Volt- tai volttikonsepti ja kaavat, ekvivalenssit, esimerkit

Hän voltti tai voltti Se on yksikkö, jota käytetään kansainvälisessä yksikköjärjestelmässä, jos ilmaista jännite ja sähköpotentiaali, yksi sähkön tärkeimmistä suuruuksista. Jännite tekee tarvittavat työt sähkömaksujen käynnistämiseksi ja siten luodaan virran. Kuljettajien läpi kulkeva sähkövirta pystyy laittamaan moottoreita, välittämään tietoa, valaisemaan keinoja ja koteja ja paljon muuta.

Voltion nimi yksikkönä valittiin Alessandro Voltan (1745-1827) kunniaksi, italialainen fyysikko ja kemisti, joka keksi sähkökasan noin 1800. Tuolloin anatomisti Luigi Galvani oli todistanut, että sammakon ankkurit voitaisiin sopia käyttämällä sähköä. Volta, tietoinen näistä tuloksista, omistautui myös eläinkudoksien sähköisten varausten etsimiseen elektroopilla.

Kuvio 1. AA -akkuvalikoima yhdellä nimellisjännitteellä.5 V, jota käytetään laajasti pienissä laitteissa, kuten radiot, kamerat, taskulamput ja lelut. Lähde: Pixabay.

Volta ei kuitenkaan löytänyt sitä, mitä hän etsii orgaanisista materiaaleista, ja lopulta vakuuttunut siitä, että sähkömaksut olivat jollain tavalla metalleissa, joiden kanssa hän soitti Rana -ankkureita.

Kuva 2. Alessandro Volta -muotokuva. Lähde: Wikimedia Commons.

Volta huomasi myös, että kaksi eri metallia tuottaa potentiaalieron ja että jotkut yhdistelmät olivat parempia kuin toiset. Siten hän rakensi ensimmäisen akun: huopa -levyt kostutettuna suolaliuokseen kahden hopea- ja sinkkielektrodien väliin. Hän pinoi useita näistä kerroksista ja pystyi siten tuottamaan vakaan sähkövirran.

[TOC]

Käsite ja kaavat

Vuonna 1874 voltti, yhdessä Ohmion kanssa, hyväksyttiin vastaavasti jännitteen ja vastarinnan yksiköinä komissiossa Brittiläinen tieteen edistymisyhdistys (Baas), jotka ovat muodostaneet merkittävät tutkijat ympäri maailmaa.

Voi palvella sinua: Bernoulli -lause

Tuolloin niitä kutsuttiin "käytännöllisiksi yksiköiksi" ja ovat nykyään osa kansainvälistä yksikköjärjestelmää tai jos.

Suurimmassa osassa kirjallisuutta potentiaaliero määritellään Energia kuormayksikköä kohti. Itse asiassa, jos sinulla on sähköinen varaus toisen kuorman tuottaman sähkökentän keskellä, on tehtävä työtä, jotta ne liikkuvat paikasta toiseen.

Tehty työ tallennetaan kuormituskokoonpanoon sen sähköpotentiaalienergian muutoksena, jota kutsumme ∆U. Symboli ∆ osoittaa tämän muutoksen tai eron, koska ∆U = TAI_lopullinen - TAI_kuva-.

Tällä tavalla potentiaalinen ero kahden pisteen välillä ∆v, on määritelty seuraavasti:

∆V = ∆U/Q

Koska energialla on joule (J) yksiköt ja kuorma tulee Coulombiin (C), 1 voltin jännite (V) vastaa 1 joule/coulomb:

1 V = 1 J/C 

Siten 1 voltti vastaa potentiaalista eroa tekemällä 1 joulin työ jokaiselle coulombille.

Voltin vaihtoehtoinen määritelmä

Toinen tapa määritellä voltti on sähkövirran ja tehon linkittäminen. Tällä tavoin 1 voltti (V) on potentiaaliero johtimen kahden pisteen välillä, jonka läpi 1 ampeerin virta kiertää (A), jos dyspateho on 1 watti (W). Siksi:

1 V=1 w/a

Tämä määritelmä on tärkeä, koska se puuttuu sähkövirran voimakkuuteen, joka on yksi fysiikan perustavanlaatuisista suuruuksista. Siksi ampeeri kuuluu seitsemän perusyksikön ryhmälle:

Metro, kilogrammi, toinen, ampeeri, Kelvin, Mol, Candela

On mahdollista vertailla sitä, että molemmat määritelmät ovat vastaavia, tietäen, että 1 watt on 1 joule/sekunti ja 1 Amperio on 1 coulomb/sekunti, joten:

Voi palvella sinua: Kompressio: Konsepti ja kaavat, laskelmat, esimerkit, harjoitukset

