Kirjainkoko

Iso V Voltan kunniaksi. Nimi kirjoitetaan pienellä: voltti. Etuliitteen kanssa: mV, kV, MV.

Älä sekoita

V on voltti, v on nopeus. 230 V on jännite, 230 W on teho. V·A on näennäisteho.

Laatassa V-kirjain on koottu kiekoista kuten Voltan pylväs: sinkkiä, kuparia ja suolaveteen kastettua kangasta. Kirjaimissa nousee alhaalta ylös kuparinen täyttö — näin potentiaali kasvaa parista pariin, ja kankaassa nousee kuplia. Ylhäällä johdin yhdistää kirjaimen päät volttimittarin kautta, elektronit juoksevat johdinta pitkin ja osoitin nousee vihreään merkkiin. Kirjaimen vasemmalla puolella nytkähtelee sammakonreisi kuten Galvanilla, oikealla palaa lamppu. Alhaalla merkintä kertoo, että yhden voltin läpi kulkeva coulombi saa yhden joulen.

Yksikön passi · sähköjännite

Voltti

Johdettu SI-yksikkö · suure: jännite, potentiaaliero, lähdejännite

Vuonna 1791 Luigi Galvani kosketti sammakonreittä kahdella eri metallilla, ja reisi nytkähti. Galvani päätteli, että sähkö asuu itse sammakossa. Alessandro Volta uskoi, että syy oli metalleissa. Todistaakseen sen hän kokosi vuonna 1800 pylvään kupari- ja sinkkikiekoista ja pani niiden väliin suolaveteen kastettua kangasta. Pylväs antoi virtaa ilman mitään sammakkoa.

Se oli ensimmäinen paristo. Jännitteen yksikkö nimettiin Voltan mukaan vuonna 1881. Yksi voltti on joule coulombia kohti: niin paljon energiaa jokainen coulombi varausta saa kulkiessaan lähteen läpi. AA-paristo antaa 1,5 V, pistorasia 230 V ja voimajohdot satoja kilovoltteja.

Merkintä	V
Määritelmä	joule coulombia kohti · J/C · W/A · kg·m²·s⁻³·A⁻¹
Vertailuarvot	K_J — 483 597,848 4 GHz/V · Westonin normaalipari — 1,018 64 V · 1 eV — 1,602·10⁻¹⁹ J
Otettiin käyttöön	1881, kansainvälinen sähkökongressi · SI:ssä vuodesta 1960
Standardit	ISO 80000-6 · IEC 60050-131 · SI Brochure 9th ed.
Tyypillisiä arvoja	1,5 V — paristo · 230 V — pistorasia · 400 kV — voimajohto

Muunnoksiin Galvanin sammakkoon

01 · Määritelmä

Joule jokaista coulombia kohti

Jännite U kertoo, kuinka paljon energiaa varaus saa tai luovuttaa siirtyessään virtapiirin pisteestä toiseen. Yksi voltti on yksi joule yhtä coulombia kohti. 1,5 V:n paristo antaa jokaiselle coulombille puolitoista joulea, ja piirin lamppu ottaa ne ja muuttaa ne valoksi ja lämmöksi.

Jännite mitataan aina kahden pisteen välillä. Volttimittari kytketään piirin osan kumpaankin päähän eikä piirin katkokohtaan. Virta piirin osan läpi on jännite jaettuna resistanssilla — tämä on Ohmin laki.

U — jännite, V · E — energia, J · Q — varaus, C · P — teho, W · I — virta, A · R — resistanssi, Ω · e — alkeisvaraus

Ulottuvuus

M L² T⁻³ I⁻¹

teho virtaa kohti

Elektronivoltti

1,602·10⁻¹⁹ J

elektroni 1 V:n läpi

Kupari–sinkki-pari

1,10 V

jännitesarjan mukaan

Interaktiivinen · yksi vedenkeitin, eri jännitteet

Miksi voimajohdoissa kulkee satoja kilovoltteja

Vedenkeitin tarvitsee 2 kW:n tehon. Sen voi siirtää pienellä virralla suurella jännitteellä tai suurella virralla pienellä jännitteellä. Teho on jännite kerrottuna virralla. Johtimen resistanssi lähteestä vedenkeittimeen on 1 Ω, mikä vastaa noin 60 m kuparijohdinta, jonka poikkipinta on 1 mm². Siniset pisteet ovat virtaa: mitä nopeammin ne liikkuvat, sitä suurempi virta. Johdin punertuu siinä hukkaan menevästä lämmöstä.

vasemmalla: lähde · oikealla: vedenkeitin 2 kWjohdin 1 Ω · häviöt — I²R

Virta

Häviö johtimessa

Häviöiden osuus

lähteen antamasta

Voltti ja elektronivoltti

Elektroni, joka kulkee 1 V:n jännitteen läpi, saa energian 1 eV — elektronivoltin. Se on kätevä mitta atomeille ja hiukkasille. Vihreän valon fotonilla on noin 2,3 eV, röntgenfotonilla kymmeniätuhansia ja Suuren hadronitörmäyttimen protoneilla 6,8 TeV.

