Volt
I 1791 berørte Luigi Galvani et froskelår med to forskjellige metaller, og låret rykket til. Galvani mente at elektrisiteten satt i selve frosken. Alessandro Volta mente at det var metallene som gjorde det. For å vise det bygde han i 1800 en søyle av kobber- og sinkskiver med tøy dynket i saltvann imellom. Søylen ga strøm helt uten frosk.
Det var det første batteriet. Enheten for spenning ble oppkalt etter Volta i 1881. Én volt er én joule per coulomb: så mye energi får hver coulomb ladning når den går gjennom kilden. Et AA-batteri gir 1,5 V, en stikkontakt 230 V og ledningene i en kraftlinje flere hundre kilovolt.
| Betegnelse | V |
| Definisjon | joule per coulomb · J/C · W/A · kg·m²·s⁻³·A⁻¹ |
| Referanseverdier | K_J — 483 597,848 4 GHz/V · Weston-element — 1,018 64 V · 1 eV — 1,602·10⁻¹⁹ J |
| Innført | 1881, Den internasjonale elektrikerkongressen · i SI siden 1960 |
| Standarder | ISO 80000-6 · IEC 60050-131 · SI Brochure 9th ed. |
| Typiske verdier | 1,5 V — batteri · 230 V — stikkontakt · 400 kV — kraftlinje |
01 · Definisjon
En joule for hver coulomb
Spenningen U viser hvor mye energi en ladning får eller gir fra seg når den flytter seg fra ett punkt i en krets til et annet. Én volt er én joule per coulomb. Et batteri på 1,5 V gir hver coulomb halvannen joule, og en lyspære i kretsen tar dem og gjør dem om til lys og varme.
Spenning måles alltid mellom to punkter. Et voltmeter kobles til begge endene av en strekning, ikke inn i et brudd i kretsen. Strømmen gjennom strekningen er spenningen delt på resistansen — det er Ohms lov.
Hvorfor kraftlinjer går med hundrevis av kilovolt
Vannkokeren trenger en effekt på 2 kW. Den kan overføres med liten strøm ved høy spenning eller med stor strøm ved lav spenning. Effekt er spenning ganget med strøm. Ledningen fra kilden til vannkokeren har en resistans på 1 Ω, omtrent som 60 m kobberleder med tverrsnitt 1 mm². De blå prikkene er strømmen: jo raskere de går, desto større er den. Ledningen blir rød av varmen som går tapt i den.
Et elektron som går gjennom en spenning på 1 V, får energien 1 eV — én elektronvolt. Det er et praktisk mål for atomer og partikler. Et foton av grønt lys bærer omtrent 2,3 eV, et røntgenfoton titusenvis, og protonene i Large Hadron Collider 6,8 TeV.
Par for par, volt for volt
Til venstre står søylen: nedenfra og opp sink, kobber og tøy dynket i saltvann, par etter par. Ved siden av står potensialtrappen: hvert par løfter potensialet ett trinn, og inne i tøyet synker det litt mens det går strøm. En ledning går fra toppen av søylen gjennom en bryter til belastningen og tilbake til bunnen. De blå prikkene er elektroner: de går fra sinken gjennom belastningen til kobberet. Til høyre er et voltmeter koblet til endene av søylen. Mens det går strøm, samler det seg hydrogenbobler på kobberet, og spenningen synker sakte. Klikk på scenen for å slutte eller bryte kretsen.
Legg til par og følg med på voltmeteret.
02 · Omregning
| Enhet | Verdi | Hvor den forekommer |
|---|---|---|
| {n} | {v} | {note} |
En nervecelle i hvile holder omtrent −70 mV over en membran som er 5 nm tykk. Feltet i den er omtrent 14 MV/m.
Et bilbatteri på 12 V gir hver coulomb 12 J. Startmotoren trekker hundrevis av ampere — flere kilowatt.
Statvolt fra CGS-systemet er nesten 300 V, nærmere bestemt 299,792 458 V.
03 · Størrelsesordener
04 · Måleinstrumenter
05 · Skriveregler
06 · Naboenheter
07 · Historisk del
Siden 1990 har volten blitt holdt med Josephson-overganger. En superledende overgang under mikrobølger med frekvens f gir spenning i strenge trinn på f/K_J, der K_J = 2e/h er Josephson-konstanten. Siden 2019 er den eksakt: 483 597,848 4 GHz/V. En kjede av titusenvis av overganger gir 10 V med en usikkerhet på milliarddeler.
Før det var normalen Westons normalelement — en kadmium-kvikksølv-beholder formet som bokstaven H. Ved 20 °C ga det 1,018 64 V. Den internasjonale volten fra 1908 viste seg å være 0,034 % større enn dagens.
Katalog over størrelser
hele registeret →De sju SI-grunnenhetene
En dråpe syre endrer saftens farge, salt farger flammen, vann fryser av et bank. Under dem alle Simetriums ark, etter fagområde og alfabetisk.
Åpne registeret →