1 w/a = 1 (j/s)/(c/s)

Jälkimmäiset peruutetaan, ja j/c pysyy, vastaa yhtä Newtonia . Metro/coulomb. Siksi 1 voltti ilmaistaan ​​myös seuraavasti:

1 V = 1 n.m/c

Ohmin laki

Joillekin materiaaleille täyttyy lineaarinen suhde jännitteen (V), virran (I) ja materiaalin sähkövastuksen (R) välillä, joka tunnetaan nimellä OHM -laki, joka tunnetaan nimellä OHM -laki. Täten:

V = i.R -

Koska sähkövastuksen yksiköt ovat ohmia (ω), osoittautuu, että 1 V = 1 a.Ω

Ekvivalenssit

Jännitteiden mittaamiseksi, yleismittari tai Testaaja ja oskilloskooppi. Ensimmäinen tarjoaa suoran jännitteen mittauksen ja toisessa on näytön näytön näyttämiseksi sen arvon lisäksi.

Kuva 3. Digitaalinen yleismittari, jota käytetään erilaisten sähköisten voimakkuuksien mittaamiseen. Lähde: Pixabay.

On yleistä löytää paljon suurempia tai alhaisempia arvoja kuin Volt, joten on hyödyllistä saada vastaavuus moninkertaisten ja subultiplesin välillä:

-1 kilolainen (kv) = 1000 V

-1 Milivoltio (mv) = 10^-3  V

-1 mikrovoltti (μV) = 10^-6 V

Esimerkit

Biologian jännitteet

Sydämessä on sinus -solmu, joka käyttäytyy kuin akku, kun syntyy Syketä stimuloivia sähköisiä impulsseja.

Niiden kaavio saadaan elektrokardiogrammilla, joka tarjoaa sydämen syklin arvot: kesto ja amplitudi. Tämän ansiosta poikkeavuudet voidaan havaita sydämen toiminnassa.

Tyypilliset kalvopotentiaalit, sydämen sisällä, ovat välillä 70–90 mV, kun taas elektrokardiograferi pystyy tallentamaan luokan 1 mV jännitteet.

Voi palvella sinua: taivaalliset ruumiit Kuva 4. Sähkökardiogrammi tallentaa sydämen sähköisen aktiivisuuden. Lähde: Pixabay.

Hermosto toimii myös sähköisissä impulsseissa. Ihmisten hermoilla voit mitata noin 70 mV: n jännitteet.

Jännitteet maan päällä

Maapallolla on oma sähkökenttä, joka on suunnattu planeetalle, joten tiedetään, että se on negatiivisesti varautunut. Ilmakehän pinnan ja ylemmän kerroksen välillä on kenttiä, joiden suuruus vaihtelee välillä 66-150 n/c, ja mahdolliset erot jopa 100 kV: n muodossa voidaan määrittää.

Toisaalta pohjassa virtaavat luonnolliset virrat mahdollistavat maan karakterisoinnin käyttämällä sähköisiä menetelmiä geofysiikassa. Testi koostuu elektrodien asettamisesta kenttään, kaksi jännitteelle ja kaksi virralle ja vastaavien suuruuksien mittaamisesta.

Elektrodien konfiguraatiolla eri tavoin on mahdollista määrittää maan resistiivisyys, ominaisuus, joka osoittaa kuinka helppoa tai vaikeaa virta voi virtaa tiettyyn materiaaliin. Saatuista arvoista riippuen voidaan päätellä, että se voi viitata tiettyjen mineraalien olemassaolon pohjalta.

Jännitteet yhteisiin käyttölaitteisiin

-Kotimainen ruokaverkko (vaihtoehtoinen jännite): 110 V Amerikassa ja 220 Euroopassa.

-Auton virheet: 15 kV

-Auton akku: 12 V

-Kuiva akku leluille ja taskulamppuille: 1.5 V

-Jännite akkuun älypuhelin: 3.7 V.

Viitteet

1. Kansainvälinen sähkötekninen komissio IEC. Taustahistoriallinen. Toipunut: IEC.CH.
2. Grieme-kee, s. 2016. Sähkömenetelmät. Toipunut: geovirtual2.Cl.
3. Kirkpatrick, L. 2007. Fysiikka: Katsaus maailmaan. 6^ta Lyhennetty painos. Cengage -oppiminen.
4. Ritari, r.  2017. Tutkijoiden fysiikka ja tekniikka: strategialähestymistapa.
5. Fysiikan tosiasia. Sähkökenttä maan päällä. Palautettu: HyperTextbook.com.
6. Wikipedia. Elektrokardiogrammi. Palautettu: on.Wikipedia.org.
7. Wikipedia. Fyysinen suuruus. Palautettu: on.Wikipedia.org.