Interaktiivinen · Voltan pylväs, 1800

Pari parilta, voltti voltilta

Vasemmalla on pylväs: alhaalta ylös sinkkiä, kuparia ja suolaveteen kastettua kangasta, pari parin päälle. Sen vieressä on potentiaalin portaat: jokainen pari nostaa potentiaalia yhden askelman, ja kankaan sisällä se laskee hieman, kun virta kulkee. Johdin kulkee pylvään huipulta kytkimen kautta kuormaan ja takaisin pylvään pohjalle. Siniset pisteet ovat elektroneja: ne kulkevat sinkistä kuorman kautta kupariin. Oikealla on pylvään päihin kytketty volttimittari. Kun virta kulkee, kupariin kertyy vetykuplia ja jännite laskee hitaasti. Napsauta näkymää, niin kytkin sulkeutuu tai aukeaa.

vasemmalla: pylväs ja potentiaalin portaat, Voikealla: volttimittari pylvään päissä · luvut jännitesarjan mukaan, ilman korjauksia

Pareja pylväässä

Parin metallit

Kuorma

Koe

Pylvään lähdejännite

—

Kuormassa

—

Virta

—

Teho

—

—

Kuplat

—

Lisää pareja ja seuraa volttimittaria.

02 · Muunnos

Voltteina

Yksikkö	Arvo	Missä esiintyy
{n}	{v}	{note}

Lepäävä hermosolu pitää noin −70 mV:n jännitettä 5 nm paksun kalvon yli. Kentänvoimakkuus kalvossa on noin 14 MV/m.

12 V:n auton akku antaa jokaiselle coulombille 12 J. Käynnistinmoottori ottaa satoja ampeereja — kilowatteja tehoa.

CGS-järjestelmän statvoltti on lähes 300 V, tarkemmin 299,792 458 V.

03 · Suuruusluokat

Jännite 10⁻⁹–10¹⁰ V, logaritminen asteikko

04 · Mittalaitteet

osoitinvolttimittari

Sisällä on käämi magneetin kentässä ja suuri resistanssi. Käämin läpi kulkeva virta on verrannollinen jännitteeseen, ja käämi kääntää osoitinta.

potentiometri

Liukukosketin kulkee kalibroitua lankaa pitkin, kunnes galvanometri näyttää nollaa. Silloin jännitettä on verrattu normaalipariin, eikä sen läpi kulje virtaa.

digitaalinen yleismittari

Muunnin vertaa jännitettä sisäiseen referenssilähteeseen ja laskee tuloksen numeroiksi. Tuloresistanssi on noin 10 MΩ.

Josephson-normaali

Mikroaaltojen säteilyttämät suprajohtavat liitokset antavat jännitettä tasaisin f/K_J:n askelin. Tuhansien liitosten ketju säilyttää 1 V:n ja 10 V:n jännitteet.

05 · Kirjoitussäännöt

Oikein

1,5 V, 230 V, 12 kV — välilyönti, iso V, pieni k

verkkojännite 230 V, 50 Hz

lepopotentiaali −70 mV

hiukkasen energia 6,8 TeV — nämä ovat elektronivoltteja, eivät voltteja

Väärin

1.5v, 230 v, 12 KV

230 W, kun tarkoitetaan jännitettä

220 В kansainvälisessä tekstissä

”volttimäärä” standardissa — kirjoitetaan ”jännite”

06 · Naapuriyksiköt

07 · Historiallinen osa

Westonin normaalipari · 1893

Metrologinen huomautus

Vuodesta 1990 volttia on ylläpidetty Josephson-liitoksilla. Mikroaaltojen säteilyttämä suprajohtava liitos, jonka taajuus on f, antaa jännitettä tarkasti f/K_J:n askelin, missä K_J = 2e/h on Josephsonin vakio. Vuodesta 2019 lähtien se on ollut tarkka: 483 597,848 4 GHz/V. Kymmenien tuhansien liitosten ketju antaa 10 V miljardisosien epätarkkuudella.

Sitä ennen normaalina toimi Westonin normaalipari — H-kirjaimen muotoinen kadmium-elohopea-astia. 20 °C:ssa se antoi 1,018 64 V. Vuoden 1908 kansainvälinen voltti osoittautui 0,034 % nykyistä suuremmaksi.

Josephson-liitos

Suureluettelo

koko hakemisto →

perusta · 7 yksikköä

SI-järjestelmän seitsemän perusyksikköä

Hakemisto · kaikki suureet yhdellä sivulla

Laboratorio hakemiston sisäänkäynnillä

Happotippa muuttaa mehun värin, suola värjää liekin, vesi jäätyy koputuksesta. Niiden alla kaikki Simetriumin lehdet aloittain ja aakkosittain.

Avaa hakemisto →

08 · Sinun kielesi

jokainen linkki vie oikealle kielisivulle

Lue omalla kielelläsi

käännetty ja oikoluetturaakakäännösjonossa