Волт

Волт
Чип со Џозефсонов спој изработен од Националното биро за стандарди (NIST) како стандарден волт
Информации за мерката
Мерен систем	SI (изведена единица)
Единица за	Електричен потенцијал, Електричен напон, електромоторна сила
Ознака	V
Именувана по	Алесандро Волта

Волт (симбол: V) е изведена мерна единица во SI системот за електромоторна сила и разлика на потенцијал (или напон).

Името ѝ е дадено во чест на Алесандро Волта (1745 – 1827), италијанскиот пронаоѓач на галванскиот елемент, првата хемиската батерија, во 1800 година.

Дефиниција

Волтот се дефинира како разлика во електричниот потенцијал меѓу две точки во спроводник кога низ него тече електрична струја од еден ампер и дисипира моќ од еден ват меѓу тие точки. Може да се дефинира и како потенцијална разлика меѓу две паралелни бескрајни плочи на растојание од еден метар кои создаваат електрично поле од 1 њутн на кулон.

$\mathrm {1\;V=1\;{\dfrac {W}{A}}=1\;{\dfrac {J}{C}}=1\;{\dfrac {N\cdot m}{A\cdot s}}=1\;{\dfrac {kg\cdot m^{2}}{C\cdot s^{2}}}}$

Може да биде дефинирана и со основните единици:

$\mathrm {1\;V=1\;{\dfrac {{kg}\cdot m^{2}}{A\cdot s^{3}}}}$

каде:

• W : ват;
• A : ампер;
• J : џул;
• N : њутн;
• m : метар;
• s : секунда;
• kg : килограм;
• C : кулон.

Од 1990 година, волтот меѓународно е дефиниран, за практични мерења, со користење на Џозефсоновиот ефект, каде вообичаената вредност е земена како Џозефсонова константа, дефинирана како:

K{J-90} = 0,4835979 GHz/µV.

Правописна забелешка

Според стандардите на Меѓународниот систем за единици SI, сите имиња на единиците се општи именки и се пишуваат со мали букви; придружниот симбол исто така се пишува со мали букви освен кога името на единицата доаѓа од име на личност, во кој случај симболот почнува со голема буква (оттука: „волт“, како општа именка се пишува со мала буква, но бидејќи е дадено според Алесандро Волта, симболот се пишува со голема буква „V“).

Историја и дефиниција

Оригинална илустрација издадена во 1800 од Алесандро Волта.

Во 1800 година, Алесандро Волта го развива галванскиот елемент, претходник на алкалната батерија, која дава еднонасочен електричен напон. Волта пронашол дека најдобриот пар на различни метали за да се произведува електрицитет е пар од цинк и сребро. Во осумдесеттите година на 19 век, Меѓународниот конгрес за електрицитет, актуелната Меѓународна комисија за електротехника, го одобрила волтот како единица за електромоторната сила. Во исто време, напонот бил дефиниран како „потенцијална разлика низ проводник кога струја од еден ампер предизвикува дисипација од еден ват“.

Аналогија со хидрауликата

Волтот е единица за разлика на потенцијал и напон.

Често се користи аналогијата со хидрауликата за да се објасни напонот во електричните кола. Споредбата е со цевки наполнети со вода. За подобра слика за тоа што е воден притисок, може да се замисли водата која тече од славина, од цевка за наводнување или од водопад од брана. Колку притисокот е поголем, толку брзината на водата која тече од цевките е поголема.

Според оваа аналогија притисокот одговара на електричниот напон. Во едно коло, напонот се објаснува со разлика на потенцијал меѓу два електрични пола, односно вишок на негативен полнеж. Оваа разлика создава електрично поле кое повлекува поместување на полнежот сè до негово изедначување од двете страни.

Тековни номинални напони

Номинални напони на разни извори:

• Дејствен потенцијал на нервна ќелија: околу 75 mV;

• Батерија на полнење NiMH или NiCd: 1,2 V;

• Живина батерија: 1,335 V;

• Алкална батерија која не се полни (ААА, АА, C и D): 1,5 V;

• Литиум-полимерска батерија на полнење: 3,75 V;

• Напојување на кола со логички транзистори (TTL кола): 5 V;

• Батерија PP3: 9 V;

• Електричен систем на автомобилите: 12 V;

• Домаќинства (наизменичен напон)

      * Јапонија: 100 V
      * Северна Америка: 120 V
      * Африка, Азија и Европа: 230 V
      * Австралија: 240 V

• Брзи електрични возови (TGV): 25 kV (наизменичен напон)

• Дистрибутивни мрежи

       * Низок напон: од 100 до 750 V (наизменичен напон
       * Среден напон: до 33 kV (наизменичен напон)

• Дистрибутивни мрежи (среден напон): од 1 до 25 kV (наизменичен напон)

• Преносни мрежи (висок напон): од 110 kV до 1.200 kV

• Молња: многу променливо, околу 100 MV

Во сите електрични мрежи, заради отпорноста на сите составни материјали, особено на проводниците, се јавува пропорционален пад на напон по должината на каблите. Линиите со висок напон овозможуваат релативно намалување на загубите. Истите главно се должат на Џуловиот ефект (топлинска дисипација) и се пропорционални на отпорноста помножена со квадратот на јачината на струјата (P = RI2); Како моќта е еднаква на производот од напонот и јачината на струјата (P = UI), зголемувањето на напонот, за дадена моќност, овозможува значително намалување на загубите во мрежата. Истражувањата продолжуваат на супрапроводните материјали кои имаат нулта отпорност. Тие овозможуваат не само да се елиминираат загубите во каблите, туку и потребата од опрема за трансформација за зголемување и намалување на напонот и придружните загуби.

Поголеми и помали единици од волтот

Во долната табела се дадени поголемите и помалите единици од волт во SI меѓународниот систем. Не се користат сите единици.

Мултипли на волтот

10n	Претставка	Симбол	Број	Пример
1024	јотаволт	YV	квадрилион
1021	зетаволт	ZV	трилијарда
1018	ексаволт	EV	трилион
1015	петаволт	PV	билијарда
1012	тераволт	TV	билион
109	гигаволт	GV	милијарда
106	мегаволт	MV	милион	молња (до повеќе стотини мегаволти)
103	киловолт	kV	илјада	линии со среден напон
102	хектоволт	hV	сто	струјата во домаќинствата (во Европа 2,3hV)
101	декаволт	daV	десет
100	волт	V	еден	батерии
10−1	дециволт	dV	десетина
10−2	центиволт	cV	стотина	Ред на големина на нервните импулс
10−3	миливолт	mV	илјадити
10−6	микроволт	μV	милионити
10−9	нановолт	nV	милијардити
10−12	пиковолт	pV	билионити
10−15	фемтоволт	fV	билијардити
10−18	атоволт	aV	трилионити
10−21	зептоволт	zV	трилијардити
10−24	јоктоволт	yV	квадрилионити