Volt

Volt (desemnare rusă: V ; internațional: V [1] ) - în Sistemul Internațional de Unități (SI) o unitate de măsură a potențialului electric , a diferenței de potențial , a tensiunii electrice și a forței electromotoare .

Este numit după fizicianul și fiziologul italian Alessandro Volta (1745-1827), care a inventat prima baterie electrică galvanică - coloana voltaică și a publicat rezultatele experimentelor sale în 1800 .

Prin definiție, diferența de potențial dintre două puncte este egală cu 1 volt, dacă pentru a muta o sarcină de 1 pandantiv dintr-un punct în altul, trebuie să se lucreze cu 1 joule . Un volt este, de asemenea, egal cu o tensiune electrică care provoacă un curent continuu de 1 amper la o putere de 1 watt într-un circuit electric .

În conformitate cu regulile SI privind unitățile derivate , denumite după oameni de știință, numele unității volt este scris cu o literă mică , iar desemnarea acesteia cu o literă mare . Această ortografie a denumirii este păstrată și în denumirile unităților derivate formate folosind volt. De exemplu, denumirea pentru unitatea de măsură a intensității câmpului electric „ volt pe metru ” este scrisă ca V/m.

1 V = (1/300) unități de potențial CGSE [2] .

Definiție

Voltul poate fi definit fie ca tensiune electrică la capetele conductorului , necesară pentru a elibera căldură în el cu o putere de 1 watt cu o putere de curent continuu de 1 amper care trece prin acest conductor , fie ca diferență de potențial între două puncte ale unui conductor. câmp electrostatic , în timpul căruia trece printr-o sarcină de magnitudinea 1 coulomb lucrează de 1 joule sau ca diferență de potențial la un rezistor de 1 ohm atunci când trece un curent de 1 amper [3] . Exprimat în unități SI de bază , un volt este egal cu m² kg s −3 A −1 .

Definiție bazată pe efectul Josephson

Din 1990, voltul a fost standardizat prin măsurare folosind efectul Josephson non-staționar , care folosește constanta Josephson pentru a se referi la standardul , fixat de Conferința Generală a 18-a pentru Greutăți și Măsuri ca [4]

unde e  este sarcina elementară , h  este constanta lui Planck .

Prin această metodă, valoarea voltului este asociată în mod unic cu standardul de frecvență stabilit de ceasul de cesiu : atunci când o matrice constând din câteva mii de joncțiuni Josephson este iradiată cu radiații de microunde la frecvențe de la 10 GHz la 80 GHz, o matrice electrică bine definită. apare tensiune, cu ajutorul căreia sunt calibrate voltmetre [5] . Experimentele au arătat că această metodă este insensibilă la implementarea specifică a instalației și nu necesită introducerea unor factori de corecție [6] .

Scara de stres

• Cea mai bună rezoluție atunci când se compară tensiunile DC este 10 attovolti ( 1⋅10 −17  V ) [7] .
• Cea mai mică tensiune continuă măsurată de un dispozitiv disponibil comercial este de 20 picovolți ( 2⋅10 −11  V ) [8] .
• Sensibilitatea receptoarelor radio ale echipamentelor de comunicație în timpul transmisiei vocii este de 1 ... 1,5 μV (unul dintre cele mai slabe semnale de tensiune utilizate pe scară largă în prezent) [9] .
• Tensiunea maximă de ieșire pe înfășurarea capului magnetic al casetofonului este de  0,3 mV [10] .
• Diferența de potențial prin membrana neuronului  este de 70 mV.
• baterie NiCd  - 1,2 V.
• Celulă alcalină  - 1,5 V.
• Baterie litiu fier fosfat (LiFePO 4 ) - 3,3 V.
• Încărcător pentru telefon mobil -  5.0V.
• Baterie "Krona"  - 9 V.
• Baterie auto  - 12 V (pentru camioane grele - 24 V).
• Tensiunea rețelei de uz casnic din Rusia  este de 230 V (fază - neutru), 400 V (interfază) [11] .
• Tensiunea în unele rețele industriale este de 400 V (trifazată), 400 V (monofazată), 690 V (trifazată).
• Tensiunea din rețeaua de contact a tramvaiului , troleibuzului  este de 600 V (660 V) (curent continuu).
• Tensiunea șinei de contact din metrou  este de 825 V (curent continuu) [12] .
• Căi ferate electrificate  - 3 kV (rețea de contact DC), 25 kV (rețea de contact AC).
• Tensiunea în liniile principale de transport  este de 110, 220, 330, 500, 750 și 1150 kV.
• Cea mai mare tensiune continua obtinuta in laborator pe peletron  este de 25 MV.
• Tensiunea în timpul unei descărcări de trăsnet  este de la 100 MV și mai mare.

