Volt
Pada tahun 1791 Luigi Galvani menyentuh kaki katak dengan dua logam yang berlainan, dan kaki itu tersentak. Galvani membuat kesimpulan bahawa elektrik tinggal dalam katak itu sendiri. Alessandro Volta percaya puncanya ialah logam. Untuk membuktikannya, pada tahun 1800 dia menyusun longgokan cakera tembaga dan zink yang diselangi kain yang dibasahkan dengan air garam. Longgokan itu menghasilkan arus tanpa sebarang katak.
Itulah bateri yang pertama. Unit voltan dinamakan sempena Volta pada tahun 1881. Satu volt ialah satu joule per coulomb: tenaga yang diperoleh setiap coulomb cas apabila melalui sumber. Bateri AA memberi 1.5 V, soket dinding 230 V, dan dawai talian penghantaran ratusan kilovolt.
| Tanda | V |
| Definisi | joule per coulomb · J/C · W/A · kg·m²·s⁻³·A⁻¹ |
| Nilai rujukan | K_J — 483 597.848 4 GHz/V · sel Weston — 1.018 64 V · 1 eV — 1.602·10⁻¹⁹ J |
| Diperkenalkan | 1881, Kongres Antarabangsa Juruelektrik · dalam SI sejak 1960 |
| Piawaian | ISO 80000-6 · IEC 60050-131 · SI Brochure 9th ed. |
| Nilai lazim | 1.5 V — bateri · 230 V — soket dinding · 400 kV — talian penghantaran |
01 · Definisi
Satu joule bagi setiap coulomb
Voltan U menunjukkan berapa banyak tenaga yang diperoleh atau dilepaskan oleh cas apabila bergerak dari satu titik litar ke titik yang lain. Satu volt ialah satu joule per satu coulomb. Bateri 1.5 V memberi setiap coulomb satu setengah joule, dan mentol dalam litar mengambilnya lalu menukarkannya kepada cahaya dan haba.
Voltan sentiasa diukur antara dua titik. Voltmeter disambungkan pada kedua-dua hujung sesuatu bahagian litar, bukan disisipkan pada litar yang diputuskan. Arus yang melalui bahagian itu sama dengan voltan dibahagi rintangan — inilah hukum Ohm.
Mengapa talian penghantaran membawa ratusan kilovolt
Cerek memerlukan kuasa 2 kW. Kuasa itu boleh dihantar dengan arus kecil pada voltan tinggi atau dengan arus besar pada voltan rendah. Kuasa ialah voltan didarab dengan arus. Dawai dari sumber ke cerek mempunyai rintangan 1 Ω, kira-kira 60 m dawai tembaga dengan keratan rentas 1 mm². Titik biru ialah arus: makin laju titik bergerak, makin besar arusnya. Dawai menjadi merah kerana haba yang hilang di dalamnya.
Elektron yang melalui voltan 1 V memperoleh tenaga 1 eV — satu elektronvolt. Ini ukuran yang mudah untuk atom dan zarah. Foton cahaya hijau membawa kira-kira 2.3 eV, foton sinar-X berpuluh ribu, dan proton dalam Pelanggar Hadron Besar 6.8 TeV.
Pasangan demi pasangan, volt demi volt
Di kiri ialah longgokan: dari bawah ke atas zink, tembaga dan kain yang dibasahkan dengan air garam, begitulah seterusnya pasangan demi pasangan. Di sebelahnya ialah tangga keupayaan: setiap pasangan menaikkan keupayaan satu anak tangga, dan dalam kain keupayaan turun sedikit semasa arus mengalir. Dawai berjalan dari puncak longgokan melalui suis ke beban dan kembali ke dasar. Titik biru ialah elektron: elektron bergerak dari zink melalui beban ke tembaga. Di kanan ialah voltmeter yang disambungkan pada hujung longgokan. Semasa arus mengalir, gelembung hidrogen berkumpul pada tembaga dan voltan turun perlahan-lahan. Klik pada adegan untuk menutup atau membuka suis.
Tambah pasangan dan perhatikan voltmeter.
02 · Konversi
| Unit | Nilai | Di mana dijumpai |
|---|---|---|
| {n} | {v} | {note} |
Neuron yang rehat mengekalkan kira-kira −70 mV merentas membran setebal 5 nm. Medan di dalamnya kira-kira 14 MV/m.
Bateri kereta 12 V memberi setiap coulomb 12 J. Motor penghidup menarik ratusan ampere — kuasa beberapa kilowatt.
Statvolt daripada sistem CGS hampir 300 V, lebih tepat 299.792 458 V.
03 · Orde besaran
04 · Alat ukur
05 · Aturan penulisan
06 · Satuan tetangga
07 · Bagian sejarah
Sejak 1990 volt disimpan dengan simpang Josephson. Simpang superkonduktor di bawah gelombang mikro berfrekuensi f memberi voltan tepat dalam langkah f/K_J, dengan K_J = 2e/h ialah pemalar Josephson. Sejak 2019 nilainya tepat: 483 597.848 4 GHz/V. Rantai berpuluh ribu simpang memberi 10 V dengan ralat beberapa bahagian per bilion.
Sebelum itu, piawainya ialah sel normal Weston — balang kadmium–merkuri berbentuk huruf H. Pada 20 °C sel ini memberi 1.018 64 V. Volt antarabangsa tahun 1908 ternyata 0.034 % lebih besar daripada volt sekarang.
Katalog besaran
seluruh indeks →Tujuh unit asas SI
Setitis asid menukar warna jus, garam mewarnakan nyalaan, air membeku dengan satu ketukan. Di bawahnya semua halaman Simetrium, mengikut bidang dan mengikut abjad.
Buka indeks →