โวลต์

หนึ่งโวลต์จะถูกกำหนดเป็นศักย์ไฟฟ้าระหว่างจุดสองจุดของสายการดำเนินการเมื่อมีกระแสไฟฟ้าของหนึ่งแอมแปร์ว้าวุ่นหนึ่งวัตต์ของพลังงานระหว่างจุดเหล่านั้น ^[2]เท่ากันมันเป็นความแตกต่างที่อาจเกิดขึ้นระหว่างสองจุดที่จะบอกหนึ่งจูลของพลังงานต่อคูลอมบ์ค่าใช้จ่ายที่ผ่านมัน สามารถแสดงเป็นหน่วยฐาน SI ( m , kg , sและA ) ได้ดังนี้

${\displaystyle {\text{V}}={\frac {\text{potential energy}}{\text{charge}}}={\frac {\text{J}}{\text{C}}}= {\frac {{\text{kg}}{\cdot }{\text{m}}^{2}}{{\text{A}}{\cdot }{\text{s}}^{3} }}.}$

นอกจากนี้ยังสามารถแสดงเป็นแอมแปร์คูณโอห์ม (ความต้านทานปัจจุบันคูณกฎของโอห์ม ) เวเบอร์ต่อวินาที (ฟลักซ์แม่เหล็กต่อครั้ง) วัตต์ต่อแอมแปร์ (กำลังต่อหน่วยกระแส คำจำกัดความของกำลังไฟฟ้า) หรือจูลต่อคูลอมบ์ (พลังงานต่อ ประจุต่อหน่วย) ซึ่งเทียบเท่ากับอิเล็กตรอนโวลต์ต่อประจุพื้นฐาน :

${\displaystyle {\text{V}}={\text{A}}{\cdot }\Omega ={\frac {\text{Wb}}{\text{s}}}={\frac {\text {W}}{\text{A}}}={\frac {\text{J}}{\text{C}}}={\frac {\text{eV}}{e}}.}$

คำนิยามทางแยกของโจเซฟสัน

"การชุมนุมโวลต์" V ₉₀ที่กำหนดไว้ในปี 1987 โดยที่ 18 ที่ประชุมใหญ่ว่าด้วยการชั่งตวง วัด ^[3]และในการใช้งานจากปี 1990 จะดำเนินการโดยใช้ผล Josephsonสำหรับที่แน่นอนแปลงความถี่ให้แรงดันรวมกับความถี่ซีเซียม มาตรฐาน .

สำหรับคง Josephson , K _J = 2 อี / เอช (ที่อีเป็นค่าใช้จ่ายในระดับประถมศึกษาและเอชเป็นค่าคงที่ของพลังค์ ) เป็น "ธรรมดา" ค่าK _J-90 = 0.4835979 GHz / μVถูกนำมาใช้เพื่อวัตถุประสงค์ในการกำหนดโวลต์ที่ . จากผลของการกำหนดนิยามใหม่ของหน่วยฐาน SIในปี 2019 ค่าคงที่โจเซฟสันถูกกำหนดใหม่ในปี 2019 เพื่อให้มีค่าที่แน่นอนของK _J =483 597 .848 416 98 ... GHz⋅V ^-1 , ^[4]ซึ่งแทนที่ค่าเดิมK J-90

โดยทั่วไปแล้ว มาตรฐานนี้จะรับรู้โดยใช้อาร์เรย์ที่เชื่อมต่อแบบอนุกรมที่มีจุดแยกหลายพันหรือหมื่นจุดตื่นเต้นด้วยสัญญาณไมโครเวฟระหว่าง 10 ถึง 80 GHz (ขึ้นอยู่กับการออกแบบอาร์เรย์) ^{[5] จาก}การทดลองเชิงประจักษ์ การทดลองหลายครั้งแสดงให้เห็นว่าวิธีการนี้ไม่ขึ้นกับการออกแบบอุปกรณ์ วัสดุ การตั้งค่าการวัด ฯลฯ และไม่จำเป็นต้องมีเงื่อนไขการแก้ไขในการใช้งานจริง ^[6]

