Перегляд вихідного коду сторінки Вольт

{{Otheruses|Вольт (значення)}}
{{Infobox unit
| name = Вольт
| image = NISTvoltChip.jpg
| caption = Матриця з [[Ефект Джозефсона|джозефсонівських контактів]], створена [[Національний інститут стандартів і технології|NIST]] для відтворення стандартного вольта
| standard = [[Похідні одиниці SI]]
| quantity = [[Електрична напруга|електричної напруги]]
| symbol = В
| symbol2 = V
| units1 = [[Основні одиниці SI|основних одиницях SI]]
| inunits1 = [[кілограм|кг]]·[[метр|м]]<sup>2</sup>·[[секунда|с]]<sup>−3</sup>·[[ампер|А]]<sup>−1</sup>
}}
'''Во́льт''' ('''В''', '''V''')&nbsp;— [[одиниця вимірювання]] [[Електрична напруга|електричної напруги]], [[електрорушійна сила|електрорушійної сили]] та [[різниця потенціалів|різниці потенціалів]] в [[Міжнародна система одиниць (SI)|системі SI]].

Один вольт дорівнює електричній напрузі, яка виникає в електричному колі з [[постійний струм|постійним струмом]] силою один [[ампер]] при [[потужність|потужності]] один [[ват]]. Також один вольт дорівнює потенціалу точки електричного поля, в якої [[електричний заряд]] в один [[Кулон (одиниця)|кулон]] має [[потенціальна енергія|потенціальну енергію]] один [[джоуль]].

: В = [[Ват|Вт]]·[[Ампер|А]]<sup>−1</sup> = м²·кг·с<sup>−3</sup>·А<sup>−1</sup> = [[Джоуль|Дж]]·[[Кулон (одиниця)|Кл]]<sup>−1</sup>.

Одиниця названа на честь італійського фізика і фізіолога [[Алессандро Вольта]].

== Визначення ==
Один вольт визначено як різницю електричних потенціалів між двома точками [[провідник]]а, коли [[електричний струм]] силою 1&nbsp;[[Ампер|А]] розсіює між цими точками [[потужність]] 1 [[Ват|Вт]].<ref>[https://www.bipm.org/documents/20126/41483022/si-brochure-9-App1-EN.pdf BIPM SI Brochure: Appendix 1] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20220227145519/https://www.bipm.org/documents/20126/41483022/si-brochure-9-App1-EN.pdf|date=27 лютого 2022}}, p. 144.</ref> В основних одиницях [[Міжнародна система одиниць (SI)|SI]] ([[Метр|м]], [[Кілограм|кг]], [[Секунда|с]] і [[Ампер|А]]) це можна виразити, як

: <math alt="volt equals kilogram times meter squared per ampere per second cubed">
\text{В} = \frac{\text{потужність}}{\text{сила струму}} = \frac{\text{N}}{\text{I}} = \frac{\text{кг}{\cdot}\text{м}^2{\cdot}\text{с}^{-3}}{\text{А}} = \text{кг}{\cdot}\text{м}^2{\cdot}\text{с}^{-3}{\cdot}{\text{А}^{-1}}.</math>

Рівнозначно, це різниця потенціалів між двома точками, яка заряду 1 [[Кулон (одиниця)|Кл]], який проходить між ними, надає [[Енергія|енергію]] 1 [[Джоуль|Дж]]. В основних одиницях SI це можна виразити, як

: <math alt="volt equals kilogram times meter squared per ampere per second cubed">
\text{В} = \frac{\text{потенціальна енергія}}{\text{заряд}} = \frac{\text{Дж}}{\text{Кл}} = \frac{\text{кг}{\cdot}\text{м}^2{\cdot}\text{с}^{-2}}{\text{А}{\cdot}\text{с}} = \text{кг}{\cdot}\text{м}^2{\cdot}\text{с}^{-3}{\cdot}{\text{А}^{-1}}.</math>

Також вольт можна виразити як: ампер, помножений на [[ом]] (сила струму, помножена на опір, [[закон Ома]]); [[Вебер (одиниця вимірювання)|вебери]] на секунду (магнітний потік на час); ват на ампер (потужність на силу струму); джоуль на кулон (енергія на заряд), що еквівалентно [[електронвольт]]у на [[Елементарний електричний заряд|елементарний заряд]]:

