وولٹ
SI مشتق اکائی · مقدار: برقی وولٹیج
01 · تعریف
وولٹا نے جست، تانبا اور بھیگا گتہ ایک پر ایک رکھا — اور راست بہاؤ کا پہلا منبع پا لیا۔ اس سے پہلے بجلی کو صرف جمع کرنا اور چنگاری سے خارج کرنا آتا تھا۔
ایک وولٹ وہ وولٹیج ہے جس پر ایک ایمپیئر کا بہاؤ ایک واٹ کی طاقت ڈھوتا ہے۔ دوسرے لفظوں میں، ایسے حصے سے گزرا ہر کولمب بار ایک جول کام دے دیتا ہے۔ وولٹیج کسی جگہ کی خاصیت نہیں، دو نقطوں کے درمیان کا فرق ہے: دوسرا نقطہ بتائے بغیر ”تار کا وولٹیج“ کوئی معنی نہیں رکھتا، اسی لیے ہر دور میں مشترک زمین ہوتی ہے۔ ساکٹ 230 V دیتا ہے، قلمی سیل 1.5 V، دماغ کا عصبی خلیہ دسیوں ملی وولٹ پر کام کرتا ہے، اور ترسیلی لائن 750 kV تھامتی ہے۔ سیکڑوں کلو وولٹ کی لائن پر بیٹھا پرندہ اسی لیے سلامت رہتا ہے کہ اس کے دونوں پنجے ایک ہی وولٹیج پر ہیں۔ اسی سے یہ بھی نکلتا ہے کہ بجلی کا خطرہ وولٹ سے نہیں ناپا جاتا: مارتا جسم سے گزرتا بہاؤ ہے، اور وولٹ صرف یہ طے کرتے ہیں کہ وہ جلد کی مزاحمت سے بہہ پائے گا یا نہیں۔ خشک ہتھیلی تقریباً ایک لاکھ اوہم دیتی ہے، بھیگی ہوئی ایک ہزار، اور وہی وولٹیج کبھی بے ضرر تو کبھی جان لیوا نکلتا ہے۔
راست بہاؤ کا پہلا منبع جست اور تانبے کی باری باری رکھی ٹکیوں کا ستون تھا، جن کے بیچ نمکین پانی میں بھیگا کپڑا رکھا جاتا۔ ہر جوڑا تقریباً وولٹ کا دسواں حصہ دیتا تھا، اور وولٹا دسیوں جوڑے اس وقت تک چڑھاتا رہا جب تک جھٹکا انگلیوں میں محسوس نہ ہونے لگا۔ وہی اصول آج بھی چلتا ہے: تین لیتھیم سیلوں کی بیٹری میں وولٹیج جڑتے جاتے ہیں، کیونکہ سیل سلسلہ وار جڑے ہیں۔ اسی تجربے نے ”حیوانی بجلی“ والا گیلوانی کا نظریہ الٹ دیا: بہاؤ مختلف دھاتوں سے آ رہا تھا، اور مینڈک کی ٹانگ صرف ایک حساس آلہ تھی۔
02 · تبدیلی
وولٹیج ڈالیے — پرچہ اسے ہر اکائی میں کھول دے گا
سابقے سارا پھیلاؤ ڈھانپ لیتے ہیں — حرارتی جوڑے کے نینو وولٹ اشاروں سے لے کر ترسیلی لائنوں کے میگا وولٹ تک۔ جدول میں الیکٹران وولٹ وولٹیج نہیں، وہ توانائی ہے جو الیکٹران کو دیا گیا وولٹیج پار کرنے پر ملتی ہے۔
ساکٹ کا وولٹیج متبادل ہے، اور عدد 230 مؤثر قدر بتاتا ہے — یعنی وہ راست وولٹیج جو اُسی مزاحمت پر اتنی ہی طاقت خارج کرتا۔ جیبی موج کی چوٹی √2 گنا اونچی ہوتی ہے اور تین سو پچیس وولٹ تک پہنچتی ہے، جبکہ دونوں چوٹیوں کے بیچ کا پھیلاؤ چھ سو پچاس ہے۔ عزل بندی چوٹی ہی کے حساب سے کی جاتی ہے، اسی لیے ”230 کے لیے“ سستے میں جوڑا گیا آلہ پہلے ہی دور میں ٹوٹ جاتا ہے۔
| اکائی | نام | قدر | کہاں ملتا ہے |
|---|---|---|---|
| V | وولٹ، SI اکائی | 230 | اس پرچے کی ابتدائی اکائی |
| mV | ملی وولٹ | 230000 | طب، پیمائشی ٹیکنالوجی |
| µV | مائیکرو وولٹ | 2.3·10⁸ | آلات کی حساسیت کی حد |
| kV | کلو وولٹ | 0.23 | اونچے وولٹیج کی ٹیکنالوجی |
| MV | میگا وولٹ | 2.3·10⁻⁴ | اونچی توانائی کی طبیعیات |
| فی بار eV | الیکٹران کی توانائی، eV | 230 | عدد میں وولٹیج کے برابر |
