Volt

Volt (russisk betegnelse: V ; international: V [1] ) - i det internationale system af enheder (SI) en måleenhed for elektrisk potentiale , potentialforskel , elektrisk spænding og elektromotorisk kraft .

Det er opkaldt efter den italienske fysiker og fysiolog Alessandro Volta (1745-1827), som opfandt det første elektriske galvaniske batteri - den voltaiske søjle og offentliggjorde resultaterne af sine eksperimenter i 1800 .

Per definition er potentialforskellen mellem to punkter lig med 1 volt, hvis en ladning på 1 vedhæng skal flyttes fra et punkt til et andet, skal der arbejdes med 1 joule på den . En volt er også lig med en elektrisk spænding, der forårsager en jævnstrøm på 1 ampere ved en effekt på 1 watt i et elektrisk kredsløb .

I overensstemmelse med SI-reglerne vedrørende afledte enheder , opkaldt efter videnskabsmænd, skrives navnet på enheden volt med et lille bogstav og dets betegnelse med et stort bogstav . Denne stavemåde af betegnelsen er også bevaret i betegnelserne for afledte enheder dannet ved hjælp af volt. For eksempel er betegnelsen for måleenheden for den elektriske feltstyrke " volt pr. meter " skrevet som V/m.

1 V = (1/300) CGSE potentielle enheder [2] .

Definition

Volt kan defineres enten som elektrisk spænding ved enderne af lederen , nødvendig for at frigive varme i den med en effekt på 1 watt med en styrke på 1 ampere jævnstrøm , der strømmer gennem denne leder , eller som en potentialforskel mellem to punkter af en elektrostatisk felt , under hvis passage over en ladning på størrelsesordenen 1 coulomb virker på 1 joule , eller som en potentialforskel over en modstand på 1 ohm, når en strøm på 1 ampere strømmer gennem den [3] . Udtrykt i basis SI-enheder er en volt lig med m² kg s −3 A −1 .

Definition baseret på Josephson-effekten

Siden 1990 er volten blevet standardiseret ved måling ved hjælp af den ikke-stationære Josephson-effekt , som bruger Josephson-konstanten til at henvise til standarden , fastsat af den 18. generalkonference om vægte og mål som [4]

hvor e  er den elementære ladning , h  er Plancks konstant .

Ved denne metode er værdien af ​​volt entydigt forbundet med frekvensstandarden sat af cæsiumuret : når en matrix bestående af flere tusinde Josephson-forbindelser bestråles med mikrobølgestråling ved frekvenser fra 10 GHz til 80 GHz, en veldefineret elektrisk spænding opstår, ved hjælp af hvilke voltmetre kalibreres [5] . Eksperimenter har vist, at denne metode er ufølsom over for den specifikke implementering af installationen og ikke kræver indførelse af korrektionsfaktorer [6] .

Stressskala

• Den bedste opløsning ved sammenligning af jævnspændinger er 10 attovolt ( 1⋅10 −17  V ) [7] .
• Den mindste målte jævnspænding af en kommercielt tilgængelig enhed er 20 picovolt ( 2⋅10 −11  V ) [8] .
• Følsomheden af ​​radiomodtagere af kommunikationsudstyr under stemmetransmission er 1 ... 1,5 μV (et af de svageste spændingssignaler, der i øjeblikket anvendes i vid udstrækning) [9] .
• Den maksimale udgangsspænding på viklingen af ​​magnethovedet på kassettebåndoptageren  er 0,3 mV [10] .
• Potentialeforskellen over neuronmembranen er  70 mV.
• NiCd batteri  - 1,2 V.
• Alkalisk celle  - 1,5 V.
• Lithiumjernfosfatbatteri (LiFePO 4 ) - 3,3 V.
• Mobiltelefonoplader - 5.0V  .
• Batteri "Krona"  - 9 V.
• Bilbatteri  - 12 V (til tunge lastbiler - 24 V).
• Spændingen på husstandsnetværket i Rusland  er 230 V (fase - neutral), 400 V (interfase) [11] .
• Spændingen i nogle industrielle netværk er 400 V (trefaset), 400 V (enfaset), 690 V (trefaset).
• Spændingen i sporvognens , trolleybussens kontaktnet  er 600 V (660 V) (jævnstrøm).
• Spændingen på kontaktskinnen i metroen  er 825 V (jævnstrøm) [12] .
• Elektrificerede jernbaner  - 3 kV (DC-kontaktnet), 25 kV (AC-kontaktnet).
• Spændingen i hovedtransmissionsledningerne er  110, 220, 330, 500, 750 og 1150 kV.
• Den højeste jævnspænding opnået i laboratoriet på pelletronen  er 25 MV.
• Spændingen under en lynafladning  er fra 100 MV og højere.

