ఏంపియర్

విద్యుత్
విద్యుత్ని గాల్వనొమీటర్ అనే పరికరంతో కొలవవచ్చు, గాల్వనొమీటర్ లోని శూచి ఎంత స్థాయి చూపితే అంత విద్యుత్ ప్రవహిస్థునటు. యీ పని చాలా సులువుగా చెయవచ్చు.

ఏంపియర్ (ఆంగ్లం: Ampere) విద్యుత్ ప్రవాహం ఎంతుందో చెప్పడానికి వాడే కొలమానం. అంతర్జాతీయ ప్రామాణిక కొలమానాల వ్యవస్థలో ఉన్న ఏడు మౌలిక కొలతాంశాలలో ఏంపియర్‌ ఒకటి. దీనికి విద్యుత్‌గతిశాస్త్రం యొక్క పితామహుడనదగ్గ ఆండ్రే-మరీ ఏంపియర్‌ (1775-1836) అనే ఫ్రాంసు దేశపు శాస్త్రవేత్త పేరు పెట్టేరు. ఈ ఏంపియర్‌ని I అనే ఇంగ్లీషు అక్షరంతో సూచించాలని ఒక ఒడంబడిక ఉంది.

నిర్వచనం

ఒక ఏంపియర్‌ ఎంతుంటుందో నిర్వచించి చెప్పడానికి సాధారణంగా ఈ దిగువ చూపిన సమీకరణాన్ని వాడతారు.

$\mathrm {1\,Ampere=1{\frac {\,Coulumb}{sec}}} \,$

అనగా, ఒక సెకండు వ్యవధిలో ఒక కూలుంబు ప్రాప్తికి ఛార్జి ప్రవహిస్తే దానికి ఒక ఏంపియర్‌ అంటారు.

ఇప్పుడు ఛార్జి అంటే ఏమిటో తెలియాలి కదా. విద్యుత్‌ ఆవేశాన్ని ఛార్జి అంటారు. ఇది ఒక మౌలికమైన భావం. ఉదాహరణకి నీరు ఎంతుందో ఎలా కొలుస్తాం? ఒక బాల్చీడో, ఒక గేలనో, ఒక సీసాడో, ఒక నీటిబొట్టో అని కొలుస్తాం కదా. ఇక్కడ, ఈ ఉపమానంలో, నీటిబొట్టు అన్నిటికంటే చిన్నది. అలాగే అతి చిన్నదయిన విద్యుదావేశం ఒక ఎలక్‌ట్రానుకి కాని, ఒక ప్రోటానుకి కాని ఉంటుంది. ఒక బాల్చీలో 10 కోట్ల నీటి బొట్లు ఉంటాయని చెప్పినట్లు ఒక కూలుంబులో 6.241×10¹⁸ ఎలక్‌ట్రానుల "ఎత్తు" ఛార్జి ఉంటుంది. విద్యుత్ ప్రవాహాన్ని నీటి ప్రవాహంతో పోల్చినప్పుడు, ఒక సెకండు వ్యవధిలో ఎన్ని నీటి బొట్లు ప్రవహిస్తున్నాయో చెప్పినట్లే ఒక సెకండు వ్యవధిలో ఎన్నిఎలక్‌ట్రానులు ప్రవహిస్తున్నాయో అదే ఏంపియర్‌ అంటే. కూలుంబు గేలను లాంటిది. సెకండుకి ఎన్ని గేలనులు కదులుతున్నాయో చెప్పేది ఏంపియర్‌. "ఒక సెకండు వ్యవధిలో ఇన్ని" అని చెప్పడానికి ఇంగ్లీషులో rate of change అనే పదబంధం వాడతారు. దానికి సమానార్థకమైన తెలుగు మాట "మార్పుదల." కనుక ఏంపియర్‌ అంటే విద్యుత్‌ ఆవేశపు ప్రవాహంలో మార్పుదల.

