Volt
V roku 1791 sa Luigi Galvani dotkol žabieho stehienka dvoma rôznymi kovmi a stehienko sebou šklblo. Galvani usúdil, že elektrina sídli v samotnej žabe. Alessandro Volta bol presvedčený, že ide o kovy. Aby to dokázal, poskladal v roku 1800 stĺp z medených a zinkových krúžkov a preložil ich súknom namočeným v slanej vode. Stĺp dával prúd úplne bez žaby.
Bola to prvá batéria. Jednotka napätia dostala meno po Voltovi v roku 1881. Jeden volt je joule na coulomb: toľko energie získa každý coulomb náboja, keď prejde zdrojom. Tužková batéria dáva 1,5 V, zásuvka 230 V a drôty diaľkového vedenia stovky kilovoltov.
| Označenie | V |
| Definícia | joule na coulomb · J/C · W/A · kg·m²·s⁻³·A⁻¹ |
| Referenčné hodnoty | K_J — 483 597,848 4 GHz/V · Westonov článok — 1,018 64 V · 1 eV — 1,602·10⁻¹⁹ J |
| Zavedená | 1881, Medzinárodný kongres elektrotechnikov · v SI od roku 1960 |
| Normy | ISO 80000-6 · IEC 60050-131 · SI Brochure 9th ed. |
| Typické hodnoty | 1,5 V — batéria · 230 V — zásuvka · 400 kV — diaľkové vedenie |
01 · Definícia
Joule na každý coulomb
Napätie U udáva, koľko energie náboj získa alebo odovzdá, keď prejde z jedného bodu obvodu do druhého. Jeden volt je jeden joule na jeden coulomb. Batéria 1,5 V dodá každému coulombu jeden a pol joulu, žiarovka v obvode ich odoberie a premení na svetlo a teplo.
Napätie sa vždy meria medzi dvoma bodmi. Voltmeter sa pripája k obom koncom úseku, nie do prerušeného obvodu. Prúd úsekom sa rovná napätiu delenému odporom — to je Ohmov zákon.
Prečo vedú diaľkové vedenia stovky kilovoltov
Kanvica potrebuje výkon 2 kW. Dá sa preniesť malým prúdom pri vysokom napätí alebo veľkým prúdom pri nízkom. Výkon je napätie krát prúd. Vodič od zdroja ku kanvici má odpor 1 Ω, čo je asi 60 m medeného vodiča s prierezom 1 mm². Modré bodky sú prúd: čím rýchlejšie sa pohybujú, tým je väčší. Vodič červenie od tepla, ktoré sa v ňom stráca.
Elektrón, ktorý prejde napätím 1 V, získa energiu 1 eV — elektrónvolt. Je to šikovná miera pre atómy a častice. Fotón zeleného svetla nesie asi 2,3 eV, röntgenový fotón desiatky tisíc a protóny vo Veľkom hadrónovom urýchľovači 6,8 TeV.
Pár za párom, volt za voltom
Vľavo je stĺp: zdola nahor zinok, meď a súkno namočené v slanej vode, a tak pár za párom. Vedľa neho je schodisko potenciálu: každý pár ho zdvihne o jeden schod a vnútri súkna pri prechode prúdu trochu poklesne. Drôt vedie z vrchu stĺpa cez spínač do záťaže a späť k spodku. Modré bodky sú elektróny: idú od zinku cez záťaž k medi. Vpravo je voltmeter pripojený ku koncom stĺpa. Kým tečie prúd, hromadia sa na medi bublinky vodíka a napätie pomaly klesá. Kliknutím na scénu spínač zopnete alebo rozopnete.
Pridávajte páry a sledujte voltmeter.
02 · Prevod
| Jednotka | Hodnota | Kde sa vyskytuje |
|---|---|---|
| {n} | {v} | {note} |
Neurón v pokoji udržiava asi −70 mV na membráne hrubej 5 nm. Pole v nej je asi 14 MV/m.
Autobatéria 12 V dodá každému coulombu 12 J. Štartér odoberá stovky ampérov — kilowatty výkonu.
Statvolt zo sústavy CGS je takmer 300 V, presnejšie 299,792 458 V.
03 · Rády veličín
04 · Meracie prístroje
05 · Pravidlá zápisu
06 · Susedné jednotky
07 · Historický oddiel
Od roku 1990 sa volt uchováva pomocou Josephsonových prechodov. Supravodivý prechod ožiarený mikrovlnami s frekvenciou f dáva napätie presne v schodoch f/K_J, kde K_J = 2e/h je Josephsonova konštanta. Od roku 2019 je presná: 483 597,848 4 GHz/V. Reťazec desiatok tisíc prechodov dáva 10 V s neistotou v miliardtinách.
Predtým slúžil ako etalón Westonov normálový článok — kadmiovo-ortuťová nádobka v tvare písmena H. Pri 20 °C dával 1,018 64 V. Medzinárodný volt z roku 1908 sa ukázal o 0,034 % väčší ako dnešný.
Katalóg veličín
celý register →Sedem základných jednotiek SI
Kvapka kyseliny zmení farbu šťavy, soľ zafarbí plameň, voda zamrzne po klepnutí. Pod nimi všetky listy Simetria podľa odborov a abecedne.
Otvoriť register →