| statV | CGS برقی سکونی نظام کا وولٹ | 0.7672 | ضارب روشنی کی رفتار کا دسواں حصہ ہے |
| abV | CGS برقی مقناطیسی نظام کا ایب وولٹ | 2.3·10¹⁰ | تاریخی اکائیوں میں سب سے چھوٹی |
| V (int.) | 1908 کا بین الاقوامی وولٹ | 229.92 | پارے کے ستون اور چاندی سے متعین ہوتا تھا |
| V₉₀ | 1990 کا عملی وولٹ | 230 | ایک کروڑویں کے چار حصے مختلف تھا |
| ویسٹن سیل | معیاری سیل کی اکائیوں میں | 225.79 | تھرموسٹیٹ میں کیڈمیم-پارہ سیل |
| V | وولٹ | 230 | اس پرچے کی ابتدائی اکائی |
سابقے نینو سے میگا تک جاتے ہیں: ٹیکنالوجی جن وولٹیجوں سے کام کرتی ہے ان کا پھیلاؤ پندرہ درجوں پر محیط ہے۔ الیکٹران وولٹ والی سطر یاد دلاتی ہے کہ الیکٹران کی توانائی عدد میں اسی وولٹیج کے برابر ہے جس سے وہ گزرا۔
03 · مقدار کے درجے
نینو وولٹ سے آسمانی بجلی تکیورپ کا ساکٹ: دو سو تیس وولٹ
04 · پیمائشی آلات
وولٹیج کس سے ناپتے ہیں
یہ حصے کے متوازی جوڑا جاتا ہے اور اس کی مزاحمت جتنی زیادہ ہو اتنا اچھا، تاکہ بہاؤ نہ کھینچے۔ سوئی والے آلات میں یہ دسیوں کلو اوہم کی ہوتی ہے، عددی میں دس میگا اوہم یا اس سے اوپر؛ زیادہ مزاحمت والے دوروں پر اتنی بھی پیمائش کو صاف بگاڑ دیتی ہے۔
جس وولٹیج کو ناپنا ہو اسے معیاری سیل کے وولٹیج کے ایک حصے سے متوازن کیا جاتا ہے اور وہ لمحہ پکڑا جاتا ہے جب گیلوانو میٹر صفر دکھائے۔ اس لمحے آلہ ذرا بھی بہاؤ نہیں لیتا، اس لیے یہ طریقہ منبع کی سچی برقی محرک قوت دیتا ہے، بوجھ کے نیچے کا وولٹیج نہیں۔
دو مزاحمتیں وولٹیج کو معلوم تناسب میں بانٹ دیتی ہیں، جس سے چند وولٹ کے آلے سے کلو وولٹ ناپے جا سکتے ہیں۔ اونچے دباؤ کی لائنوں پر یہی کام وولٹیج ٹرانسفارمر کرتا ہے، جو پیمائشی دور کو طاقت کے دور سے برقی طور پر الگ رکھتا ہے۔
خرد امواج سے شعاع زدہ فوق موصل جوڑ بالکل تعدد کے مضاعف میں وولٹیج دیتا ہے: جوزفسن مستقل ہرٹز کو وولٹ میں بدل دیتا ہے۔ ہزاروں جوڑوں کی جالی دس وولٹ دیتی ہے اور اس کی تکرار ارب ویں حصوں تک قائم رہتی ہے — یہی آج کا معیار ہے۔
05 · لکھنے کے اصول
نشان V لاطینی ہے — روسی ”В“ یہاں نہیں چلتا
روسی ”В“ اور لاطینی V دیکھنے میں الگ ہیں، مگر بتاتے ایک ہی چیز ہیں؛ بین الاقوامی دستاویزوں میں صرف V چلتا ہے۔ اکائی کا نام چھوٹے حروف میں — ”دو سو تیس وولٹ“، نشان بڑے حرف میں۔ ملی وولٹ mV ہے، اور MV میگا وولٹ: فرق ایک ارب گنا کا۔ متبادل بہاؤ میں 230 V مؤثر قدر ہے؛ جیبی موج کی چوٹی √2 گنا اونچی، یعنی 325 V۔ عزل بندی چوٹی کے حساب سے کی جاتی ہے۔
مقدار کا نشان ترچھا U یا V ہے، اکائی کا سیدھا V؛ فارمولے U = 230 V میں ترچھا اور سیدھا حرف معنی الگ کرتے ہیں۔ روسی نشان В ہے۔ سابقہ کلو چھوٹے k سے لکھا جاتا ہے: kV، KV نہیں۔ ملی وولٹ اور مائیکرو وولٹ عام سابقوں سے بنتے ہیں، مگر ”وولٹ-ایمپیئر“ پہلے ہی دوسری اکائی ہے — ظاہری طاقت — اور وولٹیج سے اس کا کوئی تعلق نہیں۔ الیکٹران وولٹ ملا کر eV لکھا جاتا ہے: یہ توانائی کی اکائی ہے۔
06 · ہمسایہ اکائیاں