: <math alt="volt equals ampere times ohm, watt per ampere, and joules per coulomb">
\text{В} = \text{А}{\cdot}\text{Ом} = \frac{\text{Вб}}{\text{с}} = \frac{\text{Вт}}{\text{А}} = \frac{\text{Дж}}{\text{Кл}} = \frac{\text{еВ}}{e}.</math>

The volt is named after Алессандро Вольта- Я не знаю. Як і з кожнимСІодиниця, названа на честь людини, її символ починається зверхні буквиЛітра V, але якщо вона написана в повній мірі, вона відповідає правилам капіталізаціїспільне ім'я; тобто, вольтСтає капіталізовано на початку речення і в титулах, але в іншому випадку є в малому букві.

=== Визначення за переходом Джозефсона ===
Історично «{{Нп|Стандартні електричні одиниці вимірювання|стандартний|en|Conventional electrical unit}}» вольт, ''V''<sub>90</sub>, визначений 1987 року 18-ою [[Генеральна конференція мір і ваг|Генеральною конференцією з мір і ваг]]<ref name="cgpm-18">{{Cite web|url=https://www.bipm.org/documents/20126/33145736/CGPM18.pdf/f461df63-75c1-c14d-e6b7-69867b79382f|title=Resolutions of the CGPM: 18th meeting (12–15 October 1987)|archive-url=https://web.archive.org/web/20220227150143/https://www.bipm.org/documents/20126/33145736/CGPM18.pdf/f461df63-75c1-c14d-e6b7-69867b79382f|archive-date=27 лютого 2022|url-status=live|access-date=27 лютого 2022}}</ref> і використовуваний від 1990 до 2019 року, був реалізований на основі [[Ефект Джозефсона|ефекту Джозефсона]], для точного перетворення частоти в напругу, в поєднанні із {{Нп|Цезієвий стандарт|цезієвим стандартом частоти|en|Caesium standard}}. Хоча ефект Джозефсона все ще використовують для визначення вольта, використовувана стала дещо змінилася.

У визначенні вольта використовували для [[Квант магнітного потоку|сталої Джозефсона]] ''K<sub>J</sub>'' = 2''e''/''h'' (де ''e''&nbsp;— [[Елементарний електричний заряд|елементарний заряд]], а ''h''&nbsp;— стала [[Стала Планка|Планка]]) «стандартне» значення K<sub>J</sub><sub>−90</sub> = {{Val|0.4835979}}&nbsp;ГГц/мкВ. Внаслідок [[Зміни визначень основних одиниць (SI)|перегляду SI 2019 року]] станом на 2019 рік стала Джозефсона мала точне значення {{Math|''K''<sub>J</sub>}}&nbsp;= {{Val|483597.84841698}}.

Цей стандарт зазвичай реалізують за допомогою масиву послідовно з'єднаних кількох тисяч або десятків тисяч {{Нп|Електричний перехід|переходів|en|Electrical junction}}, збуджених мікрохвильовими сигналами частотою від 10 до 80&nbsp;ГГц (залежно від конструкції масиву).<ref name="ieee-josephson">{{Citation|title=1 Volt DC Programmable Josephson Voltage Standard|first=Charles J.|last=Burroughs|first2=Samuel P.|last2=Bent|first3=Todd E.|last3=Harvey|first4=Clark A.|last4=Hamilton|journal=IEEE Transactions on Applied Superconductivity|date=1 червня 1999|volume=9|number=3|pages=4145–4149|issn=1051-8223|publisher=[[Institute of Electrical and Electronics Engineers]] (IEEE)|doi=10.1109/77.783938|bibcode=1999ITAS....9.4145B|url=https://zenodo.org/record/1232191}}</ref> Низка експериментів показали, що метод не залежить від конструкції пристрою, матеріалу, налаштування приладів тощо, і для практичної реалізації не потрібні коригування.<ref>{{Citation|title=Current status of the quantum metrology triangle|first=Mark W.|last=Keller|url=http://qdev.boulder.nist.gov/817.03/pubs/downloads/set/Metrologia%2045,%20102.pdf|journal=Metrologia|volume=45|number=1|pages=102–109|date=18 січня 2008|issn=0026-1394|doi=10.1088/0026-1394/45/1/014|quote=Theoretically, there are no current predictions for any correction terms. Empirically, several experiments have shown that ''K''<sub>J</sub> and ''R''<sub>K</sub> are independent of device design, material, measurement setup, etc. This demonstration of universality is consistent with the exactness of the relations, but does not prove it outright.|bibcode=2008Metro..45..102K|access-date=11 квітня 2010|archiveurl=https://web.archive.org/web/20100527094953/http://qdev.boulder.nist.gov/817.03/pubs/downloads/set/Metrologia%2045,%20102.pdf|archivedate=27 May 2010|url-status=dead}}</ref>

