Вольт

Вольт (русское обозначение: В; международное: V) — в Международной системе единиц (СИ) единица измерения электрического потенциала, разности потенциалов, электрического напряжения и электродвижущей силы.

Названа в честь итальянского физика и физиолога Алессандро Вольта (1745—1827), который изобрёл первую электрическую гальваническую батарею — вольтов столб и опубликовал результаты своих экспериментов в 1800 году.

По определению разность потенциалов между двумя точками равна 1 вольту, если для перемещения заряда величиной 1 кулон из одной точки в другую над ним надо совершить работу величиной 1 джоуль. Вольт также равен электрическому напряжению, вызывающему в электрической цепи постоянный ток силой 1 ампер при мощности 1 ватт.

В соответствии с правилами СИ, касающимися производных единиц, названных по имени учёных, наименование единицы вольт пишется со строчной буквы, а её обозначение — с прописной. Такое написание обозначения сохраняется и в обозначениях производных единиц, образованных с использованием вольта. Например, обозначение единицы измерения напряжённости электрического поля «вольт на метр» записывается как В/м.

1 В = (1/300) единицы потенциала СГСЭ.

Определение 
Вольт может быть определён либо как электрическое напряжение на концах проводника, необходимое для выделения в нём теплоты мощностью в 1 ватт при силе протекающего через этот проводник постоянного тока в 1 ампер, либо как разность потенциалов между двумя точками электростатического поля, при прохождении которой над зарядом величиной 1 кулон совершается работа величиной 1 джоуль, либо как разность потенциалов на резисторе в 1 ом при протекании через него тока в 1 ампер. Выраженный через основные единицы системы СИ, один вольт равен м² · кг · с−3 · A−1.

Определение на основе эффекта Джозефсона 

С 1990 года вольт стандартизирован посредством измерения с использованием нестационарного эффекта Джозефсона, при котором для привязки к эталону используется константа Джозефсона, зафиксированная 18-й Генеральной конференцией по мерам и весам как

  0,4835979 ГГц/мкВ,

где  — элементарный заряд,  — постоянная Планка.

Этим методом величина вольта однозначно связывается с эталоном частоты, задаваемым цезиевыми часами: при облучении матрицы, состоящей из нескольких тысяч джозефсоновских переходов, микроволновым излучением на частотах от 10 ГГц до 80 ГГц, возникает вполне определённое электрическое напряжение, с помощью которого калибруются вольтметры. Эксперименты показали, что этот метод нечувствителен к конкретной реализации установки и не требует введения поправочных коэффициентов.

Шкала напряжений 
 Наилучшая разрешающая способность при сравнении напряжений постоянного тока составляет 10 аттовольт ().
 Наименьшее измеряемое постоянное напряжение серийно выпускаемым прибором — 20 пиковольт ().
 Чувствительность радиоприёмников связной аппаратуры при голосовой передаче — 1…1,5 мкВ (одни из самых слабых сигналов напряжения, массово применяемых в настоящее время).
 Выходное максимальное напряжение на обмотке магнитной головки кассетного магнитофона — 0,3 мВ.
 Разность потенциалов на мембране нейрона — 70 мВ.
 NiCd аккумулятор — 1,2 В.
 Щелочной элемент — 1,5 В.
 Литий-железо-фосфатный аккумулятор (LiFePO4) — 3,3 В.
 Зарядное устройство для мобильных телефонов — 5,0 В.
 Батарейка «Крона» — 9 В.
 Автомобильный аккумулятор — 12 В (для тяжёлых грузовиков — 24 В).
 Напряжение бытовой сети в России — 230 В (фаза — нейтраль), 400 В (межфазное).
 Напряжение в некоторых промышленных сетях — 400 В (трёхфазное), 400 В (однофазное), 690 В (трёхфазное).
 Напряжение в контактной сети трамвая, троллейбуса — 600 В (550 В) (постоянный ток).
 Напряжение контактного рельса в метрополитене — 825 В  (750 В) (постоянный ток).
 Электрифицированные железные дороги — 1,5 кВ, 3 кВ (контактная сеть постоянного тока), 10 кВ, 15 кВ, 25 кВ (контактная сеть переменного тока).
 Напряжение в магистральных ЛЭП — 35, 110, 220, 330, 500, 750 и 1150 кВ.
 Самое высокое постоянное напряжение, полученное в лаборатории на пеллетроне — 25 МВ.
 Напряжение при разряде молнии — от 100 МВ и выше.

Исторический экскурс 
Единица измерения «вольт» была введена в 1861 году комитетом электрических эталонов, созданным Уильямом Томсоном. Её введение было связано с текущими нуждами инженерной физики. 1 июня 1898 года имперским законом в Германии 1 вольт был установлен как «законная» единица измерения ЭДС, равная ЭДС, возбуждающей в проводнике сопротивлением 1 ом ток силой 1 ампер. В Международную систему единиц (СИ) вольт введён решением XI Генеральной конференцией по мерам и весам в 1960 году одновременно с принятием системы СИ в целом.

До 1990 года 1 вольт определялся через единицу энергии джоуль и единицу заряда кулон.

Кратные и дольные единицы 
Десятичные кратные и дольные единицы образуются с помощью стандартных приставок СИ.

Примечания 

Производные единицы СИ
Электростатика
Радиотехника
Единицы измерения электрического напряжения