ในการเปรียบเทียบการไหลของน้ำบางครั้งใช้เพื่ออธิบายวงจรไฟฟ้าโดยเปรียบเทียบกับท่อที่เติมน้ำแรงดัน (ความต่างศักย์ไฟฟ้า) เปรียบเสมือนความแตกต่างของแรงดันน้ำในขณะที่กระแสเป็นสัดส่วนกับปริมาณน้ำที่ไหล ต้านทานจะเป็นที่ไหนสักแห่งเส้นผ่าศูนย์กลางลดลงในท่อหรือสิ่งที่คล้ายกับความต้านทานหม้อน้ำเสนอขายจะไหล บางทีตัวเก็บประจุอาจเปรียบได้กับส่วนโค้งรูปตัว U ซึ่งระดับน้ำที่สูงขึ้นสามารถเก็บพลังงานและสร้างแรงดันได้

บางทีตัวเหนี่ยวนำอาจเปรียบได้กับอุปกรณ์ล้อช่วยแรง

ความสัมพันธ์ระหว่างแรงดันและกระแสที่ถูกกำหนด (ในอุปกรณ์เช่น ohmic ต้านทาน ) โดยกฎของโอห์ม กฎของโอห์มมีความคล้ายคลึงกับสมการฮาเกิน-พอยซูยล์ เนื่องจากทั้งคู่เป็นแบบจำลองเชิงเส้นที่เกี่ยวข้องกับฟลักซ์และศักย์ไฟฟ้าในระบบที่เกี่ยวข้องกัน

มัลติมิเตอร์สามารถนำมาใช้ในการวัดแรงดันไฟฟ้าระหว่างสองตำแหน่ง

แบตเตอรี่เซลล์ซี 1.5 V

แรงดันไฟฟ้าที่ผลิตโดยเซลล์ไฟฟ้าเคมีแต่ละเซลล์ในแบตเตอรี่ถูกกำหนดโดยคุณสมบัติทางเคมีของเซลล์นั้น (ดูเซลล์กัลวานิก § แรงดันเซลล์ ) เซลล์สามารถรวมกันเป็นอนุกรมเพื่อทวีคูณของแรงดันไฟฟ้านั้น หรือเพิ่มวงจรเพิ่มเติมเพื่อปรับแรงดันไฟฟ้าให้อยู่ในระดับที่แตกต่างกัน เครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบเครื่องกลสามารถสร้างขึ้นโดยใช้แรงดันไฟฟ้าใดก็ได้ในช่วงที่เป็นไปได้

แรงดันไฟฟ้าที่กำหนดของแหล่งที่คุ้นเคย:

• ศักยภาพในการพักของเซลล์ประสาท : ~75 mV ^[7]
• แบตเตอรี่NiMHแบบชาร์จไฟได้เซลล์เดียว^[8]หรือแบตเตอรี่NiCd : 1.2 V
• เซลล์เดียว ไม่สามารถชาร์จใหม่ได้ (เช่น เซลล์AAA, AA, C และ D ): แบตเตอรี่อัลคาไลน์ : 1.5 V; ^[9] แบตเตอรี่สังกะสีคาร์บอน : 1.56 V ถ้าสดและไม่ได้ใช้ un
• LiFePO 4แบตเตอรี่แบบชาร์จไฟได้: 3.3 V
• แบตเตอรี่ลิเธียมโพลิเมอร์แบบรีชาร์จที่ใช้โคบอลต์ได้: 3.75 V (ดูการเปรียบเทียบประเภทแบตเตอรี่เชิงพาณิชย์ )
• ลอจิกทรานซิสเตอร์-ทรานซิสเตอร์ / CMOS (TTL) แหล่งจ่ายไฟ: 5 V
• USB : 5 V DC
• แบตเตอรี่ PP3 : 9 V
• ระบบแบตเตอรี่รถยนต์ 2.1 โวลต์ต่อเซลล์; แบตเตอรี่ "12V" คือ 6 เซลล์หรือ 12.6V; แบตเตอรี่ "24V" คือ 12 เซลล์หรือ 25.2V รถโบราณบางคันใช้แบตเตอรี่ 3 เซลล์ "6V" หรือ 6.3 โวลต์
• ไฟฟ้ากระแสสลับในครัวเรือน: (ดูรายชื่อประเทศที่มีปลั๊กไฟหลัก แรงดันไฟฟ้า และความถี่ )
  • 100 V ในญี่ปุ่น
  • 120 V ในอเมริกาเหนือ
  • 230 V ในยุโรป เอเชีย แอฟริกา และออสเตรเลีย
• การรถไฟฟ้าขนส่งมวลชน รางที่สาม : 600-750 V (ดูรายการของระบบรถไฟกระแสไฟฟ้า )
• สายไฟเหนือศีรษะของรถไฟความเร็วสูง: 25 kV ที่ 50 Hzแต่ดูรายการระบบการจ่ายไฟฟ้าบนรางและ25 kV ที่ 60 Hzสำหรับข้อยกเว้น
• สายส่งกำลังไฟฟ้าแรงสูง : 110 kV ขึ้นไป (1.15 MV เป็นสถิติสูงสุดคือ 1.10 MV ^[10] )
• Lightning : สูงสุดประมาณ 150 MV ^[11]