Digresiune istorică

Unitatea „volt” a fost introdusă în 1861 de un comitet de standarde electrice înființat de William Thomson . Introducerea sa a fost legată de nevoile actuale ale fizicii inginerești. La 1 iunie 1898, prin legea imperială din Germania, 1 volt a fost stabilit ca unitate de măsură „legală” pentru EMF , egală cu EMF care excită un curent de 1 amper într-un conductor cu o rezistență de 1 ohm [ 13] . Voltul a fost introdus în Sistemul Internațional de Unități (SI) prin decizia Conferinței a XI-a Generală a Greutăților și Măsurilor din 1960, concomitent cu adoptarea sistemului SI în ansamblu [14] .

Până în 1990, 1 volt era definit în termeni de unitatea de energie, joule , și unitatea de sarcină, coulomb .

Multiplii și submultiplii

Multiplii și submultiplii zecimali sunt formați folosind prefixe SI standard .

Note

1. ↑ GOST 8.417-2002 Sistemul de stat pentru asigurarea uniformității măsurătorilor (GSI). Unități de cantități (modificate). . Preluat la 24 iulie 2020. Arhivat din original la 10 aprilie 2021. (nedefinit)
2. ↑ Savelyev I.V. Curs de fizică generală. - T. II. Electricitate. - S. 41.
3. ↑ Sivukhin D.V. Curs general de fizică. - M . : Nauka , 1977. - T. III. Electricitate. - S. 196. - 688 p.
4. ↑ Reprezentarea voltului prin intermediul efectului Josephson Arhivat 27 iunie 2013 la Wayback Machine // BIPM.
5. ↑ Burroughs, CJ, Benz, SP, Harvey, TE, Hamilton, CA 1 Volt DC Programable Josephson Voltage Standard System  //  IEEE Transactions on Applied Superconductivity. - 1999. - Vol. 9. - P. 4145-4148.
6. ↑ Mark W. Keller. Starea actuală a triunghiului de metrologie cuantică  (engleză)  // Metrologia . - 2008. - Vol. 45. - P. 102. - doi : 10.1088/0026-1394/45/1/014 .
7. ↑ Comparație extrem de precisă a rețelelor de joncțiuni Nb/Al/AlOx/Al/AlOx/Al/Nb Josephson folosind un SQUID ca detector de nul Arhivat 20 iulie 2020 la Wayback Machine .
8. ↑ Model P13a - Picovoltmeter DC Arhivat 20 iulie 2020 la Wayback Machine .
9. ↑ Înțelegeți SINAD, ENOB, SNR, THD, THD + N și SFDR pentru a nu vă pierde în podeaua de zgomot Arhivat 3 noiembrie 2020 la Wayback Machine .
10. ↑ Capete magnetice pentru casetofone (link inaccesibil) . Data accesului: 28 septembrie 2015. Arhivat din original la 28 septembrie 2015. (nedefinit) 
11. ↑ Standardul interstatal GOST 29322-2014 (IEC 60038:2009). Tensiuni standard Arhivat 12 iulie 2018 la Wayback Machine .
12. ↑ Subway Arteries Arhivat la 28 martie 2022 la Wayback Machine .
13. ↑ Dukov V. M. Istoria sistemelor unităților de măsură ale mărimilor fizice Copie de arhivă din 26 ianuarie 2012 la Wayback Machine // Din cartea „Recenzii istorice în cursul de fizică în școala secundară” ( M .: Educație, 1983)
14. ↑ Rezoluția 12 a celei de-a 11-a reuniuni a CGPM (1960) Arhivată la 28 iulie 2012 la Wayback Machine de  pe site-ul web al Biroului Internațional de Greutăți și Măsuri

Dicționare și enciclopedii	mare danez mare chinezesc Mare norvegian Rusă mare Brockhaus și Efron Micul Brockhaus și Efron Britannica (online)