Volt

Volt (ruské označení: V ; mezinárodní: V [1] ) - v Mezinárodní soustavě jednotek (SI) jednotka měření elektrického potenciálu , potenciálového rozdílu , elektrického napětí a elektromotorické síly .

Je pojmenován po italském fyzikovi a fyziologovi Alessandru Voltovi (1745-1827), který vynalezl první elektrickou galvanickou baterii - voltaický sloup a výsledky svých experimentů zveřejnil v roce 1800 .

Podle definice je potenciální rozdíl mezi dvěma body roven 1 voltu, pokud k přesunu náboje 1 přívěsku z jednoho bodu do druhého je třeba na něm vykonat práci 1 joule . Volt se také rovná elektrickému napětí, které způsobuje stejnosměrný proud 1 ampér při výkonu 1 watt v elektrickém obvodu .

V souladu s pravidly SI týkajícími se odvozených jednotek , pojmenovaných po vědcích, se název jednotky volt píše malým písmenem a jeho označení velkým písmenem . Tento pravopis označení je zachován i v označení odvozených jednotek tvořených pomocí volt. Například označení pro jednotku měření intenzity elektrického pole " volt na metr " se zapisuje jako V/m.

1 V = (1/300) CGSE potenciální jednotky [2] .

Definice

Volt lze definovat buď jako elektrické napětí na koncích vodiče , nutné k uvolnění tepla v něm o výkonu 1 watt o síle 1 ampér stejnosměrného proudu procházejícího tímto vodičem , nebo jako potenciálový rozdíl mezi dvěma body vodiče . elektrostatické pole , při jehož průchodu nad nábojem o velikosti 1 coulomb vykoná práci 1 joule , nebo jako rozdíl potenciálu na odporu 1 ohm, když jím protéká proud 1 ampér [3] . Vyjádřeno v základních jednotkách Sie , jeden volt se rovná m² kg s −3 A −1 .

Definice založená na Josephsonově efektu

Od roku 1990 je volt standardizován měřením pomocí nestacionárního Josephsonova jevu , který používá Josephsonovu konstantu k odkazování na standard , stanovený 18. generální konferencí pro váhy a míry jako [4]

kde e  je elementární náboj , h  je Planckova konstanta .

Touto metodou je hodnota voltu jednoznačně spojena s frekvenčním standardem stanoveným cesiovými hodinami : když je matice skládající se z několika tisíc Josephsonových přechodů ozářena mikrovlnným zářením o frekvencích od 10 GHz do 80 GHz, dobře definovaný elektrický vzniká napětí, pomocí kterého se kalibrují voltmetry [5] . Experimenty ukázaly, že tato metoda je necitlivá na konkrétní realizaci instalace a nevyžaduje zavedení korekčních faktorů [6] .

Stupnice napětí

• Nejlepší rozlišení při porovnávání stejnosměrných napětí je 10 attovoltů ( 1⋅10 −17  V ) [7] .
• Nejmenší naměřené stejnosměrné napětí komerčně dostupným zařízením je 20 pikovoltů ( 2⋅10 −11  V ) [8] .
• Citlivost rádiových přijímačů komunikačních zařízení při přenosu hlasu je 1 ... 1,5 μV (jeden z nejslabších napěťových signálů v současnosti široce používaných) [9] .
• Maximální výstupní napětí na vinutí magnetické hlavy kazetového magnetofonu  je 0,3 mV [10] .
• Potenciální rozdíl na membráně neuronu  je 70 mV.
• NiCd baterie  - 1,2V.
• Alkalický článek  - 1,5V.
• Lithium-železofosfátová baterie (LiFePO 4 ) - 3,3 V.
• Nabíječka mobilního telefonu -  5,0V.
• Baterie "Krona"  - 9V.
• Autobaterie  - 12 V (pro těžké nákladní vozy - 24 V).
• Napětí domácí sítě v Rusku  je 230 V (fáze - neutrál), 400 V (mezifáze) [11] .
• Napětí v některých průmyslových sítích je 400 V (třífázové), 400 V (jednofázové), 690 V (třífázové).
• Napětí v kontaktní síti tramvaje , trolejbusu  je 600 V (660 V) (stejnosměrný proud).
• Napětí troleje v metru  je 825 V (stejnosměrný proud) [12] .
• Elektrifikované dráhy  - 3 kV (stejnosměrná kontaktní síť), 25 kV (střídavá kontaktní síť).
• Napětí v hlavních přenosových vedeních  je 110, 220, 330, 500, 750 a 1150 kV.
• Nejvyšší stejnosměrné napětí získané v laboratoři na peletronu  je 25 MV.
• Napětí při výboji blesku  je od 100 MV a vyšší.

