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Volt

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Josephson chip de matriz junção desenvolvido por NIST como um volt padrão.

O volt (símbolo: V) é o SI unidade derivada de força eletromotriz, comumente chamado de " tensão ". É também a unidade para a quantidade relacionado mas ligeiramente diferente potencial elétrico em um ponto (tensão como relacionado a um terra de referência) e diferença de potencial eléctrico (também chamado "diferença de potencial electrostático"). É nomeado em homenagem ao físico italiano Alessandro Volta (1745-1827), que inventou o pilha de volta, possivelmente, o primeiro produto químico bateria.

Definição

O Volt é definida como o valor da tensão através de um quando um condutor corrente de uma ampere dissipa um watt de alimentação no condutor. Pode ser escrita em termos de unidades SI de base como: m 2 · kg · s -3 · Uma -1. Também é igual a um joule de energia por Coulomb de carga, J / C.

\ Mbox {V} = \ dfrac {\ mbox {W}} {\ mbox {A}} = \ sqrt {\ mbox {W} \ cdot \ Omega} = \ dfrac {\ mbox {J}} {\ mbox { A} \ cdot \ mbox {s}} = \ dfrac {\ mbox {N} \ cdot \ mbox {m}} {\ mbox {A} \ cdot \ mbox {s}} = \ dfrac {\ mbox {} kg \ cdot \ mbox {} m ^ 2} {\ mbox {A} \ cdot \ mbox {s} ^ {3}} = \ dfrac {\ mbox {kg} \ cdot \ mbox {} m ^ 2} {\ mbox {C} \ cdot \ mbox {s} ^ 2} = \ dfrac {\ mbox {N} \ cdot \ mbox {m}} {\ mbox {C}} = \ dfrac {\ mbox {J}} {\ mbox {C}}

Definição junção Josephson

Entre 1990 e 1997, o volt foi calibrado usando o Efeito Josephson para a conversão exata de tensão para frequência, combinado com referência de césio-133 tempo, por decisão do dia 18 Conferência Geral de Pesos e Medidas. O seguinte valor para a Constante Josephson é usado:

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

Isto é tipicamente usado com um conjunto de vários milhares ou dezenas de milhares de entroncamentos, excitados por sinais de microondas entre 10 e 80 GHz (dependendo da concepção da matriz). Empiricamente, várias experiências demonstraram que o método é independente da concepção do dispositivo, o material, a configuração de medição, etc, e, em termos de correcção são necessárias numa aplicação prática. No entanto, a partir de julho de 2007, este não é o oficial Definição BIPM do Volt.]

Analogia fluxo de água

No analogia fluxo de água, por vezes, usada para explicar os circuitos eléctricos, comparando-os com tubos cheios de água, diferença de tensão é comparada à água diferença-a pressão diferença determina a rapidez com que os elétrons vão viajar através do circuito. Corrente (em Amperes), em analogia com o mesmo, é uma medida do volume de água que flui para além de um determinado ponto por unidade de tempo ( vazão volumétrica). A taxa de fluxo é determinado pela largura do tubo (análogo ao condutividade eléctrica), e a diferença de pressão entre a extremidade dianteira do tubo e a saída (análogo ao Tensão). A analogia se estende a dissipação de energia: o poder dado pelo fluxo de água é igual a fluir vezes taxas de pressão, assim como a potência dissipada em um resistor é igual aos tempos atuais a queda de tensão através do resistor (watts = ampères × volts).

A relação entre a tensão e de corrente (em dispositivos óhmicas) é definida pela A lei de Ohm.

Tensões comuns

A multímetro pode ser utilizado para medir a tensão entre duas posições.
1.5 V baterias de células-C

Tensões nominais de fontes próximas:

  • Célula nervosa potencial de repouso: em torno de -75 mV
  • De uma única célula, recarregável NiMH ou NiCd bateria: 1,2 V
  • Bateria Mercury: 1.355 V
  • De célula única, não-recarregáveis bateria alcalina (por exemplo, AAA, AA, C e D células): 1,5 V
  • LiFePO bateria recarregável 4: 3,3 V
  • Polímero de lítio recarregável bateria: 3,75 V (ver Bateria recarregável # Tabela de tecnologias de baterias recarregáveis)
  • Transistor-transistor logic / CMOS (TTL) fonte de alimentação: 5 V
  • PP3 bateria: 9 V
  • Automobile sistema elétrico: nominal de 12 V, cerca de 11,8 V descarregada, 12,8 V carregada, e 13,8-14,4 V durante o carregamento (veículo de marcha).
  • Casa rede eléctrica: 230 V RMS na Europa, ?sia e ?frica, 120 V RMS na América do Norte, 100 V RMS no Japão (ver Lista de países com os plugues de alimentação de corrente, tensão e frequência)
  • Trucks / camiões: 24 V DC
  • Trânsito rápido terceiro trilho: 600-750 V (ver Lista dos actuais sistemas de tração elétrica ferroviário)
  • Alta velocidade linhas de energia trem sobrecarga: 25 kV RMS em 50 Hz, mas ver o lista dos atuais sistemas de tração elétrica e ferroviário 25 kV a 60 Hz para exceções.
  • Alta tensão linhas de transmissão de energia elétrica: 110 kV RMS e para cima (1,15 MV RMS foi o registro a partir de 2005)
  • Relâmpago: Varia muito, muitas vezes em torno de 100 MV.

Nota: Quando RMS ( root mean square) é indicado acima, o pico de tensão é \ Sqrt {2} vezes maior do que a voltagem RMS para uma sinal sinusoidal centrada em torno de tensão zero.

História do volt

Em 1800, como resultado de uma discórdia profissional sobre a resposta galvânica defendida por Luigi Galvani, Alessandro Volta desenvolvido o chamado Pilha de volta, um precursor do bateria, que produziu um eléctrica constante corrente. Volta determinou que os melhores pares de metais dissimilares para a produção de electricidade foi de zinco e prata . Na década de 1880, o Congresso Internacional Elétrico, agora o Comissão Electrotécnica Internacional (IEC), aprovou o volt como unidade para a força eletromotriz. Nessa altura, o volts foi definida como a diferença de potencial [ou seja, o que hoje em dia é chamado de "tensão (diferença)"] através de um condutor, quando uma corrente de um ampere dissipa um watt de potência.

O volt internacional foi definido em 1893 como 1 / 1.434 da emf de um Clark célula. Esta definição foi abandonada em 1908 em favor de uma definição baseada no internacional ohm ampere e internacional até que todo o conjunto de "unidades reprodutíveis" foi abandonado em 1948.

Antes do desenvolvimento do padrão de tensão de junção de Josephson, o volts foi mantida em laboratórios nacionais utilizando baterias especialmente construídos chamados células normais. Os Estados Unidos usaram um projeto chamado de Weston celular 1905-1972.

Este Unidade SI é nomeado após Alessandro Volta. Tal como acontece com todas as Sistema Internacional de Unidades (SI) da unidade cujo nome é derivado do nome próprio de uma pessoa, a primeira letra de seu símbolo é caso superior (V). No entanto, quando uma unidade SI é soletrado para fora em Inglês, deve sempre começar com um letra minúscula (volt), exceto em uma situação onde qualquer palavra em que a posição seria capitalizado, tal como no início de uma frase ou em material de capitalizado como um título. Note-se que "grau Celsius "está de acordo com esta regra, porque o" d "está em minúsculas. -baseado Em O Sistema Internacional de Unidades, secção 5.2.

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