Volt

Voltti (venäläinen nimitys: V ; kansainvälinen: V [1] ) - kansainvälisessä yksikköjärjestelmässä (SI) sähköpotentiaalin , potentiaalieron , sähköjännitteen ja sähkömotorisen voiman mittayksikkö .

Se on nimetty italialaisen fyysikon ja fysiologin Alessandro Voltan (1745-1827) mukaan, joka keksi ensimmäisen sähköisen galvaanisen akun - voltaic-pylvään ja julkaisi kokeidensa tulokset vuonna 1800 .

Määritelmän mukaan kahden pisteen välinen potentiaaliero on yhtä suuri kuin 1 voltti, jos 1 riipuksen varauksen siirtämiseksi pisteestä toiseen, sille on tehtävä 1 joulen työ . Voltti on myös yhtä suuri kuin sähköjännite, joka aiheuttaa 1 ampeerin tasavirran 1 watin teholla sähköpiirissä .

Tiedemiesten mukaan nimettyjen johdettuja yksiköitä koskevien SI-sääntöjen mukaisesti voltin yksikön nimi kirjoitetaan pienellä kirjaimella ja sen nimitys isolla kirjaimella . Tämä nimityksen kirjoitusasu säilyy myös voltilla muodostettujen johdettujen yksiköiden nimityksissä. Esimerkiksi sähkökentän voimakkuuden mittayksikön nimitys " voltti metriä kohti " kirjoitetaan muodossa V/m.

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

Määritelmä

Voltti voidaan määritellä joko sähköjännitteeksi johtimen päissä , joka tarvitaan vapauttamaan siinä lämpöä 1 watin teholla 1 ampeerin tasavirran ollessa tämän johtimen läpi tai potentiaalierona johtimen kahden pisteen välillä . sähköstaattinen kenttä , jonka kulkiessa 1 coulombin suuruisen varauksen yli toimii 1 joulen verran tai potentiaalierona 1 ohmin vastuksen yli, kun sen läpi kulkee 1 ampeerin virta [3] . SI - kantayksiköissä ilmaistuna yksi voltti on m² kg s −3 A −1 .

Määritelmä perustuu Josephson-efektiin

Vuodesta 1990 lähtien volttia on standardoitu mittaamalla käyttämällä ei-stationaarista Josephson-ilmiötä , joka käyttää Josephsonin vakiota viittaamaan standardiin , jonka 18. paino- ja mittakonferenssi vahvisti nimellä [4]

missä e  on alkuvaraus , h  on Planckin vakio .

Tällä menetelmällä voltin arvo liittyy ainutlaatuisesti cesiumkellon asettamaan taajuusstandardiin : kun useista tuhansista Josephson-liitoksista koostuva matriisi säteilytetään mikroaaltosäteilyllä taajuuksilla 10 GHz - 80 GHz, hyvin määritelty sähköinen syntyy jännite, jonka avulla volttimittarit kalibroidaan [5] . Kokeet ovat osoittaneet, että tämä menetelmä ei ole herkkä asennuksen erityiselle toteutukselle eikä vaadi korjauskertoimien käyttöönottoa [6] .

Stressiasteikko

• Paras resoluutio tasajännitteitä verrattaessa on 10 attovolttia ( 1⋅10 −17  V ) [7] .
• Pienin mitattu tasajännite kaupallisesti saatavalla laitteella on 20 pivolttia ( 2⋅10 −11  V ) [8] .
• Viestintälaitteiden radiovastaanottimien herkkyys puheensiirron aikana on 1 ... 1,5 μV (yksi heikoimmista tällä hetkellä yleisesti käytetyistä jännitesignaaleista) [9] .
• Kasettinauhurin magneettipään käämin suurin lähtöjännite  on 0,3 mV [10] .
• Potentiaaliero neuronikalvon poikki  on 70 mV.
• NiCd-akku  - 1,2 V.
• Alkalikenno  - 1,5 V.
• Litiumrautafosfaattiakku (LiFePO 4 ) - 3,3 V.
• Matkapuhelimen laturi -  5.0V.
• Akku "Krona"  - 9 V.
• Auton akku  - 12 V (raskaille kuorma-autoille - 24 V).
• Kotitalousverkon jännite Venäjällä on  230 V (vaihe - nolla), 400 V (välivaihe) [11] .
• Joidenkin teollisuusverkkojen jännite on 400 V (kolmivaiheinen), 400 V (yksivaiheinen), 690 V (kolmivaiheinen).
• Raitiovaunun , raitiovaunun kontaktiverkon jännite  on 600 V (660 V) (tasavirta).
• Kosketuskiskon jännite metrossa  on 825 V (tasavirta) [12] .
• Sähköistetty rautatie  - 3 kV (DC-kontaktiverkko), 25 kV (AC-kosketusverkko).
• Päävoimajohtojen jännite  on 110, 220, 330, 500, 750 ja 1150 kV .
• Suurin laboratoriossa pelletronilla saatu tasajännite  on 25 MV.
• Jännite salamapurkauksen aikana on  100 MV ja enemmän.