== Аналогія з потоком води ==
В ''[[Аналогія електрогідродинамічна|аналогії з потоком води]]'', яку іноді використовують для пояснення процесів у електричних колах, порівнюючи їх із заповненими водою трубами, [[Електрична напруга|напруга]] (різниця електричного потенціалу) порівнюється з різницею тисків води, тоді як [[Електричний струм|струм]] пропорційний кількості води, що тече. [[Резистор]] відповідає зменшеному діаметру десь у трубопроводі, що чинить опір потоку.

Співвідношення між напругою та струмом визначається (в омічних пристроях, таких як резистори) [[Закон Ома|законом Ома]]. Закон Ома аналогічний [[Закон Пуазейля|рівнянню Гаґена&nbsp;— Пуазейля]], оскільки обидва є лінійними моделями, що пов'язують [[Потік векторного поля|потік]] і [[Потенціал (фізика)|потенціал]] у відповідних системах.

== Типові напруги ==
[[Файл:Electronic_multi_meter.jpg|міні| Для вимірювання напруги між двома точками можна скористатися [[мультиметр]]ом]]
[[Файл:BateriaR14.jpg|міні| Гальванічні елементи на 1,5&nbsp;В]]
Напруга, яку виробляє кожен [[електрохімічний елемент]] [[Батарея (електрика)|батареї,]] визначається хімічним складом цього елемента. Елементи можна з'єднувати послідовно для отримання кратної напруги або додавати схеми для регулювання напруги до іншого рівня. Механічні генератори зазвичай можна сконструювати для будь-якої напруги (в певних межах).

Номінальні напруги поширених джерел:

