Volt
Pada tahun 1791 Luigi Galvani menyentuh kaki katak dengan dua logam yang berbeda, dan kaki itu berkedut. Galvani menyimpulkan bahwa listrik bersemayam di dalam katak itu sendiri. Alessandro Volta yakin bahwa sumbernya adalah logam. Untuk membuktikannya, pada tahun 1800 ia menyusun tumpukan cakram tembaga dan seng yang diselingi kain yang dibasahi air garam. Tumpukan itu menghasilkan arus tanpa katak sama sekali.
Itulah baterai pertama. Satuan tegangan dinamai menurut Volta pada tahun 1881. Satu volt adalah satu joule per coulomb: energi yang diperoleh setiap coulomb muatan saat melewati sumber. Baterai AA memberi 1,5 V, stopkontak 230 V, dan kabel saluran transmisi ratusan kilovolt.
| Notasi | V |
| Definisi | joule per coulomb · J/C · W/A · kg·m²·s⁻³·A⁻¹ |
| Nilai acuan | K_J — 483 597,848 4 GHz/V · sel Weston — 1,018 64 V · 1 eV — 1,602·10⁻¹⁹ J |
| Diperkenalkan | 1881, Kongres Internasional Ahli Listrik · dalam SI sejak 1960 |
| Standar | ISO 80000-6 · IEC 60050-131 · SI Brochure 9th ed. |
| Nilai khas | 1,5 V — baterai · 230 V — stopkontak · 400 kV — saluran transmisi |
01 · Definisi
Satu joule untuk setiap coulomb
Tegangan U menunjukkan berapa banyak energi yang diperoleh atau dilepaskan muatan saat berpindah dari satu titik rangkaian ke titik lain. Satu volt adalah satu joule per satu coulomb. Baterai 1,5 V memberi setiap coulomb satu setengah joule, dan lampu dalam rangkaian mengambilnya lalu mengubahnya menjadi cahaya dan panas.
Tegangan selalu diukur di antara dua titik. Voltmeter dipasang pada kedua ujung suatu bagian rangkaian, bukan disisipkan di celah rangkaian. Arus yang melalui bagian itu sama dengan tegangan dibagi hambatan — inilah hukum Ohm.
Mengapa saluran transmisi membawa ratusan kilovolt
Ketel membutuhkan daya 2 kW. Daya itu bisa dikirim dengan arus kecil pada tegangan tinggi atau dengan arus besar pada tegangan rendah. Daya adalah tegangan dikali arus. Kabel dari sumber ke ketel memiliki hambatan 1 Ω, kira-kira 60 m kawat tembaga dengan penampang 1 mm². Titik biru adalah arus: makin cepat bergerak, makin besar arusnya. Kabel memerah karena panas yang hilang di dalamnya.
Elektron yang melewati tegangan 1 V memperoleh energi 1 eV — satu elektronvolt. Ini ukuran yang praktis untuk atom dan partikel. Foton cahaya hijau membawa sekitar 2,3 eV, foton sinar-X puluhan ribu, dan proton di Penumbuk Hadron Raksasa 6,8 TeV.
Pasangan demi pasangan, volt demi volt
Di kiri ada tumpukan: dari bawah ke atas seng, tembaga, dan kain yang dibasahi air garam, begitu seterusnya pasangan demi pasangan. Di sebelahnya ada tangga potensial: setiap pasangan menaikkan potensial satu anak tangga, dan di dalam kain potensial sedikit turun selama arus mengalir. Kawat berjalan dari puncak tumpukan melalui sakelar ke beban lalu kembali ke dasar. Titik biru adalah elektron: mereka bergerak dari seng melalui beban ke tembaga. Di kanan ada voltmeter yang terhubung ke kedua ujung tumpukan. Selama arus mengalir, gelembung hidrogen berkumpul pada tembaga dan tegangan perlahan turun. Klik adegan untuk menutup atau membuka sakelar.
Tambahkan pasangan dan perhatikan voltmeter.
02 · Konversi
| Satuan | Nilai | Di mana dijumpai |
|---|---|---|
| {n} | {v} | {note} |
Neuron yang beristirahat mempertahankan sekitar −70 mV pada membran setebal 5 nm. Medan di dalamnya sekitar 14 MV/m.
Aki mobil 12 V memberi setiap coulomb 12 J. Starter menarik ratusan ampere — daya beberapa kilowatt.
Statvolt dari sistem CGS hampir 300 V, tepatnya 299,792 458 V.
03 · Orde besaran
04 · Alat ukur
05 · Aturan penulisan
06 · Satuan tetangga
07 · Bagian sejarah
Sejak 1990 volt disimpan dengan sambungan Josephson. Sambungan superkonduktor di bawah gelombang mikro berfrekuensi f memberi tegangan tepat dalam anak tangga f/K_J, dengan K_J = 2e/h adalah konstanta Josephson. Sejak 2019 nilainya eksak: 483 597,848 4 GHz/V. Rantai puluhan ribu sambungan memberi 10 V dengan galat hanya beberapa per miliar.
Sebelumnya, standarnya adalah sel normal Weston — bejana kadmium–raksa berbentuk huruf H. Pada 20 °C sel ini memberi 1,018 64 V. Volt internasional tahun 1908 ternyata 0,034 % lebih besar daripada volt sekarang.
Katalog besaran
seluruh indeks →Tujuh satuan pokok SI
Setetes asam mengubah warna sari buah, garam mewarnai nyala api, air membeku karena satu ketukan. Di bawahnya semua halaman Simetrium, menurut bidang ilmu dan menurut abjad.
Buka indeks →