Volt
În 1791, Luigi Galvani a atins piciorul unei broaște cu două metale diferite, iar piciorul a tresărit. Galvani a hotărât că electricitatea trăiește în broasca însăși. Alessandro Volta credea că totul ține de metale. Ca să o arate, în 1800 a clădit o pilă din discuri de cupru și de zinc, despărțite prin postav înmuiat în apă sărată. Pila dădea curent fără nicio broască.
A fost prima baterie. Unitatea de tensiune a primit numele lui Volta în 1881. Un volt este un joule pe coulomb: atâta energie primește fiecare coulomb de sarcină când trece prin sursă. O baterie AA dă 1,5 V, priza — 230 V, iar firele liniilor de înaltă tensiune — sute de kilovolți.
| Notație | V |
| Definiție | joule pe coulomb · J/C · W/A · kg·m²·s⁻³·A⁻¹ |
| Valori de referință | K_J — 483 597,848 4 GHz/V · elementul Weston — 1,018 64 V · 1 eV — 1,602·10⁻¹⁹ J |
| Introdusă | 1881, Congresul Internațional al Electricienilor · în SI din 1960 |
| Standarde | ISO 80000-6 · IEC 60050-131 · SI Brochure 9th ed. |
| Valori tipice | 1,5 V — baterie · 230 V — priză · 400 kV — linie de înaltă tensiune |
01 · Definiție
Un joule pentru fiecare coulomb
Tensiunea U arată câtă energie primește sau cedează o sarcină când trece dintr-un punct al circuitului în altul. Un volt înseamnă un joule pe un coulomb. O baterie de 1,5 V dă fiecărui coulomb un joule și jumătate, iar becul din circuit preia această energie și o transformă în lumină și căldură.
Tensiunea se măsoară întotdeauna între două puncte. Voltmetrul se conectează la ambele capete ale porțiunii, nu în întreruperea circuitului. Curentul prin porțiune este egal cu tensiunea împărțită la rezistență — aceasta este legea lui Ohm.
De ce liniile de înaltă tensiune poartă sute de kilovolți
Fierbătorul are nevoie de o putere de 2 kW. Ea poate fi transmisă cu un curent mic la tensiune mare sau cu un curent mare la tensiune mică. Puterea este tensiunea înmulțită cu curentul. Firul de la sursă la fierbător are o rezistență de 1 Ω, cam cât 60 m de conductor de cupru cu secțiunea de 1 mm². Punctele albastre sunt curentul: cu cât se mișcă mai repede, cu atât e mai mare. Firul se înroșește de căldura care se pierde în el.
Un electron care trece printr-o tensiune de 1 V primește o energie de 1 eV — un electronvolt. Este o măsură comodă pentru atomi și particule. Un foton de lumină verde poartă circa 2,3 eV, unul de raze X — zeci de mii, iar protonii din Marele accelerator de hadroni — 6,8 TeV.
Pereche cu pereche, volt cu volt
În stânga este pila: de jos în sus zinc, cupru și postav înmuiat în apă sărată, și tot așa, pereche după pereche. Alături este scara potențialului: fiecare pereche îl ridică cu o treaptă, iar în postav, cât trece curentul, el scade puțin. Un fir pleacă din vârful pilei, trece prin întrerupător la consumator și se întoarce la bază. Punctele albastre sunt electroni: ei merg de la zinc prin consumator spre cupru. În dreapta este un voltmetru conectat la capetele pilei. Cât trece curentul, pe cupru se adună bule de hidrogen, iar tensiunea scade încet. Puteți face clic pe scenă ca să închideți sau să deschideți întrerupătorul.
Adăugați perechi și urmăriți voltmetrul.
02 · Conversie
| Unitate | Valoare | Unde apare |
|---|---|---|
| {n} | {v} | {note} |
Un neuron în repaus menține circa −70 mV pe o membrană groasă de 5 nm. Câmpul din ea este de circa 14 MV/m.
Un acumulator auto de 12 V dă fiecărui coulomb 12 J. Demarorul trage sute de amperi — kilowați de putere.
Statvoltul din sistemul CGS este aproape 300 V, mai exact 299,792 458 V.
03 · Ordine de mărime
04 · Instrumente de măsură
05 · Reguli de scriere
06 · Unități vecine
07 · Secțiune istorică
Din 1990, voltul este păstrat cu ajutorul joncțiunilor Josephson. O joncțiune supraconductoare iradiată cu microunde de frecvență f dă tensiune strict în trepte de f/K_J, unde K_J = 2e/h este constanta Josephson. Din 2019 ea este exactă: 483 597,848 4 GHz/V. Un lanț de zeci de mii de joncțiuni dă 10 V cu o eroare de ordinul miliardimilor.
Înainte de aceasta, etalonul era elementul normal Weston — un vas cu cadmiu și mercur în formă de H. La 20 °C dădea 1,018 64 V. Voltul internațional din 1908 s-a dovedit cu 0,034 % mai mare decât cel de azi.
Catalogul mărimilor
tot indexul →Cele șapte unități fundamentale SI
O picătură de acid schimbă culoarea sucului, sarea colorează flacăra, apa îngheață la o lovitură. Sub ele, toate fișele Simetrium, pe discipline și în ordine alfabetică.
Deschide indexul →