ولت
در سال 1791 لوئیجی گالوانی با دو فلز متفاوت به پای قورباغه‌ای دست زد و پا تکان خورد. گالوانی نتیجه گرفت که الکتریسیته در خود قورباغه است. آلساندرو ولتا اما باور داشت که راز در فلزهاست. برای نشان دادن این، در سال 1800 ستونی از قرص‌های مس و روی چید و میان آن‌ها پارچهٔ خیس‌شده در آب نمک گذاشت. ستون بی هیچ قورباغه‌ای جریان می‌داد.
این نخستین باتری بود. در سال 1881 یکای ولتاژ را به نام ولتا نامیدند. یک ولت یک ژول بر کولن است: هر کولن بار هنگام گذر از منبع همین اندازه انرژی می‌گیرد. باتری قلمی 1,5 V می‌دهد، پریز 230 V و سیم‌های خطوط انتقال برق صدها کیلوولت.
| نشانه | V |
| تعریف | ژول بر کولن · J/C · W/A · kg·m²·s⁻³·A⁻¹ |
| مقادیر مرجع | K_J — 483 597,848 4 GHz/V · پیل وستون — 1,018 64 V · 1 eV — 1,602·10⁻¹⁹ J |
| وارد شد | 1881، کنگرهٔ بین‌المللی برق‌دانان · در SI از 1960 |
| استانداردها | ISO 80000-6 · IEC 60050-131 · SI Brochure 9th ed. |
| مقدارهای نمونه | 1,5 V — باتری · 230 V — پریز · 400 kV — خط انتقال برق |
01 · تعریف
یک ژول برای هر کولن
ولتاژ U نشان می‌دهد که بار هنگام رفتن از یک نقطهٔ مدار به نقطهٔ دیگر چه اندازه انرژی می‌گیرد یا از دست می‌دهد. یک ولت یعنی یک ژول برای یک کولن. باتری 1,5 V به هر کولن یک و نیم ژول می‌دهد و لامپ درون مدار آن را می‌گیرد و به نور و گرما تبدیل می‌کند.
ولتاژ همیشه میان دو نقطه اندازه‌گیری می‌شود. ولت‌سنج را به دو سر بخش مدار وصل می‌کنند، نه در جایی که مدار را باز کرده‌اند. جریان در یک بخش برابر است با ولتاژ تقسیم بر مقاومت — این قانون اهم است.
چرا خطوط انتقال برق صدها کیلوولت دارند
کتری به توان 2 kW نیاز دارد. این توان را می‌توان با جریان کم در ولتاژ زیاد یا با جریان زیاد در ولتاژ کم رساند. توان برابر ولتاژ ضرب در جریان است. سیم میان منبع و کتری مقاومت 1 Ω دارد، یعنی حدود 60 m سیم مسی با سطح مقطع 1 mm². نقطه‌های آبی جریان‌اند: هر چه تندتر بروند، جریان بیشتر است. سیم از گرمایی که در آن هدر می‌رود سرخ می‌شود.
الکترونی که از ولتاژ 1 V بگذرد، انرژی 1 eV می‌گیرد — یک الکترون‌ولت. این یکای راحتی برای اتم‌ها و ذره‌هاست. فوتون نور سبز حدود 2,3 eV دارد، فوتون پرتو ایکس ده‌ها هزار و پروتون‌ها در برخورددهندهٔ بزرگ هادرونی 6,8 TeV.
جفت به جفت، ولت به ولت
در چپ ستون است: از پایین به بالا روی، مس و پارچهٔ خیس‌شده در آب نمک، و همین‌طور جفت پس از جفت. کنار آن نردبان پتانسیل است: هر جفت پتانسیل را یک پله بالا می‌برد و درون پارچه، تا جریان برقرار است، کمی پایین می‌افتد. سیمی از بالای ستون از راه یک کلید به مصرف‌کننده می‌رود و به پایین ستون برمی‌گردد. نقطه‌های آبی الکترون‌ها هستند: از روی، از راه مصرف‌کننده، به سوی مس می‌روند. در راست ولت‌سنجی است که به دو سر ستون وصل شده است. تا جریان برقرار است، حباب‌های هیدروژن روی مس جمع می‌شوند و ولتاژ آرام‌آرام پایین می‌آید. برای بستن یا باز کردن کلید روی صحنه کلیک کنید.
جفت بیفزایید و ولت‌سنج را ببینید.
02 · تبدیل
| یکا | مقدار | کجا دیده می‌شود |
|---|---|---|
| {n} | {v} | {note} |
نورون در حال استراحت روی غشایی به ضخامت 5 nm حدود −70 mV نگه می‌دارد. میدان در آن حدود 14 MV/m است.
باتری 12 V خودرو به هر کولن 12 J می‌دهد. استارت صدها آمپر می‌کشد — کیلووات‌ها توان.
استات‌ولت دستگاه CGS نزدیک به 300 V است، دقیق‌تر 299,792 458 V.
03 · مرتبه‌های بزرگی
04 · ابزارهای اندازه‌گیری
05 · قواعد نگارش
06 · یکاهای همسایه
07 · بخش تاریخی
از سال 1990 ولت را با پیوندهای جوزفسون نگه می‌دارند. پیوند ابررسانا زیر ریزموجی با بسامد f ولتاژی درست با پله‌های f/K_J می‌دهد که در آن K_J = 2e/h ثابت جوزفسون است. از سال 2019 این ثابت دقیق است: 483 597,848 4 GHz/V. زنجیره‌ای از ده‌ها هزار پیوند 10 V با خطایی در حد چند میلیاردم می‌دهد.
پیش از آن استاندارد، پیل نرمال وستون بود — ظرفی کادمیم‌وجیوه‌ای به شکل حرف H. در 20 °C این پیل 1,018 64 V می‌داد. معلوم شد ولت بین‌المللی سال 1908 به اندازهٔ 0,034 % از ولت امروزی بزرگ‌تر بوده است.
فهرست کمیت‌ها
همهٔ فهرست ←هفت یکای پایهٔ SI
یک قطره اسید رنگ آب‌میوه را تغییر می‌دهد، نمک شعله را رنگی می‌کند، آب با یک ضربه یخ می‌زند. زیر آن‌ها همهٔ برگه‌های Simetrium، بر پایهٔ رشته و به ترتیب الفبا.
باز کردن فهرست ←