Koncepcja i formuły Volt lub Volt, równoważniki, przykłady

On wolt lub wolt Jest to jednostka używana w międzynarodowym systemie jednostek, jeśli do wyrażenia napięcia i potencjału elektrycznego, jednej z głównych wielkości energii elektrycznej. Napięcie wykonuje pracę niezbędną do rozpoczęcia ładunków elektrycznych, a tym samym utworzenia prądu. Prąd elektryczny, podróżujący przez sterowniki, jest w stanie umieszczać silniki, przekazywać informacje, oświetlać drogi i domy i wiele więcej.

Nazwa Voltio jako jednostki została wybrana na cześć Alessandro Volta (1745–1827), włoskiego fizyka i chemika, który wynalazł stos elektryczny około 1800. W tym czasie Anatomista Luigi Galvani udowodnił, że kotwice żaby można skurczyć, stosując energię elektryczną. Volta, świadka tych wyników, poświęciła się również szukaniu ładunków elektrycznych w tkankach zwierzęcych, za pomocą elektroskopu.

Rysunek 1. AA asortyment baterii z 1 nominalnym napięciem.5 V, szeroko stosowane na małych urządzeniach, takich jak radiotelefony, kamery, latarki i zabawki. Źródło: Pixabay.

Jednak Volta nie znalazła tego, czego szukał w materiałach ekologicznych i ostatecznie przekonał, że ładunki elektryczne były w pewnym sensie w metalach, z którymi grał w kotwicach Rana.

Rysunek 2. Alessandro Volta Portret. Źródło: Wikimedia Commons.

Volta zdała sobie również sprawę, że dwa różne metale wytwarzają różnicę potencjałową i że niektóre kombinacje były lepsze niż inne. W ten sposób zbudował pierwszą baterię: filcowe prześcieradła zwilżone w roztworze soli fizjologicznej między dwoma srebrnymi i cynkowymi elektrodami. Ułożył kilka z tych warstw i dlatego był w stanie wytworzyć stabilny prąd elektryczny.

[TOC]

Koncepcja i formuły

W 1874 r. Volt, wraz z Ohmio, został przyjęty jako jednostki odpowiednio dla napięcia i oporu, przez komisję British Association for Advancement of Science (BAAS) utworzony przez znanych naukowców na całym świecie.

Może ci służyć: Twierdzenie Bernoulli

W tym czasie nazywano je „jednostkami praktycznymi”, a dziś są częścią międzynarodowego systemu jednostek lub jeśli.

W większości literatury różnica potencjałów jest zdefiniowana jako Energia na jednostkę obciążenia. Rzeczywiście, jeśli masz ładunek elektryczny na środku pola elektrycznego wytwarzanego przez inny ładunek, konieczne jest wykonanie zadania, aby przejść z jednego miejsca do drugiego.

Wykonane prace są przechowywane w konfiguracji obciążenia jako zmiana energii potencjalnej elektrycznej, którą wywołamy ∆U. Symbol ∆ wskazuje tę zmianę lub różnicę, ponieważ ∆U = LUB_finał - LUB_Niceial.

W ten sposób różnica potencjałów między dwoma punktami ∆V, jest definiowany jako:

∆V = ∆U/Q

Ponieważ energia ma jednostki Joule (J), a obciążenie jest dostarczane w Coulomb (C), napięcie 1 wolta (v) jest równoważne 1 dżul/kulomb:

1 V = 1 J/C 

Zatem 1 wolt jest równoważny różnicy potencjałowej, wykonując pracę 1 dżur dla każdego kulombowca.

Alternatywna definicja Volt

Innym sposobem zdefiniowania woltów jest łączenie prądu elektrycznego i zasilania. W ten sposób 1 wolt (v) to różnica potencjałów między dwoma punktami drutu, przez które krąży prąd 1 ampere (a), jeśli moc duszności wynosi 1 wat (w). Dlatego:

1 v=1 w/a

Ta definicja jest ważna, ponieważ interweniuje intensywność prądu elektrycznego, który jest jedną z podstawowych wielkości fizyki. Dlatego amper należy do grupy siedmiu podstawowych jednostek:

Metro, kilogram, drugi, Ampere, Kelvin, Mol, Candela

Możliwe jest porównanie, że obie definicje są równoważne, wiedząc, że 1 wat to 1 joule/sekunda i 1 amperio to 1 kulomb/sekunda, stąd:

Może ci służyć: kompresja: koncepcja i formuły, obliczenia, przykłady, ćwiczenia

1 W/a = 1 (J/s)/(c/s)

Te ostatnie są anulowane, a J/C pozostaje, co odpowiada 1 Newtonowi . Metro/Coulomb. Dlatego 1 wolt jest również wyrażany jako:

1 V = 1 N.m/c

Prawo Ohma

W przypadku niektórych materiałów spełnia się liniowa zależność między napięciem (v), prądem (i) i opornością elektryczną (r) materiału znanego jako prawo OHM, które jest znane jako Ohm Law Law. Zatem:

V = i.R

Ponieważ jednostki do rezystancji elektrycznej są omem (ω), okazuje się, że 1 v = 1 a.Ω

Równoważniki

Do pomiaru napięć, multimetru lub Próbnik i oscyloskop. Pierwsza oferuje bezpośrednią miarę napięcia, a drugi ma ekran do wyświetlania kształtu sygnału, oprócz jego wartości.

Rysunek 3. Cyfrowy multimetr używany do pomiaru różnych wielkości elektrycznych. Źródło: Pixabay.

Często jest znaleźć znacznie większe lub niższe wartości niż Volt, dlatego przydatne jest posiadanie równoważności między mnożnikami i podmiotami:

-1 Kilowolt (kv) = 1000 v

-1 Milivoltio (mv) = 10^-3  V

-1 mikrowolt (μV) = 10^-6 V

Przykłady

Napięcia w biologii

W sercu znajduje się obszar zwany węzłem zatokowym, który zachowuje się jak bateria podczas generowania impulsów elektrycznych, które stymulują bicie serca.

Ich wykres jest uzyskiwany przez elektrokardiogram, który oferuje wartości cyklu serca: czas trwania i amplituda. Dzięki temu anomalie można wykryć podczas funkcjonowania serca.

Typowe wartości potencjału błony, wewnątrz serca, wynoszą od 70–90 mV, podczas gdy elektrokardiograf jest w stanie rejestrować napięcia rzędu 1 mV.

Może ci służyć: ciała niebieskie Rysunek 4. Elektrokardiogram rejestruje aktywność elektryczną serca. Źródło: Pixabay.

Układ nerwowy działa również przez impulsy elektryczne. W nerwach ludzi można zmierzyć napięcia około 70 mV.

Napięcia na Ziemi

Ziemia ma własne pole elektryczne skierowane na planetę, dlatego wiadomo, że jest ona naładowana ujemnie. Między powierzchnią a górnymi warstwami atmosfery istnieją pola, których wielkość zmienia się między 66-150 N/C, a potencjalne różnice do 100 kV można ustalić.

Z drugiej strony prądy naturalne, które płyną w podglemie, pozwalają scharakteryzować ziemię poprzez zastosowanie metod elektrycznych w geofizyce. Test składa się z wkładania elektrod do pola, dwóch dla napięcia i dwóch dla prądu i pomiaru odpowiednich wielkości.

Zmieniając się na różne sposoby konfiguracji elektrod, możliwe jest określenie rezystywności ziemi, właściwość wskazująca, jak łatwy lub trudny prąd może przepływać do danego materiału. W zależności od uzyskanych wartości można wywnioskować istnienie anomalii elektrycznej, co może wskazywać na istnienie niektórych minerałów w podwoziu.

Napięcia na urządzeniach powszechnych

-Domowa sieć żywności (napięcie alternatywne): 110 V w Ameryce i 220 w Europie.

-Błędy w samochodzie: 15 kV

-Bateria samochodowa: 12 V

-Sucha bateria do zabawek i latarki: 1.5 v

-Napięcie w baterii smartfon: 3.7 v.

Bibliografia

1. Międzynarodowa komisja elektrotechniczna IEC. Tło historyczne. Odzyskany z: IEC.Ch.
2. Grieme-Kee, s. 2016. Metody elektryczne. Odzyskane z: geovirtual2.Cl.
3. Kirkpatrick, L. 2007. Fizyka: spojrzenie na świat. 6^ta Skrócone wydanie. Cengage Learning.
4. Knight, r.  2017. Fizyka dla naukowców i inżynierii: podejście strategiczne.
5. FAMICS FACTBOOK. Pole elektryczne na Ziemi. Odzyskane z: Hypertextbook.com.
6. Wikipedia. Elektrokardiogram. Odzyskane z: jest.Wikipedia.org.
7. Wikipedia. Wielkość fizyczna. Odzyskane z: jest.Wikipedia.org.