* [[Мембранний потенціал спокою|Потенціал спокою]] [[Нейрон|нервової клітини]]: ~&nbsp;75&nbsp;мВ
* Одноелементний [[Нікель-метал-гідридний акумулятор|нікель-метал-гідридний (NiMH)]]<ref>{{Cite book
|title=The Art of Electronics
|last=Horowitz
|first=Paul
|last2=Winfield
|first2=Hill
|date=2015
|publisher=Cambridge Univ. Press
|edition=3.
|location=Cambridge [u.a.]
|page=689
|isbn=978-0-521-809269
}}</ref> або [[Нікель-кадмієвий акумулятор|нікель-кадмієвий (NiCd)]] акумулятор: 1.2&nbsp;В
* Неперезаряджуваний гальванічний елемент (наприклад, [[Батарея (електрика)|елементи AAA, AA, C і D]]): [[Лужний гальванічний елемент|лужний]] : 1,5&nbsp;В;<ref>{{Cite web|url=http://www.ti.com/lit/an/slva194/slva194.pdf|title=Single-cell Battery Discharge Characteristics Using the TPS61070 Boost Converter|last=SK Loo|last2=Keith Keller|date=Aug 2004|publisher=Texas Instruments|archive-url=https://web.archive.org/web/20231015141242/https://www.ti.com/lit/an/slva194/slva194.pdf|archive-date=15 жовтня 2023|url-status=live}}</ref> [[Вугільно-цинковий гальванічний елемент|вугільно-цинковий]]: 1,56&nbsp;В (свіжий і невикористаний)
* {{Нп|Логічний рівень|Логічні рівні напруги|en|Logic level}}: 1,2&nbsp;В, 1,5&nbsp;В, 1,8&nbsp;В, 2,5&nbsp;В, 3,3&nbsp;В, 5,0&nbsp;В
* [[Літій-залізо-фосфатний акумулятор|Літій-залізо-фосфатний акумулятор (LiFePO<sub>4</sub>)]]: 3,3&nbsp;В
* [[Літій-полімерний акумулятор|Літій-полімерна]] акумуляторна батарея на основі [[кобальт]]у: 3,75&nbsp;V (див. {{Нп|Порівняння комерційних типів акумуляторів|3=en|4=Comparison of commercial battery types}})
* Блок живлення [[Транзисторно-транзисторна логіка|транзисторно-транзисторної логіки]]/[[КМОН|CMOS]] (TTL): 5&nbsp;В
* [[USB]]: 5&nbsp;В
* [[Батарейка «Крона»|Батарея «Крона»]]: 9&nbsp;В
* [[Автомобільний акумулятор|Автомобільні акумуляторні]] системи використовують елементи з 2,1&nbsp;В на елемент; батарея «на 12&nbsp;В» має шість елементів, з'єднаних послідовно, що виробляють 12,6&nbsp;В; батарея «на 24&nbsp;В» складається з 12 елементів, з'єднаних послідовно, які виробляють 25,2&nbsp;В. Деякі колишні транспортні засоби використовують 3-елементні батареї «на 6&nbsp;В», які дають 6,3&nbsp;В.
* [[Побутова електрична мережа]] змінного струму:
** 100&nbsp;В у Японії
** 120&nbsp;В у Північній Америці
** 230&nbsp;В у Європі, Азії, Африці та Австралії
* [[Контактна рейка]] [[метрополітен]]у: 600—750&nbsp;В (див. {{Нп|Список систем електрифікації залізниць|3=en|4=List of railway electrification systems}})
* Повітряні лінії електропередач швидкісних поїздів: 25&nbsp;кВ при 50&nbsp;Гц, але див. варіанти у статтях {{Нп|Список систем електрифікації залізниць|3=en|4=List of railway electrification systems}} і {{Нп|Залізнична мережа змінної напруги 25 кВ|25 кВ при 50 Гц|en|25 kV AC railway electrification}}.
* Високовольтні лінії [[Передавання електроенергії|електропередачі]]: 110&nbsp;кВ і вище (рекорд&nbsp;— 1,15&nbsp;МВ; найвища діюча напруга 1,10&nbsp;МВ<ref>{{Cite web|url=https://www.bloomberg.com/news/articles/2019-01-02/world-s-biggest-ultra-high-voltage-line-powers-up-across-china|title=World's Biggest Ultra-High Voltage Line Powers Up Across China|date=1 січня 2019|website=Bloomberg|url-access=subscription|access-date=7 січня 2020}}</ref>)
* [[Блискавка]]: максимум близько 150&nbsp;МВ.<ref>{{Cite web|url=https://www.riskva.com/fff/lightning_062613.html|title=Lightning – High-Voltage Nature|last=Paul H. Risk|date=26 червня 2013|website=RiskVA|archive-url=https://web.archive.org/web/20210423220123/https://www.riskva.com/fff/lightning_062613.html|archive-date=23 квітня 2021|url-status=live|access-date=23 квітня 2021}}</ref>

== Історична довідка ==
[[Файл:Alessandro_Volta.jpeg|ліворуч|міні| [[Алессандро Вольта]]]]
[[Файл:PSM_V85_D521_Group_photograph_of_herman_helmholtz_and_academic_friends.png|міні| Групова фотографія [[Герман фон Гельмгольц|Германа Гельмгольца]], його дружини (сидять) і друзів-науковців {{Нп|Гуго Кронекер|Гуго Кронекера|en|Hugo Kronecker}} (ліворуч), {{Нп|Томас Корвін Менденголл|Томаса Корвіна Менденголла|en|Thomas Corwin Mendenhall}} (праворуч), {{Нп|Генрі Віллард|Генрі Вілларда|en|Henry Villard}} (у центрі) під час Міжнародного електротехнічного конгресу]]
У 1800 році в результаті професійних розбіжностей щодо гальванічного ефекту в дискусії з [[Луїджі Гальвані]], [[Алессандро Вольта]] розробив попередника електричної батареї, так званий вольтів стовп, як джерело постійного електричного струму. Вольта визначив, що найефективнішою [[Гальванічна пара|парою]] різнорідних металів для виробництва електрики є цинк і срібло. У 1861 році {{не перекладено|Латімер Кларк|||Josiah Latimer Clark}} і {{не перекладено|Чарльз Брайт|||Charles Tilston Bright}} використали назву «вольт» для одиниці опору<ref>''Latimer Clark'' and ''Sir Charles Bright'' (1861) [https://www.biodiversitylibrary.org/item/93052#page/483/mode/1up On the formation of standards of electrical quantity and resistance].&nbsp;— ''Report of the Thirty-first Meeting of the British Association for the Advancement of Science'' (Manchester, England: September 1861), section: Mathematics and Physics, pp. 37-38.</ref><ref>''Latimer Clark'' and ''Sir Charles Bright'' (November 9, 1861) [https://babel.hathitrust.org/cgi/pt?id=nyp.33433090837166;view=1up;seq=15 Measurement of electrical quantities and resistance] // ''The Electrician'', '''1''' (1) : 3–4.</ref>.

