वोल्ट
1791 में लुइजी गैल्वानी ने मेंढक की टाँग को दो अलग-अलग धातुओं से छुआ, और टाँग फड़क उठी। गैल्वानी ने निष्कर्ष निकाला कि बिजली मेंढक के भीतर ही रहती है। अलेस्सांद्रो वोल्टा का मानना था कि बात धातुओं में है। यह दिखाने के लिए 1800 में उन्होंने ताँबे और जस्ते की चकतियों का एक स्तंभ बनाया और उनके बीच खारे पानी में भीगा कपड़ा रखा। स्तंभ बिना किसी मेंढक के धारा देता था।
यह पहली बैटरी थी। 1881 में वोल्टता की इकाई का नाम वोल्टा के सम्मान में रखा गया। एक वोल्ट एक जूल प्रति कूलॉम है: स्रोत से गुज़रते हुए आवेश का हर कूलॉम इतनी ऊर्जा पाता है। AA बैटरी 1.5 V देती है, सॉकेट 230 V, और बिजली की लाइनों के तार सैकड़ों किलोवोल्ट।
| संकेत | V |
| परिभाषा | जूल प्रति कूलॉम · J/C · W/A · kg·m²·s⁻³·A⁻¹ |
| संदर्भ मान | K_J — 483 597.848 4 GHz/V · वेस्टन सेल — 1.018 64 V · 1 eV — 1.602·10⁻¹⁹ J |
| लाया गया | 1881, अंतरराष्ट्रीय विद्युत कांग्रेस · 1960 से SI में |
| मानक | ISO 80000-6 · IEC 60050-131 · SI Brochure 9th ed. |
| सामान्य मान | 1.5 V — बैटरी · 230 V — सॉकेट · 400 kV — बिजली की लाइन |
01 · परिभाषा
हर कूलॉम पर एक जूल
वोल्टता U बताती है कि कोई आवेश परिपथ के एक बिंदु से दूसरे बिंदु तक जाते हुए कितनी ऊर्जा पाता है या छोड़ता है। एक वोल्ट एक जूल प्रति कूलॉम है। 1.5 V की बैटरी हर कूलॉम को डेढ़ जूल देती है, और परिपथ में लगा बल्ब उसे लेकर प्रकाश और ऊष्मा में बदल देता है।
वोल्टता हमेशा दो बिंदुओं के बीच मापी जाती है। वोल्टमीटर को खंड के दोनों सिरों से जोड़ा जाता है, परिपथ को तोड़कर बीच में नहीं। किसी खंड से गुज़रने वाली धारा वोल्टता को प्रतिरोध से भाग देने के बराबर होती है — यही ओम का नियम है।
बिजली की लाइनों में सैकड़ों किलोवोल्ट क्यों होते हैं
केतली को 2 kW शक्ति चाहिए। यह शक्ति ऊँची वोल्टता पर छोटी धारा से या कम वोल्टता पर बड़ी धारा से पहुँचाई जा सकती है। शक्ति वोल्टता और धारा का गुणनफल है। स्रोत से केतली तक के तार का प्रतिरोध 1 Ω है — यह 1 mm² काट वाला लगभग 60 m ताँबे का तार है। नीले बिंदु धारा हैं: वे जितनी तेज़ी से चलते हैं, धारा उतनी बड़ी है। तार उसमें व्यर्थ होने वाली ऊष्मा से लाल हो जाता है।
1 V वोल्टता से गुज़रा इलेक्ट्रॉन 1 eV ऊर्जा पाता है — एक इलेक्ट्रॉनवोल्ट। यह परमाणुओं और कणों के लिए सुविधाजनक माप है। हरे प्रकाश का एक फ़ोटॉन लगभग 2.3 eV ले जाता है, एक्स-रे का फ़ोटॉन दसियों हज़ार, और लार्ज हैड्रॉन कोलाइडर में प्रोटॉन 6.8 TeV।
जोड़ी दर जोड़ी, वोल्ट दर वोल्ट
बाईं ओर स्तंभ है: नीचे से ऊपर जस्ता, ताँबा और खारे पानी में भीगा कपड़ा, और इसी तरह जोड़ी के बाद जोड़ी। उसके पास विभव की सीढ़ी है: हर जोड़ी विभव को एक सीढ़ी ऊपर उठाती है, और धारा बहते समय कपड़े के भीतर वह थोड़ा गिर जाता है। एक तार स्तंभ के शीर्ष से स्विच होते हुए लोड तक जाता है और वापस तल तक आता है। नीले बिंदु इलेक्ट्रॉन हैं: वे जस्ते से लोड होते हुए ताँबे तक जाते हैं। दाईं ओर स्तंभ के सिरों से जुड़ा वोल्टमीटर है। जब तक धारा बहती है, ताँबे पर हाइड्रोजन के बुलबुले जमा होते हैं और वोल्टता धीरे-धीरे गिरती है। स्विच को बंद या खोलने के लिए दृश्य पर क्लिक करें।
जोड़ियाँ जोड़िए और वोल्टमीटर देखिए।
02 · रूपांतरण
| इकाई | मान | कहाँ मिलती है |
|---|---|---|
| {n} | {v} | {note} |
विश्राम अवस्था में न्यूरॉन 5 nm मोटी झिल्ली पर लगभग −70 mV बनाए रखता है। उसमें क्षेत्र लगभग 14 MV/m है।
12 V की कार बैटरी हर कूलॉम को 12 J देती है। स्टार्टर सैकड़ों ऐम्पियर खींचता है — किलोवाट शक्ति।
CGS पद्धति का स्टैटवोल्ट लगभग 300 V है, ठीक-ठीक 299.792 458 V।
03 · परिमाण की कोटियाँ
04 · मापक यंत्र
05 · लेखन नियम
06 · पड़ोसी इकाइयाँ
07 · ऐतिहासिक भाग
1990 से वोल्ट जोसेफ़सन संधियों पर रखा जाता है। आवृत्ति f की माइक्रोतरंगों में अतिचालक संधि ठीक f/K_J की सीढ़ियों में वोल्टता देती है, जहाँ K_J = 2e/h जोसेफ़सन स्थिरांक है। 2019 से यह यथार्थ है: 483 597.848 4 GHz/V। दसियों हज़ार संधियों की श्रृंखला 10 V देती है, जिसकी त्रुटि अरबवें हिस्सों जितनी होती है।
उससे पहले मानक वेस्टन नॉर्मल सेल था — H अक्षर के आकार का कैडमियम-पारे वाला पात्र। 20 °C पर वह 1.018 64 V देता था। 1908 का अंतरराष्ट्रीय वोल्ट आज के वोल्ट से 0.034 % बड़ा निकला।
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