ఏంపియర్ గారు ప్రవచించిన బల సూత్రం

Illustration of the definition of the ampere unit

ఏంపియర్‌ పేరు మీదుగా ఒక ప్రాథమిక సూత్రం ఉంది: అతి తక్కువ వృత్తాకార విభజన గల రెండు తిన్నని తీగలని సమాంతరంగా శున్యంలో అమర్చి వాటి గుండా విద్యుత్‌ ప్రవాహాన్ని పంపినప్పుడు ఆ తీగలు రెంండింటి మధ్య ఆకర్షక బలం కాని వికర్షక బలం కాని పుడుతుంది. ఈ బలం ఎంతుందో కొలిచి, దానిని ప్రాతిపదికగా తీసుకుని, ఏంపియర్‌ని మరొక విధంగా నిర్వచించవచ్చు. ఈ నిర్వచనానికి అనుకూలంగా రెండు తిన్నని తీగలని, సమాంతరంగా, వాటి మధ్య ఒక మీటరు దూరం ఉండేటట్లు ఊహించుకోవాలి. ఈ తీగలు రెండూ అనంతమైన పొడుగు ఉన్నట్లు ఊహించుకోవాలి (బొమ్మ చూడండి). ఈ తీగలగుండా ఒక ఏంపియరు ప్రవహిస్తూ ఉంటే అప్పుడు ఈ రెండు తీగల మధ్యా ప్రతి మీటరు పొడుగు ఒక్కంటికి 2 × 10⁻⁷ నూటన్ ల బలం (force) పుడుతుంది. ఈ బలాన్ని కొలిచి, వెనక్కి లెక్కగట్టి, ఆ తీగలలో ప్రవాహం ఎన్ని ఏంపియర్లు ఉందో నిశ్చయించవచ్చు.

నిత్య జీవితంలో

1. మన కారులో ఒక విద్యుత్‌ ఘటమాల ఉంటుంది. అది సాధారణంగా 12 వోల్టుల పీడనం కలిగి ఉంటుంది. అందుకనే వీటిని 12-వోల్టుల బేటరీలు అంటారు.

• కారు తల దీపాలు (60 వాట్‌లు) వేసినప్పుడు, తీగలలో 5 ఏంపియర్లు ప్రవహిస్తుంది.
• కారు స్టార్టరు (1000 - 2000 వాట్లు) వాడినప్పుడు 80-160 ఏంపియర్లు ప్రవహిస్తుంది. అందుకనే బేటరీ నుండి స్టార్టరుకి వెళ్లే తీగలు బొద్దుగా, లావుగా ఉంటాయి.

1. మన ఇళ్లల్లోకి వచ్చే విద్యుత్తు 230-240 వోల్టుల పీడనంతో వస్తుంది.

• టీవీ (35 వాట్లు) వాడినప్పుడల్లా ఆ టీవీ లోకి 150 మిల్లీ ఏంపియర్ల ప్రవాహం (కరెంటు) వెళుతుంది.
• ఫిలమెంటు దీపం (60 వాట్లు) వాడినప్పుడల్లా 240 మిల్లీ ఏంపియర్ల ప్రవాహం (కరెంటు) వెళుతుంది.
• టూబ్‌ లైటు (30 వాట్లు) వాడినప్పుడల్లా 112 మిల్లీ ఏంపియర్ల ప్రవాహం (కరెంటు) వెళుతుంది. ఈ టూబ్ లైటు పైన చెప్పిన ఫిలమెంటు దీపం ఇచ్చినంత కాంతీ ఇస్తుంది. పైపెచ్చు చల్లటి కాంతిని ఇస్తుంది కనుక గది వేడెక్కిపోదు.
• గీజరు (4000 వాట్లు) వాడినప్పుడల్లా 20 ఏంపియర్ల ప్రవాహం (కరెంటు) వెళుతుంది.

ఇతర లింకులు

• The NIST Reference on Constants, Units, and Uncertainty
• NIST Definition of ampere and μ₀
• Tutorial video explaining amperes and current