Одиницю вимірювання «вольт» уперше введено в 1861 році на 1-му Міжнародному конгресі електриків (тепер&nbsp;— [[Міжнародна електротехнічна комісія]]) як практичну одиницю ЕРС, що дорівнює 10<sup>8</sup> одиницям системи одиниць СГС. Її введення було пов'язане з поточними потребами інженерної фізики. У 1873 році Британська асоціація сприяння розвитку науки визначила вольт, [[ом]] і [[Фарад (одиниця вимірювання)|фарад]]<ref>''Sir W. Thomson, et al.'' (1873) [https://www.biodiversitylibrary.org/page/29853513#page/324/mode/1up First report of the Committee for the Selection and Nomenclature of Dynamical and Electrical Units] // ''Report of the 43rd Meeting of the British Association for the Advancement of Science'' (Bradford, September 1873), pp. 222—225. From p. 223: "The "ohm, « as represented by the original standard coil, is approximately 10<sup>9</sup> C.G.S. units of resistance ; the „volt“ is approximately 10<sup>8</sup> C.G.S. units of electromotive force ; and the „farad“ is approximately 1/10<sup>9</sup> of the C.G.S. unit of capacity.»</ref>. З 1893 до 1948 року у використанні був міжнародний вольт, що дорівнює напрузі або ЕРС, які у провіднику з опором 1 ом (міжнародний) виробляє струм 1 ампер (міжнародний). Точна величина міжнародного вольта встановлювалась еталоном&nbsp;— групою [[Нормальний елемент|нормальних елементів]] Вестона. У [[Міжнародна система одиниць (SI)|Міжнародну систему одиниць (SI)]] вольт уведено рішенням XI-ї [[Генеральна конференція мір і ваг|Генеральної конференції мір і ваг]] у 1960 році одночасно з прийняттям системи SI в цілому<ref>[http://www.bipm.org/en/CGPM/db/11/12/ Resolution 12 of the 11th meeting of the CGPM (1960)] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20120728105135/http://www.bipm.org/en/CGPM/db/11/12/ |date=2012-07-28 }}{{ref-en}} на сайті [[Міжнародний комітет мір і ваг|Міжнародного бюро мір і ваги]]</ref>.

До 1990 року 1 вольт визначався через одиницю [[Енергія|енергії]] [[джоуль]] і одиницю [[Електричний заряд|заряду]] [[Кулон (одиниця)|кулон]].

20 травня 2019 року набули чинності [[Зміни визначень основних одиниць (SI)|Зміни визначень основних одиниць SI]], включно з визначенням величини [[Елементарний електричний заряд|елементарного заряду]].<ref name="draft-resolution-A">{{Citation|title=Draft Resolution A "On the revision of the International System of units (SI)" to be submitted to the CGPM at its 26th meeting (2018)|url=https://www.bipm.org/utils/en/pdf/CGPM/Draft-Resolution-A-EN.pdf|access-date=2 листопада 2018|archivedate=29 April 2018|archiveurl=https://web.archive.org/web/20180429025229/https://www.bipm.org/utils/en/pdf/CGPM/Draft-Resolution-A-EN.pdf|url-status=dead}}</ref>

== Кратні та частинні одиниці ==

{{Одиниці з префіксами|вольт|В|V}}

== Див. також ==
* [[Електронвольт]]
* [[Вольтметр]]

== Примітки ==
{{reflist}}

== Література ==
* ''Біленко І. І.'' Фізичний словник.&nbsp;— К.: Вища школа, Головне видав. 1979.

{{Бібліоінформація}}
{{Одиниці SI}}
{{Електротехніка}}

[[Категорія:Похідні одиниці SI]]
[[Категорія:Одиниці вимірювання в електродинаміці]]
[[Категорія:Електростатика]]