Volt
Türetilmiş SI birimi · büyüklük: elektrik gerilimi
01 · Tanım
Volta çinko, bakır ve ıslak mukavvayı üst üste dizdi — ve doğru akımın ilk kaynağını elde etti. Ondan önce elektriği yalnızca biriktirmeyi ve bir kıvılcımla boşaltmayı biliyorlardı.
Bir volt, bir amperlik akımın bir watt gücü taşıdığı gerilimdir. Başka bir deyişle, böyle bir kesitten geçen her coulomb yük bir joule iş bırakır. Gerilim bir yerin özelliği değil, iki nokta arasındaki farktır: ikinci nokta söylenmedikçe „bir telin potansiyeli” hiçbir şey ifade etmez, bu yüzden her şemada ortak bir şase bulunur. Priz 230 V verir, kalem pil 1,5 V, beyindeki bir sinir hücresi onlarca milivoltla çalışır, iletim hattı ise 750 kV’u taşır. Bir kuş yüzlerce kilovoltluk hatta zarar görmeden oturur, çünkü iki ayağı da aynı potansiyeldedir. Bundan şu da çıkar: elektriğin tehlikesi voltla ölçülmez; öldüren, bedenden geçen akımdır, voltlar ise yalnızca onun derinin direncinden geçip geçmeyeceğini belirler. Kuru bir avuç yaklaşık yüz kiloohm verir, ıslak olan bin, ve aynı gerilim kimi zaman zararsız, kimi zaman öldürücü çıkar.
Doğru akımın ilk kaynağı, aralarına tuzlu suya batırılmış çuha konmuş, sırayla çinko ve bakır disklerden yapılmış küçük bir sütundu. Her çift yaklaşık onda bir volt veriyordu ve Volta, boşalma parmaklarda duyulmaya başlayana dek onlarca çift üst üste koyuyordu. Aynı ilke bugün de geçerlidir: üç lityum hücreli bir bataryada gerilimler toplanır, çünkü hücreler seri bağlıdır. „Hayvansal elektrik” konusundaki galvanik kuramı çürüten işte bu deneydi: akım ayrı cinsten metallerden geliyordu, kurbağa bacağı ise yalnızca duyarlı bir aletti.
02 · Dönüşüm
Bir gerilim girin — künye onu bütün birimlere ayırsın
Ön ekler bütün aralığı kaplar: ısıl çiftin nanovoltluk işaretlerinden iletim hatlarının megavoltlarına dek. Tablodaki elektronvolt bir gerilim değil, bir elektronun verilen potansiyel farkını geçerken kazandığı enerjidir.
Prizdeki gerilim alternatiftir ve 230 sayısı etkin değeri gösterir — aynı dirençte aynı gücü salıverecek doğru gerilimi. Sinüsün tepesi kök iki kat daha büyüktür ve 325 volta ulaşır, tepeler arasındaki açıklık ise 650’dir. Yalıtım tam da tepeye göre hesaplanır; bu yüzden „230 için” kurulmuş ucuz bir cihaz daha ilk periyotta delinir.
| Birim | Ad | Değer | Nerede karşılaşılır |
|---|---|---|---|
| V | volt, SI birimi | 230 | bu künyenin başlangıç birimi |
| mV | milivolt | 230000 | tıp, ölçme tekniği |
| µV | mikrovolt | 2,3·10⁸ | aletlerin duyarlık sınırı |
| kV | kilovolt | 0,23 | yüksek gerilim tekniği |
| MV | megavolt | 2,3·10⁻⁴ | yüksek enerji fiziği |
| yük başına eV | bir elektronun enerjisi, eV | 230 | sayıca gerilime eşit |
| statV | CGS-ES volt | 0,7672 | çarpan, ışık hızının onda biri |
| abV | CGS-EM abvolt | 2,3·10¹⁰ | tarihsel birimlerin en küçüğü |
| V (int.) | 1908 uluslararası volt | 229,92 | cıva sütunu ve gümüşün çökelmesiyle tanımlanırdı |
| V₉₀ | 1990 pratik volt | 230 | dört on milyonda bir kadar sapıyordu |
| Weston pili | ölçün pil birimlerinde | 225,79 | termostatta kadmiyum-cıva pili |
| V | volt | 230 | bu künyenin başlangıç birimi |
Ön ekler nanodan megaya uzanır: tekniğin çalıştığı gerilim aralığı on beş büyüklük mertebesini kaplar. Elektronvolt satırı, bir elektronun enerjisinin, geçtiği gerilime sayıca eşit olduğunu hatırlatır.
03 · Büyüklük mertebeleri
nanovolttan fırtına boşalmasınaAvrupa’da priz: 230 volt
04 · Ölçüm aletleri
Gerilim neyle ölçülür
Ölçülecek kesime paralel bağlanır ve akım çekmemek için elden geldiğince büyük dirençli olmalıdır. İbreli aletlerde bu onlarca kiloohm mertebesindedir, sayısal olanlarda on megaohm ve üstü; yüksek dirençli devrelerde bu bile ölçümü gözle görülür biçimde bozar.
Ölçülecek gerilim, bir ölçün pilin geriliminin bir kısmıyla dengelenir ve galvanometrenin sıfırı gösterdiği an yakalanır. O anda alet hiç akım çekmez, bu yüzden yöntem kaynağın gerçek elektromotor kuvvetini verir, yük altındaki gerilimi değil.