وولٹ اوہم کے قانون کے عین بیچ کھڑا ہے: بہاؤ، وولٹیج اور مزاحمت یوں بندھے ہیں کہ کوئی بھی دو مقداریں تیسری کو طے کر دیتی ہیں۔
Simetrium کے پرچوں میں سے وولٹ کے پڑوس میں ہیں ایمپیئر اور اوہم اوہم کے قانون سے، واٹ ان کے حاصل ضرب کے طور پر، کولمب s فیراڈ گنجائش کی تعریف سے اور الیکٹران وولٹ — اسی اکائی کے نام پر رکھی گئی توانائی۔
07 · تاریخی حصہ
مینڈک کی ٹانگ سے کوانٹم سیڑھی تک
الیسانڈرو وولٹا نے ”حیوانی بجلی“ کی نوعیت پر گیلوانی سے بحث کی، اور اپنی بات ثابت کرنے کے لیے ایسا منبع جوڑ دیا جس میں حیاتیات کا نام تک نہ تھا۔ مختلف دھاتوں کے ستون نے بلا تعطل بہاؤ دیا — تاریخ میں پہلی بار۔
ماہرینِ برق کی بین الاقوامی کانگریس نے وولٹ کو ایمپیئر اور اوہم کے ذریعے متعین کیا اور اکائی کا نام وولٹا کے نام پر رکھا۔ عملی طور پر اسے بنا کر دکھانا کیمیائی سیل ہی کے ذمے رہا، جس کی صحت تار برقی کی طلب سے کہیں کم تھی۔
ویسٹن کا کیڈمیم-پارہ سیل وولٹیج کو مائیکرو وولٹ تک تھامے رکھتا تھا اور نوے برس تک معیار بنا رہا۔ اسے تھرموسٹیٹ میں رکھتے، بہاؤ نہ لینے دیتے اور نازک آلے کی طرح احتیاط سے لے جاتے تھے۔
بائیس برس کے تحقیقی طالب علم برائن جوزفسن نے فوق موصل جوڑ پر وولٹیج کی سیڑھیوں کی پیش گوئی کی۔ 1990 سے وولٹ اسی طرح دوبارہ حاصل کیا جاتا ہے، اور کیمیائی سیل پیمائش کے عجائب گھروں میں چلے گئے۔
وہ وولٹ جو وولٹ سے میل نہیں کھاتا
1990 سے 2019 تک پیمائش کا علم بیک وقت دو وولٹوں کے ساتھ جیا۔ بین الاقوامی نظام میں تعریف پہلے جیسی ہی رہی، واٹ اور ایمپیئر کے ذریعے، مگر اکائی جوزفسن اثر سے بنائی جاتی تھی اور مستقل کی قدر طے شدہ مانی جاتی تھی — اس عملی اکائی کو V₉₀ لکھتے تھے۔ اس کے اور SI وولٹ کے درمیان فرق فی وولٹ مائیکرو وولٹ کے دسویں حصوں جتنا آنکا گیا: ٹیکنالوجی کے لیے نہ ہونے کے برابر اور معیاروں کے آپسی موازنے کے لیے اصولی۔ 2019 کی نئی تعریف نے یہ دراڑ مٹا دی: الیکٹران کا بار اور پلانک مستقل ٹھیک ٹھیک عدد بن گئے، جوزفسن مستقل بھی، اور عملی پیمانہ تعریف سے مل گیا۔ ساتھ ہی تیس برسوں میں V₉₀ میں جمع ہوئی ساری پیمائشوں کو پچھلی تاریخ سے تصحیح بتانی پڑی — وہ نایاب موقع جب اکائی کی تعریف بدلنے کی وجہ سے گزرے برسوں کے نتائج دوبارہ گنے جاتے ہیں۔
فہرست · پیمائش کی اکائیاں
ہر مقدار کے لیے ایک پرچہ
SI کی سات بنیادی اکائیاں، اپنے ناموں والی بائیس مشتق اکائیاں، اور نظام سے باہر کی وہ اکائیاں جن کے بغیر نہ صنعت چلتی ہے نہ روزمرہ زندگی۔ ہر ایک کا اپنا ورق: تعریف، تبدیلی، آلات، لکھنے کے اصول۔ 36 زبانوں میں۔
اپنے نام والی SI مشتق اکائیاں
وولٹ کا پرچہ کھلا ہےSI کی بنیادی اکائیاں
اینٹ رنگ میں — وہ چار اکائیاں جن سے وولٹ بنتا ہےدوسرے نظاموں میں وولٹیج
پرچے کی زبان
36 زبانیں۔ نشان V بین الاقوامی ہے، مگر ساکٹ کا وولٹیج ہر جگہ ایک سا نہیں: یورپ میں دو سو تیس وولٹ، شمالی امریکہ میں ایک سو بیس، پاکستان میں دو سو تیس — پرچہ وہیں کی قدر رکھ دیتا ہے۔