित है। एक ऐम्पियर वह धारा है जिसमें हर सेकंड 1/e मूल आवेशों के बराबर आवेश गुज़रता है, यानी लगभग 6.24·10¹⁸ इलेक्ट्रॉन। इससे पहले ऐम्पियर उस बल से तय होता था जिससे धारा वाले दो तार एक-दूसरे को खींचते हैं।
हैरानी की बात है कि खुद इलेक्ट्रॉन कितने धीरे चलते हैं। 1.5 mm² अनुप्रस्थ काट वाले ताँबे के तार में 10 A पर वे प्रति सेकंड लगभग आधा मिलीमीटर खिसकते हैं। फिर भी धारा तुरंत चालू हो जाती है: इलेक्ट्रॉन पहले से पूरे तार में मौजूद हैं और लगभग एक साथ चलने लगते हैं।
ऐम्पियर का प्रतीक बड़ा A है: इकाई का नाम आंद्रे-मारी ऐम्पियर के नाम पर है। इकाई का नाम छोटे अक्षरों में लिखते हैं: «ऐम्पियर»। धारा को बड़े I से दिखाते हैं। छोटा a वर्ष है, और Å ऐंगस्ट्रॉम।
धारा और आवेश। ऐम्पियर बताता है कि प्रति सेकंड कितना आवेश गुज़रता है, कूलॉम स्वयं आवेश है, और ऐम्पियर-घंटा बैटरी में जमा आवेश। और धारा की चाल बनाम इलेक्ट्रॉनों की चाल: संकेत तार में लगभग प्रकाश की चाल से चलता है, जबकि इलेक्ट्रॉन प्रति सेकंड मिलीमीटर के अंशों से रेंगते हैं।
01 · परिभाषा
आवेश · अपवहन · क्षेत्रविद्युत धारा वह आवेश है जो प्रति सेकंड चालक की अनुप्रस्थ काट से गुज़रता है। धातु में आवेश इलेक्ट्रॉन ढोते हैं। यदि एक सेकंड में N इलेक्ट्रॉन अनुप्रस्थ काट से गुज़रें, तो धारा N·e है।
धातु में इलेक्ट्रॉन लगभग एक हज़ार किलोमीटर प्रति सेकंड की चाल से हर दिशा में भागते हैं। तार पर वोल्टता लगाने पर इस अव्यवस्थित गति पर एक धीमा साझा खिसकाव चढ़ जाता है — अपवहन। उसकी चाल धारा, तार की अनुप्रस्थ काट और धातु के प्रति घन मीटर मुक्त इलेक्ट्रॉनों की संख्या पर निर्भर है।
धारा हमेशा अपने चारों ओर चुंबकीय क्षेत्र बनाती है। तार से दूर जाने पर क्षेत्र कमज़ोर होता है, और उसकी रेखाएँ तार के चारों ओर छल्ले हैं। 1948 से 2019 तक ऐम्पियर इसी क्षेत्र की तीव्रता से परिभाषित था।
एक ऐम्पियर में कितने इलेक्ट्रॉन
ऊपर ताँबे का तार, बगल में कंपास। स्लाइडर से धारा एक पिकोऐम्पियर से एक हज़ार ऐम्पियर तक और तार की अनुप्रस्थ काट तय करें। तार में इलेक्ट्रॉन धीमे करके दिखाए गए हैं: स्क्रीन पर उनकी चाल असली अपवहन वेग के समानुपाती है। गणक अनुप्रस्थ काट से गुज़रे इलेक्ट्रॉन गिनता है। तार से 5 cm पर कंपास की सुई धारा जितनी अधिक हो, उतनी अधिक मुड़ती है। नीला इलेक्ट्रॉन, अंबर ताँबा और गर्मी, और किरमिजी चुंबकीय क्षेत्र। नीचे तीन दृश्य हैं। «अपवहन» अलग-अलग अनुप्रस्थ काट पर इलेक्ट्रॉनों की चाल है। «क्षेत्र» दूरी के अनुसार तार के चारों ओर चुंबकीय प्रेरण है। «पंप» एकल-इलेक्ट्रॉन पंप है, जिसमें धारा आवृत्ति से तय होती है: I = e·f.
