Volt

Volt (rysk beteckning: V ; internationell: V [1] ) - i International System of Units (SI) en måttenhet för elektrisk potential , potentialskillnad , elektrisk spänning och elektromotorisk kraft .

Det är uppkallat efter den italienske fysikern och fysiologen Alessandro Volta (1745-1827), som uppfann det första elektriska galvaniska batteriet - den voltaiska kolumnen och publicerade resultaten av sina experiment 1800 .

Per definition är potentialskillnaden mellan två punkter lika med 1 volt, om för att flytta en laddning på 1 hängande från en punkt till en annan måste arbete på 1 joule utföras på den . En volt är också lika med en elektrisk spänning som orsakar en likström på 1 ampere vid en effekt på 1 watt i en elektrisk krets .

I enlighet med SI-reglerna för härledda enheter , uppkallade efter vetenskapsmän, skrivs namnet på enheten volt med en liten bokstav och dess beteckning med en stor bokstav . Denna stavning av beteckningen finns också bevarad i beteckningarna för härledda enheter som bildas med hjälp av volt. Till exempel skrivs beteckningen för måttenheten för den elektriska fältstyrkan " volt per meter " som V/m.

1 V = (1/300) CGSE- potentialenheter [2] .

Definition

Volt kan definieras antingen som elektrisk spänning i ledarens ändar , nödvändig för att frigöra värme i den med en effekt på 1 watt med en styrka på 1 ampere likström som flyter genom denna ledare , eller som en potentialskillnad mellan två punkter på en elektrostatiskt fält , under vars passage över en laddning av magnituden 1 coulomb fungerar på 1 joule , eller som en potentialskillnad över ett motstånd på 1 ohm när en ström på 1 ampere flyter genom den [3] . Uttryckt i SI -basenheter är en volt lika med m² kg s −3 A −1 .

Definition baserad på Josephson-effekten

Sedan 1990 har volten standardiserats genom mätning med den icke-stationära Josephson-effekten , som använder Josephson-konstanten för att referera till standarden , fastställd av den 18:e generalkonferensen om vikter och mått som [4]

där e  är den elementära laddningen , h  är Plancks konstant .

Med denna metod är värdet på volten unikt associerat med frekvensstandarden som ställs in av cesiumklockan : när en matris bestående av flera tusen Josephson-övergångar bestrålas med mikrovågsstrålning vid frekvenser från 10 GHz till 80 GHz, en väldefinierad elektrisk spänning uppstår, med hjälp av vilken voltmetrar kalibreras [5] . Experiment har visat att denna metod är okänslig för den specifika implementeringen av installationen och inte kräver införande av korrigeringsfaktorer [6] .

Stressskala

• Den bästa upplösningen när man jämför DC-spänningar är 10 attovolt ( 1⋅10 −17  V ) [7] .
• Den minsta uppmätta likspänningen av en kommersiellt tillgänglig enhet är 20 pikovolt ( 2⋅10 −11  V ) [8] .
• Känsligheten hos radiomottagare av kommunikationsutrustning under röstöverföring är 1 ... 1,5 μV (en av de svagaste spänningssignalerna som för närvarande används allmänt) [9] .
• Den maximala utspänningen på lindningen av magnethuvudet på kassettbandspelaren  är 0,3 mV [10] .
• Potentialskillnaden över neuronmembranet är  70 mV.
• NiCd-batteri  - 1,2 V.
• Alkalisk cell  - 1,5 V.
• Litiumjärnfosfatbatteri (LiFePO 4 ) - 3,3 V.
• Mobiltelefonladdare - 5.0V  .
• Batteri "Krona"  - 9 V.
• Bilbatteri  - 12 V (för tunga lastbilar - 24 V).
• Spänningen i hushållsnätverket i Ryssland  är 230 V (fas-neutral), 400 V (interfas) [11] .
• Spänningen i vissa industriella nätverk är 400 V (trefas), 400 V (enfas), 690 V (trefas).
• Spänningen i kontaktnätet för spårvagnen , vagnbussen  är 600 V (660 V) (likström).
• Spänningen på kontaktskenan i tunnelbanan  är 825 V (likström) [12] .
• Elektrifierade järnvägar  - 3 kV (DC-kontaktnät), 25 kV (AC-kontaktnät).
• Spänningen i huvudledningarna är  110, 220, 330, 500, 750 och 1150 kV.
• Den högsta likspänningen som erhålls i laboratoriet på pelletronen  är 25 MV.
• Spänningen under en blixtladdning  är från 100 MV och högre.

