ВОЛТ ИЛИ ВОЛТ: КОНЦЕПТ И ФОРМУЛЕ, ЕКВИВАЛЕНЦИЈЕ, ПРИМЕРИ - ФИЗИЧКИ - 2025

Волти или волта је јединица која се користи у Међународном систему јединица СИ изразити напон и електрични потенцијал, један од главних магнитуда електричне енергије. Напон чини посао потребан за покретање електричних набоја и тиме ствара струју. Електрична струја, која путује кроз проводнике, способна је да покрене моторе, преноси информације, осветљује улице и куће и још много тога.

Назив волт као јединица изабран је у част Алессандра Волта (1745-1827), италијанског физичара и хемичара, који је око 1800. изумио електричну батерију. Тада је анатомиста Луиги Галвани потврдио да жабље ноге могу бити уговор применом електричне енергије. Волта је, свесна ових резултата, такође почела да тражи електричне набоје у животињским ткивима, користећи електроскоп.

Слика 1. Асортиман АА батерија номиналног напона од 1,5 В, који се широко користе у малим уређајима, као што су радио, камере, батеријске лампе и играчке. Извор: Пикабаи.

Међутим, Волта није пронашао оно што је тражио од органских материјала и коначно је био уверен да су електрични набоји некако у металима којима је додирнуо жабље ноге.

Слика 2. Портрет Алессандра Волта. Извор: Викимедиа Цоммонс.

Волта је такође схватила да два различита метала стварају потенцијалну разлику и да су неке комбинације боље од других. Тако је изградио прву батерију: листови филца натопљени у физиолошком раствору између две електроде сребра и цинка. Накупио је неколико ових слојева и на тај начин успео да произведе стабилну електричну струју.

Концепт и формуле

Године 1874. волта је, заједно са охмом, усвојена као јединице за напон и отпор, од стране комисије Британског удружења за унапређење науке (БААС) коју чине угледни научници из целог света.

У то време су их називали „практичне јединице“, а данас су део Међународног система јединица или СИ.

У већини литературе се разлика потенцијала дефинише као енергија по јединици набоја. Заиста, ако имате електрични набој усред електричног поља произведеног другим набојем, морате да обавите посао како би се они премештали са једног места на друго.

Обављени посао је смештен у конфигурацији набоја као промена њихове електричне потенцијалне енергије, коју ћемо назвати ∆У. Симбол ∆ означава ову промену или разлику, јер је ∆У = _{финална} У - _{почетна иницијална} .

На овај начин се потенцијална разлика између две тачке ∆В дефинише као:

Пошто енергија има јединице јоуле (Ј), а набој долази у цоуломб (Ц), напон од 1 волт (В) једнак је 1 јоуле / цоуломб:

Дакле, 1 волт се изједначава са потенцијалном разликом радећи 1 јоуле за сваки цоуломб.

Алтернативна дефиниција волта

Други начин за дефинисање волта је повезивањем електричне струје и снаге. На овај начин, 1 волт (В) је разлика потенцијала између две тачке жице кроз коју пролази струја од 1 ампера (А) ако расирена снага износи 1 ват (В). Тако:

Ова дефиниција је важна јер укључује интензитет електричне струје, што је једна од основних величина физике. Стога ампер припада групи од седам основних јединица:

Могуће је проверити да ли су обе дефиниције једнаке, знајући да је 1 ват 1 јоуле / секунда, а 1 ампера 1 цоуломб / сецонд, дакле:

Секунде се отказују и Ј / Ц остаје, што је еквивалентно 1 невтону. метар / куб. Стога се 1 волт такође изражава као:

Охмов закон

За неке материјале је испуњен линеарни однос између напона (В), струје (И) и електричног отпора (Р) неког материјала, што је познато под називом Охмов закон. Тако:

Пошто су јединице за електрични отпор охми (Ω), испада да је 1 В = 1 А.Ω

Еквиваленције

За мерење напона углавном се користе мултиметар или тестер и осцилоскоп. Први нуди директно мерење напона, а други има екран за приказ облика сигнала, као и његове вредности.

Слика 3. Дигитални мултиметар који се користи за мјерење различитих електричних величина. Извор: Пикабаи.

Уобичајено је да се пронађу вредности много веће или ниже од волта, стога је корисно имати еквиваленције између мултипла и субмултиплета:

-1 киловолт (кВ) = 1000 В

-1 миливолт (мВ) = 10 ^-3 В

-1 микроволт (μВ) = 10 ^-6 В

Примери

Напон у биологији

У срцу постоји подручје звано синусни чвор, које се понаша попут батерије стварајући електричне импулсе који подстичу рад срца.

Графикон истог се добија помоћу електрокардиограма, који нуди вредности срчаног циклуса: трајање и амплитуду. Захваљујући томе могу се открити абнормалности у раду срца.

Типичне вредности мембранског потенцијала, унутар срца, су између 70-90 мВ, док је електрокардиограф способан да региструје напоне од реда 1 мВ.

Слика 4. Електрокардиограм бележи електричну активност срца. Извор: Пикабаи.

Нервни систем такође делује помоћу електричних импулса. Напон од око 70 мВ може се мерити у живцима људи.

Напон на Земљи

Земља има своје електрично поље усмерено према унутрашњости планете, па се на тај начин зна да је негативно наелектрисано. Између површинског и горњег слоја атмосфере налазе се поља чија магнитуда варира између 66-150 Н / Ц, а могу се утврдити разлике до 100 кВ.

С друге стране, природне струје које теку у подземљу омогућавају карактерисање терена коришћењем електричних метода у геофизици. Тест се састоји од уметања електрода у поље, две за напон и две за струју и мерења одговарајућих величина.

Промјеном конфигурације електрода на различите начине, могуће је одредити отпорност тла, својство које указује на то колико лако или тешко струја може тећи у датом материјалу. Овисно о добијеним вриједностима, може се закључити о постојању електричне аномалије, што може указивати на постојање одређених минерала у подземљу.

Напон у уређајима који се често користе

- Кућна електроенергетска мрежа (наизменични напон): 110 В у Америци и 220 у Европи.

-Паркус у аутомобилу: 15 кВ

-Аутомобилска батерија: 12В

-Сува батерија за играчке и лампице: 1,5 В

-Напон у батерији паметног телефона: 3,7 В.

Референце

1. Међународна електротехничка комисија ИЕЦ. Историјска позадина. Опоравак од: иец.цх.
2. Грием-Кее, С. 2016. Електричне методе. Опоравак од: геовиртуал2.цл.
3. Киркпатрицк, Л. 2007. Физика: поглед на свет. 6 ^та Уређивање скраћено. Ценгаге Леарнинг.
4. Книгхт, Р. 2017. Физика за научнике и инжењерство: стратешки приступ.
5. Тхе Пхисицс Фацтбоок. Електрично поље на Земљи. Опоравак од: хипертектбоок.цом.
6. Википедиа. Електрокардиограм. Опоравак од: ес.википедиа.орг.
7. Википедиа. Физичка величина. Опоравак од: ес.википедиа.орг.