इलेक्ट्रॉन पहले से तार में हैं
एक नली की कल्पना कीजिए जो किनारे तक कंचों से भरी हो। एक सिरे से कंचा भीतर धकेलें तो दूसरे सिरे से तुरंत दूसरा गिर जाता है, जबकि हर कंचा ज़रा-सा ही खिसका। धारा भी ऐसी ही है: विद्युत क्षेत्र तार में लगभग प्रकाश की चाल से फैलता है, और सारे इलेक्ट्रॉन एक साथ चलने लगते हैं। बल्ब तुरंत जलता है, पर जो इलेक्ट्रॉन स्विच के पास तार में घुसा, वह कई घंटे बाद बल्ब तक पहुँचेगा।
02 · रूपांतरण
इकाइयाँ · इलेक्ट्रॉन · बैटरी का आवेशऐम्पियर से इलेक्ट्रॉन और ऐम्पियर-घंटे तक
एक धारा डालें। पहला टैब उसे मिलीऐम्पियर, किलोऐम्पियर और प्रति सेकंड इलेक्ट्रॉनों में बदलता है। दूसरा दिखाता है कि एक मिनट, एक घंटे और एक दिन में कितना आवेश गुज़रता है। तीसरा, यह धारा आम बैटरियों को कितने समय में खाली करेगी।
| {k} | {v} | {note} |
कोशिका की एक आयन नलिका में धारा कुछ पिकोऐम्पियर होती है, तड़ित में दसियों किलोऐम्पियर। दोनों के बीच पंद्रह कोटियाँ हैं, और यह सब प्रति सेकंड इलेक्ट्रॉनों या आयनों की संख्या को उसी आवेश e से गुणा करना है।
04 · मापक यंत्र
गैल्वेनोमीटर · क्लैम्प मीटर · शंट · पंपधारा अपने काम से पहचानी जाती है
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05 · लेखन नियम
बड़ा A · ऐम्पियर-घंटा अलगधारा ऐम्पियर में, आवेश कूलॉम में
ऐम्पियर बड़े A से, संख्या के बाद रिक्ति रखकर लिखा जाता है। उपसर्ग आगे लगते हैं: mA, µA, kA। बैटरी का आवेश ऐम्पियर में नहीं, ऐम्पियर-घंटे A·h में लिखा जाता है।
छोटा a वर्ष है: «ma» को «मिलीवर्ष» पढ़ा जाएगा। ऐम्पियर-घंटे में समय पहले से शामिल है, «प्रति घंटा» फ़ालतू है। किलो का उपसर्ग छोटा k है; बड़ा K केल्विन है। µ की जगह u केवल वहीं मान्य है जहाँ यूनानी अक्षर उपलब्ध न हों। इकाई का नाम छोटे अक्षरों में लिखते हैं, हालाँकि प्रतीक बड़ा है।
06 · पड़ोसी इकाइयाँ
विद्युत07 · ऐतिहासिक भाग
अभिलेख · एर्स्टेड की सुई से मूल आवेश तकऐम्पियर बल से गिनती तक कैसे पहुँचा
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पुराना ऐम्पियर बनाया नहीं जा सकता था
1948 से 2019 तक ऐम्पियर वह धारा थी जिस पर एक मीटर दूर रखे दो अनंत लंबे और अनंत पतले तार प्रति मीटर लंबाई 2·10⁻⁷ N बल से एक-दूसरे को खींचते हैं। परिभाषा सुंदर है, पर बनाई नहीं जा सकती: अनंत तार होते ही नहीं।
व्यवहार में ऐम्पियर ओम के नियम से वोल्ट और ओम से निकाला जाता था। और वोल्ट और ओम 1990 से जोसेफ़सन और हॉल के क्वांटम प्रभावों से बनाए जाते थे, जिनमें मूल आवेश शामिल है। यानी ऐम्पियर पहले से e पर टिका था, बस परोक्ष रूप से।
नई परिभाषा ने इसे सीधा बना दिया। दाईं ओर एकल-इलेक्ट्रॉन पंप है: हर चक्र में यह ठीक एक इलेक्ट्रॉन पहुँचाता है। पंप की धारा चक्र की आवृत्ति गुणा e है। अभी ऐसे पंप नैनोऐम्पियर की धारा देते हैं, पर गिनती सचमुच एक-एक इलेक्ट्रॉन करके होती है।
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