Historisk utvikning

Enheten "volt" introducerades 1861 av en elektrisk standardkommitté inrättad av William Thomson . Dess introduktion var kopplad till de nuvarande behoven av teknisk fysik. Den 1 juni 1898, enligt kejserlig lag i Tyskland, etablerades 1 volt som en "laglig" måttenhet för EMF , lika med EMF som exciterar en ström på 1 ampere i en ledare med ett motstånd på 1 ohm [ 13] . Volten infördes i International System of Units (SI) genom beslutet av XI General Conference on Weights and Measures 1960 , samtidigt med antagandet av SI-systemet som helhet [14] .

Fram till 1990 definierades 1 volt i termer av enheten för energi, joule och laddningsenheten, coulomb .

Multipler och submultiplar

Decimalmultiplar och submultiplar bildas med standard SI-prefix .

Anteckningar

1. ↑ GOST 8.417-2002 statligt system för att säkerställa enhetligheten av mätningar (GSI). Kvantitetsenheter (enligt ändringar). . Hämtad 24 juli 2020. Arkiverad från originalet 10 april 2021. (obestämd)
2. ↑ Savelyev I.V. Kurs i allmän fysik. - T. II. Elektricitet. - S. 41.
3. ↑ Sivukhin D.V. Allmän kurs i fysik. - M . : Nauka , 1977. - T. III. Elektricitet. - S. 196. - 688 sid.
4. ↑ Representation av volten med hjälp av Josephson-effekten Arkiverad 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 tillämpad supraledning. - 1999. - Vol. 9. - P. 4145-4148.
6. ↑ Mark W. Keller. Aktuell status för kvantmetrologitriangeln  (engelska)  // Metrologia . - 2008. - Vol. 45. - P. 102. - doi : 10.1088/0026-1394/45/1/014 .
7. ↑ Mycket exakt jämförelse av Nb/Al/AlOx/Al/AlOx/Al/Nb Josephson junction arrays med en SQUID som nolldetektor Arkiverad 20 juli 2020 på Wayback Machine .
8. ↑ Modell P13a - DC Picovoltmeter Arkiverad 20 juli 2020 på Wayback Machine .
9. ↑ Förstå SINAD, ENOB, SNR, THD, THD + N och SFDR så att du inte går vilse i bullergolvet Arkiverad 3 november 2020 på Wayback Machine .
10. ↑ Magnetiska huvuden för kassettbandspelare (otillgänglig länk) . Datum för åtkomst: 28 september 2015. Arkiverad från originalet 28 september 2015. (obestämd) 
11. ↑ Interstate standard GOST 29322-2014 (IEC 60038:2009). Spänningsstandard Arkiverad 12 juli 2018 på Wayback Machine .
12. ↑ Tunnelbaneartärer Arkiverade 28 mars 2022 på Wayback Machine .
13. ↑ Dukov V. M. Historia om system för mätenheter för fysiska storheter Arkivkopia daterad 26 januari 2012 på Wayback Machine // Från boken "Historical Reviews in the Course of Physics in Secondary School" ( M .: Education, 1983)
14. ↑ Resolution 12 från det 11:e mötet i CGPM (1960) Arkiverad 28 juli 2012 på Wayback Machine  på International Bureau of Weights and Measures webbplats

Ordböcker och uppslagsverk	Stor dansk stor kines Stor norsk Stor ryss Brockhaus och Efron Litet Brockhaus och Efron Britannica (online)