İki direnç gerilimi bilinen bir oranda böler; böylece kilovoltlar birkaç voltluk bir aletle ölçülebilir. Yüksek gerilim hatlarında aynı işi, ölçüm devresini güç devresinden galvanik olarak ayıran bir gerilim transformatörü görür.
Mikrodalgayla ışınlanan üstüniletken bir temas, frekansla tam orantılı bir gerilim verir: Josephson sabiti hertzi volta çevirir. Binlerce eklemden oluşan bir dizi, milyarda bir yinelenebilirlikle on volt verir — bugünün ölçünü işte budur.
05 · Yazım kuralları
V simgesi Latin — Rusça „В” burada işe yaramaz
Rusça „В” ile Latin V farklı görünür ama aynı şeyi gösterir; uluslararası belgelerde yalnızca V kabul edilir. Birimin adı küçük harfle yazılır — „iki yüz otuz volt” —, simge ise büyük. Milivolt mV, MV ise megavolttur: bir milyar kat fark. Alternatif akımda 230 V etkin değerdir; sinüsün tepesi √2 kat daha yüksektir, yani 325 V. Yalıtım tepeye göre hesaplanır.
Büyüklüğün simgesi eğik U ya da V, birimin simgesi dik V’dir: U = 230 V formülünde ayrımı eğik ve dik harf taşır. Rusça simge В’dir. Kilo- ön eki küçük k ile yazılır: kV, KV değil. Milivolt ve mikrovolt alışılmış ön eklerle dizilir, „voltamper” ise zaten başka bir birimdir — görünür güç — ve gerilimle ilgisi yoktur. Elektronvolt bitişik yazılır, eV: bu bir enerji birimidir.
06 · Komşu birimler
Volt, Ohm yasasının tam ortasında durur: akım, gerilim ve direnç öyle bağlıdır ki herhangi ikisi üçüncüsünü belirler.
Simetrium’un künyelerinden voltun yanında dururlar amper ve ohm Ohm yasasından, watt onların çarpımı olarak, coulomb s farad sığanın tanımından ve elektronvolt — bu birimin adını taşıyan enerji.
07 · Tarihsel bölüm
Kurbağa bacağından kuantum basamağına
Alessandro Volta, „hayvansal elektriğin” doğası üzerine Galvani ile tartışıyordu ve haklı olduğunu kanıtlamak için hiç biyoloji içermeyen bir kaynak kurdu. Ayrı cinsten metallerden yapılmış sütun kesintisiz akım veriyordu — tarihteki ilki.
Uluslararası Elektrikçiler Kongresi voltu amper ve ohm üzerinden tanımladı ve birime Volta’nın adını verdi. Pratik gerçekleme kimyasal bir pilde kaldı; onun doğruluğu ise telgrafın istediğinin çok gerisindeydi.
Weston’un kadmiyum-cıva pili gerilimini mikrovolt duyarlıkla tutuyordu ve doksan yıl boyunca ölçün oldu. Onu termostatta saklıyor, akım çekmesine izin vermiyor ve kırılgan bir alet gibi özenle taşıyorlardı.
Yirmi iki yaşındaki doktora öğrencisi Brian Josephson, üstüniletken bir temasta gerilim basamakları öngördü. 1990’dan beri volt tam da böyle gerçeklenir, kimyasal piller ise metroloji müzelerine gitti.
Voltla uyuşmayan bir volt
1990’dan 2019’a metroloji aynı anda iki voltla yaşadı. Uluslararası Sistemdeki tanım eskisi gibi kaldı, watt ve amper üzerinden; ama birim, sabitin uzlaşmayla benimsenmiş bir değeriyle Josephson olayı üzerinden gerçekleniyordu — ve bu pratik birim V₉₀ diye yazılıyordu. Onunla SI voltu arasındaki fark volt başına mikrovoltun onda birleri olarak hesaplanıyordu: teknik için önemsiz, ölçün karşılaştırmaları içinse belirleyici bir büyüklük. 2019 yeniden tanımı bu ikiliği kaldırdı: elektronun yükü ile Planck sabiti kesin sayılar oldu, onlarla birlikte Josephson sabiti de, ve pratik ölçek tanımla çakıştı. Aynı zamanda otuz yılda V₉₀ ile toplanmış ölçümlere geriye dönük bir düzeltme vermek gerekti — bir birimin tanımı değiştiği için geçmiş yılların sonuçlarının yeniden hesaplandığı seyrek bir durum.
Katalog · ölçü birimleri
Her büyüklük için bir künye
Yedi temel SI birimi, kendi adı olan yirmi iki türetilmiş birim ve ne tekniğin ne de günlük yaşamın onsuz edemediği sistem dışı birimler. Her birinin kendi sayfası var: tanım, dönüşüm, aletler, yazım kuralları. 23 dilde.
Kendi adı olan türetilmiş SI birimleri
volt künyesi açıkTemel SI birimleri
terrakota renginde — voltu oluşturan dört birimGerilim başka dizgelerde
Künyenin dili
23 dil. V simgesi uluslararasıdır, ama prizdeki gerilim değil: Avrupa’da 230 volt, Kuzey Amerika’da 120, Japonya’da 100 — künye yerel değeri koyar.