Historiallinen poikkeama

Yksikön "volt" esitteli vuonna 1861 William Thomsonin perustama sähköstandardikomitea . Sen käyttöönotto liittyi teknisen fysiikan ajankohtaisiin tarpeisiin. 1. kesäkuuta 1898 Saksan keisarillisen lain mukaan 1 voltti vahvistettiin EMF:n "lailliseksi" mittayksiköksi , joka on yhtä suuri kuin EMF , joka herättää 1 ampeerin virran johtimessa , jonka resistanssi on 1 ohm [ 13] . Voltti otettiin käyttöön kansainvälisessä yksikköjärjestelmässä (SI) XI :n paino- ja mittakonferenssin päätöksellä vuonna 1960, samanaikaisesti kun koko SI-järjestelmä otettiin käyttöön [14] .

Vuoteen 1990 asti 1 voltti määriteltiin energian yksikkönä joulena ja latausyksikkönä kulona .

Kertoja ja osakertoja

Desimaalikerrat ja osakerrat muodostetaan standardinmukaisilla SI-etuliitteillä .

Muistiinpanot

1. ↑ GOST 8.417-2002 Valtion järjestelmä mittausten yhtenäisyyden varmistamiseksi (GSI). Määräyksiköt (sellaisena kuin se on muutettuna). . Haettu 24. heinäkuuta 2020. Arkistoitu alkuperäisestä 10. huhtikuuta 2021. (määrätön)
2. ↑ Saveljev I.V. Yleisen fysiikan kurssi. - T. II. Sähkö. - S. 41.
3. ↑ Sivukhin D.V. Fysiikan yleinen kurssi. - M . : Nauka , 1977. - T. III. Sähkö. - S. 196. - 688 s.
4. ↑ Voltin esitys Josephson-efektin avulla Arkistoitu 27. kesäkuuta 2013 Wayback Machinessa // BIPM.
5. ↑ Burroughs, CJ, Benz, SP, Harvey, TE, Hamilton, CA 1 voltin DC ohjelmoitava Josephson Voltage Standard System  //  IEEE Transactions on Applied supraconductivity. - 1999. - Voi. 9. - P. 4145-4148.
6. ↑ Mark W. Keller. Kvanttimetrologian kolmion nykytila  ​​(englanniksi)  // Metrologia . - 2008. - Voi. 45. - P. 102. - doi : 10.1088/0026-1394/45/1/014 .
7. ↑ Erittäin tarkka Nb/Al/AlOx/Al/AlOx/Al/Nb Josephsonin liitosryhmien vertailu käyttämällä SQUID:ia nollailmaisimena Arkistoitu 20. heinäkuuta 2020 Wayback Machinessa .
8. ↑ Malli P13a - DC Picovoltmeter Arkistoitu 20. heinäkuuta 2020 Wayback Machinessa .
9. ↑ Ymmärrä SINAD, ENOB, SNR, THD, THD + N ja SFDR, jotta et eksy Noise Floorissa Arkistoitu 3. marraskuuta 2020 Wayback Machinessa .
10. ↑ Magneettipäät kasettinauhureille (pääsemätön linkki) . Käyttöpäivä: 28. syyskuuta 2015. Arkistoitu alkuperäisestä 28. syyskuuta 2015. (määrätön) 
11. ↑ Osavaltioiden välinen standardi GOST 29322-2014 (IEC 60038:2009). Jännitestandardi Arkistoitu 12. heinäkuuta 2018 Wayback Machinessa .
12. ↑ Subway Arteries Arkistoitu 28. maaliskuuta 2022 Wayback Machinessa .
13. ↑ Dukov V. M. Fysikaalisten määrien mittayksikköjärjestelmien historia Arkistokopio 26. tammikuuta 2012 Wayback Machinessa // Kirjasta "Historialliset katsaukset fysiikan kurssilla lukiossa" ( M .: Koulutus, 1983)
14. ↑ CGPM:n 11. kokouksen päätöslauselma 12 (1960) Arkistoitu 28. heinäkuuta 2012 Wayback Machinessa  kansainvälisen paino- ja mittatoimiston verkkosivuilla

Sanakirjat ja tietosanakirjat	Suuri tanskalainen iso kiinalainen Hienoa norjalaista Iso venäläinen Brockhaus ja Efron Pieni Brockhaus ja Efron Britannica (verkossa)