Voltio

Josephson chip de matriz de unión desarrollado por NIST como un voltios estándar.

La voltios (símbolo: V) es la SI unidad derivada de fuerza electromotriz, comúnmente llamada " tensión ". También es la unidad para la cantidad relacionada pero ligeramente diferente potencial eléctrico en un punto (tensión en relación con una tierra de referencia) y diferencia de potencial eléctrico (también llamada "diferencia de potencial electrostático"). Se llama así en honor al físico italiano Alessandro Volta (1745-1827), quien inventó el voltaica pila, posiblemente el primer químico de la batería.

Definición

La voltios se define como el valor de la voltaje a través de una conductor cuando una corriente de una amperio disipa uno vatio de potencia en el conductor. Se puede escribir en términos de unidades SI básicas como: m ² · kg · s ^-3 · A ^-1. También es igual a uno julios de energía por coulomb de carga, J / C.

Definición unión de Josephson

Entre 1990 y 1997 el voltio se calibró usando el Efecto Josephson para la conversión exacta de tensión a frecuencia, combinada con referencia cesio-133 de tiempo, tal como decidió el 18 Conferencia General de Pesas y Medidas. El siguiente valor para la Josephson constante se utiliza:

K _{J-90} = 2 e / h = 0.4835979 GHz / mV.

Esto se usa típicamente con una serie de varios miles o decenas de miles de uniones, excitado por señales de microondas entre 10 y 80 GHz (dependiendo de la gama de diseño). Empíricamente, varios experimentos han demostrado que el método es independiente del diseño del dispositivo, el material, configuración de la medición, etc, y no hay términos de corrección son necesarios en una implementación práctica. Sin embargo, a partir de julio de 2007, este no es el oficial Definición BIPM de Volt.]

Analogía del flujo de agua

En el analogía flujo de agua a veces se utiliza para explicar los circuitos eléctricos comparándolos con tubos llenos de agua, diferencia de tensión se compara con el agua diferencia la diferencia de presión determina la rapidez con que los electrones viajan a través del circuito. Corriente (en amperios), en la misma analogía, es una medida del volumen de agua que fluye más allá de un punto por unidad de tiempo dado ( tasa de flujo volumétrico). La velocidad de flujo se determina por el ancho de la tubería (análogo a conductividad eléctrica), y la diferencia de presión entre el extremo frontal de la tubería y la salida (análoga a voltaje). La analogía se extiende a la disipación de energía: el poder dado por el flujo de agua es igual a fluir veces la tasa de presión, al igual que la potencia disipada en una resistencia es igual a los tiempos actuales, la caída de tensión en la resistencia (watios = amperios x voltios).

La relación entre la tensión y la corriente (en los dispositivos óhmicos) se define por Ley de Ohm.

Voltajes comunes

La multímetro puede ser utilizado para medir el voltaje entre dos posiciones.

1,5 V pilas tipo C

Tensiones nominales de fuentes cercanas:

• Neurona potencial de reposo: alrededor de -75 mV
• Una sola célula, recargable NiMH o Batería de NiCd: 1,2 V
• Batería Mercurio: 1.355 V
• Una sola célula, no recargable batería alcalina (por ejemplo, Células AAA, AA, C y D): 1,5 V
• LiFePO batería recargable _4: 3,3 V
• Polímero de litio de la batería recargable: 3,75 V (véase Batería recargable # Tabla de tecnologías de baterías recargables)
• Transistor-Transistor Logic / CMOS (TTL) Fuente de alimentación: 5 V
• Batería PP3: 9 V
• Automóvil sistema eléctrico: nominal 12 V, sobre 11,8 V de alta, 12,8 V acusados, y 13,8 a 14,4 V durante la carga (vehículo en marcha).
• Casa la red eléctrica: 230 V RMS en Europa, Asia y África, 120 V RMS en América del Norte, 100 V RMS en Japón (véase Lista de países con fuentes de alimentación eléctrica enchufes, voltajes y frecuencias)
• Camiones / camiones: 24 V DC
• El tránsito rápido tercer carril: 600-750 V (véase Lista de los sistemas actuales para la tracción ferroviaria eléctrica)
• Alta velocidad de las líneas eléctricas del tren de arriba: 25 kV RMS a 50 Hz, pero ver el lista de los sistemas actuales para la tracción ferroviaria eléctrica y 25 kV a 60 Hz para las excepciones.
• Alto voltaje líneas de transmisión de energía eléctrica: 110 kV RMS y hasta (1,15 MV RMS fue el registro a partir de 2005)
• Rayo: Varía enormemente, a menudo alrededor de 100 MV.

Nota: Donde RMS ( media cuadrática) se ha indicado anteriormente, la tensión de pico es veces mayor que la tensión RMS para una señal sinusoidal centrada alrededor de voltaje cero.

Historia del voltios

En 1800, como resultado de un desacuerdo profesional sobre la respuesta galvánica defendida por Luigi Galvani, Alessandro Volta desarrolló el llamado Pila voltaica, un precursor de la de la batería, que produjo un eléctrica constante actual. Volta había determinado que el par más eficaz de metales diferentes para producir electricidad era zinc y plata . En la década de 1880, el Congreso Eléctrico Internacional, ahora el Comisión Electrotécnica Internacional (IEC), aprobó el volt como unidad de fuerza electromotriz. En ese momento, el Volt se definió como la diferencia de potencial [es decir, lo que hoy se llama la "tensión (diferencia)"] a través de un conductor cuando una corriente de un amperio disipa uno vatio de potencia.

El voltio internacional se definió en 1893 como 1 / 1.434 de la fem de una Clark celular. Esta definición fue abandonado en 1908 a favor de una definición basada en el internacional ohmios amperios e internacional hasta que se abandonó todo el conjunto de "unidades reproducibles" en 1948.

Antes del desarrollo de la norma tensión de la unión Josephson, el Volt se mantuvo en los laboratorios nacionales que utilizan baterías construidas especialmente llamados células estándar. Los Estados Unidos utilizaron un diseño llamado la Weston celular 1905-1972.

Este Unidad SI se nombra después Alessandro Volta. Como con cada Sistema Internacional de Unidades (SI) la unidad cuyo nombre se deriva del nombre propio de una persona, la primera letra de su símbolo es mayúsculas (V). Sin embargo, cuando una unidad del SI se explica en Inglés, debe siempre comenzar con una letra minúscula (voltios), excepto en una situación en la que cualquier palabra en esa posición sería capitalizado, como al principio de una frase o en el material capitalizado como un título. Tenga en cuenta que el "grado Celsius "cumple con esta regla porque la" d "es minúscula. -basado En El Sistema Internacional de Unidades, la sección 5.2.