อเลสซานโดรโวลตา

ภาพถ่ายหมู่ของ Hermann Helmholtzภรรยาของเขา (นั่ง) และเพื่อนนักวิชาการ Hugo Kronecker (ซ้าย), Thomas Corwin Mendenhall (ขวา), Henry Villard (กลาง) ระหว่างการประชุมทางไฟฟ้าระหว่างประเทศ

ใน 1800 เป็นผลมาจากความขัดแย้งที่เป็นมืออาชีพมากกว่าการตอบสนองไฟฟ้าสนับสนุนโดยLuigi Galvani , Alessandro Voltaพัฒนาที่เรียกว่ากองฟ้เป็นบรรพบุรุษของแบตเตอรี่ซึ่งผลิตไฟฟ้าอย่างต่อเนื่องในปัจจุบัน Volta ได้พิจารณาแล้วว่าคู่ที่มีประสิทธิภาพมากที่สุดของโลหะที่แตกต่างกันในการผลิตไฟฟ้าเป็นสังกะสีและสีเงิน ในปี 1861 Latimer Clarkและ Sir Charles Bright ได้สร้างชื่อ "โวลต์" สำหรับหน่วยความต้านทาน ^[12]โดย 2416 สมาคมอังกฤษเพื่อความก้าวหน้าของวิทยาศาสตร์ได้กำหนดโวลต์ โอห์ม และฟารัด ^[13]ในปี พ.ศ. 2424 การประชุมทางไฟฟ้าระหว่างประเทศ ซึ่งปัจจุบันเป็นคณะกรรมาธิการไฟฟ้าระหว่างประเทศ (IEC) ได้อนุมัติโวลต์เป็นหน่วยสำหรับแรงเคลื่อนไฟฟ้า ^[14]พวกเขาทำให้โวลต์เท่ากับ 10 ⁸ cgs หน่วยของแรงดันไฟฟ้า ระบบ cgs ในขณะนั้นเป็นระบบปกติของหน่วยในวิทยาศาสตร์ พวกเขาเลือกอัตราส่วนดังกล่าวเนื่องจากหน่วยแรงดันไฟฟ้า cgs มีขนาดเล็กไม่สะดวก และหนึ่งโวลต์ในคำจำกัดความนี้มีค่าประมาณ emf ของเซลล์ Daniellซึ่งเป็นแหล่งกำเนิดแรงดันไฟฟ้ามาตรฐานในระบบโทรเลขของวัน ^[15]ในขณะที่โวลต์ที่ถูกกำหนดให้เป็นความแตกต่างที่อาจเกิดขึ้น [คือสิ่งที่เรียกว่าปัจจุบัน "แรงดันไฟฟ้า (ความแตกต่าง)"] ทั่วตัวนำเมื่อปัจจุบันของหนึ่งแอมแปร์ว้าวุ่นหนึ่งวัตต์ของพลังงาน

ว่า "โวลต์ระหว่างประเทศ" ถูกกำหนดไว้ในปี 1893 เป็น 1 / 1.434 ของแรงดันไฟฟ้าของเซลล์คลาร์ก คำจำกัดความนี้ถูกยกเลิกในปี ค.ศ. 1908 เพื่อสนับสนุนคำจำกัดความตามโอห์มสากลและแอมแปร์สากล จนกระทั่ง "หน่วยที่ทำซ้ำได้" ทั้งชุดถูกยกเลิกในปี 2491 ^[16]

การกำหนดนิยามใหม่ของหน่วยฐาน SIรวมถึงการกำหนดมูลค่าของค่าใช้จ่ายเบื้องต้นมีผลบังคับใช้เมื่อวันที่ 20 พฤษภาคม 2019 ^[17]

• ประวัติหน่วยไฟฟ้า.