Historická odbočka

Jednotka „volt“ byla představena v roce 1861 výborem pro elektrické standardy, který zřídil William Thomson . Jeho zavedení souviselo s aktuálními potřebami inženýrské fyziky. června 1898 byl císařským zákonem v Německu stanoven 1 volt jako „zákonná“ jednotka měření pro EMF , která se rovná EMF, která budí proud 1 ampér ve vodiči s odporem 1 ohm [ 13] . Volt byl zaveden do Mezinárodní soustavy jednotek (SI) rozhodnutím XI. Generální konference pro váhy a míry v roce 1960, současně s přijetím soustavy SI jako celku [14] .

Do roku 1990 byl 1 volt definován jako jednotka energie, joule , a jednotka náboje, coulomb .

Násobky a dílčí násobky

Desetinné násobky a dílčí násobky jsou tvořeny pomocí standardních předpon SI .

Poznámky

1. ↑ GOST 8.417-2002 Státní systém pro zajištění jednotnosti měření (GSI). Jednotky množství (ve znění pozdějších předpisů). . Získáno 24. července 2020. Archivováno z originálu dne 10. dubna 2021. (neurčitý)
2. ↑ Kurz obecné fyziky Saveljev IV . - T. II. Elektřina. - S. 41.
3. ↑ Sivukhin D.V. Obecný kurz fyziky. - M .: Nauka , 1977. - T. III. Elektřina. - S. 196. - 688 s.
4. ↑ Reprezentace voltu pomocí Josephsonova efektu Archivováno 27. června 2013 na Wayback Machine // BIPM.
5. ↑ Burroughs, CJ, Benz, SP, Harvey, TE, Hamilton, CA 1V DC programovatelný Josephsonův standardní systém napětí  //  Transakce IEEE na aplikované supravodivosti. - 1999. - Sv. 9. - S. 4145-4148.
6. ↑ Mark W. Keller. Současný stav trojúhelníku kvantové metrologie  (anglicky)  // Metrologia . - 2008. - Sv. 45. - S. 102. - doi : 10.1088/0026-1394/45/1/014 .
7. ↑ Vysoce přesné srovnání Josephsonových spojovacích polí Nb/Al/AlOx/Al/AlOx/Al/Nb pomocí SQUID jako nulového detektoru Archivováno 20. července 2020 na Wayback Machine .
8. ↑ Model P13a – DC pikovoltmetr Archivováno 20. července 2020 na Wayback Machine .
9. ↑ Rozumějte SINAD, ENOB, SNR, THD, THD + N a SFDR, abyste se neztratili v hluku , archivováno 3. listopadu 2020 na Wayback Machine .
10. ↑ Magnetické hlavy pro kazetové magnetofóny (nepřístupný odkaz) . Datum přístupu: 28. září 2015. Archivováno z originálu 28. září 2015. (neurčitý) 
11. ↑ Mezistátní norma GOST 29322-2014 (IEC 60038:2009). Standardní napětí Archivováno 12. července 2018 na Wayback Machine .
12. ↑ Subway Arteries Archived 28 March 2022 at Wayback Machine .
13. ↑ Dukov V. M. Historie soustav jednotek měření fyzikálních veličin Archivní kopie ze dne 26. ledna 2012 na Wayback Machine // Z knihy „Historické přehledy v průběhu fyziky na střední škole“ ( M .: Education, 1983)
14. ↑ Rezoluce 12 z 11. zasedání CGPM (1960) Archivováno 28. července 2012 na Wayback Machine  na webových stránkách International Bureau of Weights and Measures

Slovníky a encyklopedie	Velká dánština velká čínština Skvělý norský Velký Rus Brockhaus a Efron Malý Brockhaus a Efron Britannica (online)