Historisk digression

Enheden "volt" blev introduceret i 1861 af en elektrisk standardkomité nedsat af William Thomson . Dens introduktion var forbundet med de nuværende behov for teknisk fysik. Den 1. juni 1898, ved kejserlig lov i Tyskland, blev 1 volt etableret som en "lovlig" måleenhed for EMF , svarende til den EMF, der exciterer en strøm på 1 ampere i en leder med en modstand på 1 ohm [ 13] . Volten blev indført i International System of Units (SI) ved beslutningen fra XI General Conference on Weights and Measures i 1960, samtidig med vedtagelsen af ​​SI-systemet som helhed [14] .

Indtil 1990 blev 1 volt defineret som energienheden, joule , og ladningsenheden, coulomb .

Multipler og submultipler

Decimalmultipler og submultipler dannes ved hjælp af standard SI-præfikser .

Noter

1. ↑ GOST 8.417-2002 Statssystem til sikring af ensartethed af målinger (GSI). Mængdeenheder (som ændret). . Hentet 24. juli 2020. Arkiveret fra originalen 10. april 2021. (ubestemt)
2. ↑ Savelyev I.V. Kursus i generel fysik. - T. II. Elektricitet. - S. 41.
3. ↑ Sivukhin D.V. Almen kursus i fysik. - M . : Nauka , 1977. - T. III. Elektricitet. - S. 196. - 688 s.
4. ↑ Repræsentation af volten ved hjælp af Josephson-effekten Arkiveret 27. juni 2013 på Wayback Machine // BIPM.
5. ↑ Burroughs, CJ, Benz, SP, Harvey, TE, Hamilton, CA 1 Volt DC Programmerbart Josephson Voltage Standard System  //  IEEE-transaktioner på anvendt superledning. - 1999. - Bd. 9. - P. 4145-4148.
6. ↑ Mark W. Keller. Aktuel status for kvantemetrologisk trekanten  (engelsk)  // Metrologia . - 2008. - Bd. 45. - S. 102. - doi : 10.1088/0026-1394/45/1/014 .
7. ↑ Meget præcis sammenligning af Nb/Al/AlOx/Al/AlOx/Al/Nb Josephson junction arrays ved hjælp af en SQUID som en nuldetektor Arkiveret 20. juli 2020 på Wayback Machine .
8. ↑ Model P13a - DC Picovoltmeter Arkiveret 20. juli 2020 på Wayback Machine .
9. ↑ Forstå SINAD, ENOB, SNR, THD, THD + N og SFDR, så du ikke farer vild i støjgulvet Arkiveret 3. november 2020 på Wayback Machine .
10. ↑ Magnetiske hoveder til kassettebåndoptagere (utilgængeligt link) . Dato for adgang: 28. september 2015. Arkiveret fra originalen 28. september 2015. (ubestemt) 
11. ↑ Interstate standard GOST 29322-2014 (IEC 60038:2009). Spændingsstandard Arkiveret 12. juli 2018 på Wayback Machine .
12. ↑ Subway Arteries Arkiveret 28. marts 2022 på Wayback Machine .
13. ↑ Dukov V. M. Historie om systemer af måleenheder for fysiske størrelser Arkivkopi dateret 26. januar 2012 på Wayback Machine // Fra bogen "Historiske anmeldelser i løbet af fysik i gymnasiet" ( M .: Education, 1983)
14. ↑ Resolution 12 fra det 11. møde i CGPM (1960) Arkiveret 28. juli 2012 på Wayback Machine  på webstedet International Bureau of Weights and Measures

Ordbøger og encyklopædier	Flot dansk stor kinesisk Fantastisk norsk Stor russer Brockhaus og Efron Lille Brockhaus og Efron Britannica (online)