Site Loader

Как расписать вольт единица измерения. Разница между вольтом и ваттом

Поскольку мы живём в эпоху электричества, многим нам с детства знакомо понятие электрического напряжения: ведь мы порой, исследуя окружающую действительность, получали от него немалый шок, засунув тайком от родителей пару пальцев в розетку питания электрических устройств. Поскольку вы читаете эту статью, ничего особо страшного с вами не произошло — трудно жить в эпоху электричества и не познакомится с ним накоротке. С понятием электрического потенциала дело обстоит несколько сложнее.

Будучи математической абстракцией, электрический потенциал лучше всего по аналогии описывается действием гравитации — математические формулы абсолютно схожи, за исключением того, не существуют отрицательные гравитационные заряды, так как масса всегда положительная и в то же время электрические заряды бывают как положительными, так и отрицательными; электрические заряды могут как притягиваться, так и отталкиваться. В результате же действия гравитационных сил тела могут только притягиваться, но не могут отталкиваться. Если бы мы смогли разобраться с отрицательной массой, мы бы овладели антигравитацией.

Понятие электрического потенциала играет важную роль в описании явлений, связанных с электричеством. Вкратце понятие электрического потенциала описывает взаимодействие различных по знаку или одинаковых по знаку зарядов или групп таких зарядов.

Из школьного курса физики и из повседневного опыта, мы знаем, что поднимаясь в гору, мы преодолеваем силу притяжения Земли и, тем самым, совершаем работу против сил притяжения, действующих в потенциальном гравитационном поле. Поскольку мы обладаем некоторой массой, Земля старается понизить наш потенциал — стащить нас вниз, что мы с удовольствием позволяем ей, стремительно катаясь на горных лыжах и сноубордах. Аналогично, электрическое потенциальное поле старается сблизить разноимённые заряды и оттолкнуть одноимённые.

Отсюда следует вывод, что каждое электрически заряженное тело старается понизить свой потенциал, приблизившись как можно ближе к мощному источнику электрического поля противоположного знака, если никакие силы этому не препятствуют. В случае одноимённых зарядов каждое электрически заряженное тело старается понизить свой потенциал, удалившись как можно дальше от мощного источника электрического поля одинакового знака, если никакие силы этому не препятствуют. А если они препятствуют, то потенциал не меняется — пока вы стоите на ровном месте на вершине горы, сила гравитационного притяжения Земли компенсируется реакцией опоры и вас ничто не тянет вниз, только ваш вес давит на лыжи. Но стоит только оттолкнуться…

Аналогично и поле, создаваемое каким-то зарядом, действует на любой заряд, создавая потенциал для его механического перемещения к себе или от себя в зависимости от знака заряда взаимодействующих тел.

Электрический потенциал

Заряд, внесённый в электрическое поле, обладает определенным запасом энергии, т. е. способностью совершать работу. Для характеристики энергии, запасённой в каждой точке электрического поля, и введено специальное понятие — электрический потенциал. Потенциал электрического поля в данной точке равен работе, которую могут совершить силы этого поля при перемещении единицы положительного заряда из этой точки за пределы поля.

Возвращаясь к аналогии с гравитационным полем, можно обнаружить, что понятие электрического потенциала сродни понятию уровня различных точек земной поверхности. То есть, как мы рассмотрим ниже, работа по поднятию тела над уровнем моря зависит от того, как высоко мы поднимаем это тело, и аналогично, работа по отдалению одного заряда от другого зависит от того, насколько далеко будут эти заряды.

Представим себе героя древнегреческого мира Сизифа. За его прегрешения в земной жизни боги приговорили Сизифа выполнять тяжёлую бессмысленную работу в загробной жизни, вкатывая огромный камень на вершину горы. Очевидно, что для подъема камня на половину горы, Сизифу нужно затратить вдвое меньшую работу, чем для подъема камня на вершину. Далее камень, волею богов, скатывался с горы, совершая при этом некоторую работу. Естественно, камень, поднятый на вершину горы высотой

Н (уровень Н), при спуске сможет совершить большую работу, чем камень, поднятый на уровень Н /2. Принято считать уровень моря нулевым уровнем, от которого и производится отсчет высоты.

По аналогии, электрический потенциал земной поверхности считается нулевым потенциалом, то есть

ϕ Earth = 0

где ϕ Earth — обозначение электрического потенциала Земли, являющегося скалярной величиной (ϕ — буква греческого алфавита и читается как «фи»).

Эта величина количественно характеризует способность поля совершить работу (W) по перемещению какого-то заряда (q) из данной точки поля в другую точку:

ϕ = W/q

В системе СИ единицей измерения электрического потенциала является вольт (В).

Напряжение

Одно из определений электрического напряжения описывает его как разность электрических потенциалов, что определяется формулой:

V = ϕ1 – ϕ2

Понятие напряжение ввёл немецкий физик Георг Ом в работе 1827 года, в которой предлагалась гидродинамическая модель электрического тока для объяснения открытого им в 1826 г. эмпирического закона Ома:

V = I∙R,

где V — это разность потенциалов, I — электрический ток, а R — сопротивление.

Другое определение электрического напряжения представляется как отношение работы поля по передвижению заряда в проводнике к величине заряда.

Для этого определения математическое выражение для напряжения описывается формулой:

V = A / q

Напряжение, как и электрический потенциал, измеряется в вольтах (В) и его десятичных кратных и дольных единицах — микровольтах (миллионная доля вольта, мкВ), милливольтах (тысячная доля вольта, мВ), киловольтах (тысячах вольт, кВ) и мегавольтах (миллионах вольт, МВ).

Напряжением в 1 В считается напряжение электрического поля, совершающего работу в 1 Дж по перемещению заряда в 1 Кл. Размерность напряжения в системе СИ определяется как

В = кг м²/(А с³)

Напряжение может создаваться различными источниками: биологическими объектами, техническими устройствами и даже процессами, происходящими в атмосфере.

Элементарной ячейкой любого биологического объекта является клетка, которая с точки зрения электричества представляет собой электрохимический генератор малого напряжения. Некоторые органы живых существ, вроде сердца, являющихся совокупностью клеток, вырабатывают более высокое напряжение. Любопытно, что самые совершенные хищники наших морей и океанов — акулы различных видов — обладают сверхчувствительным датчиком напряжения, называемым

органом боковой линии , и позволяющим им безошибочно обнаруживать свою добычу по биению сердца. Отдельно, пожалуй, стоит упомянуть об электрических скатах и угрях, выработавших в процессе эволюции для поражения добычи и отражения нападения на себя способность создавать напряжение свыше 1000 В!

Хотя люди генерировали электричество, и, тем самым, создавали разность потенциалов (напряжение) трением кусочка янтаря о шерсть с давних времён, исторически первым техническим генератором напряжения явился гальванический элемент . Он был изобретён итальянским учёным и врачом Луиджи Гальвани , который обнаружил явление возникновения разности потенциалов при контакте разных видов металла и электролита. Дальнейшим развитием этой идеи занимался другой итальянский физик

Алессандро Вольта . Вольта

СИ для электротехники

В РФ действует ГОСТ 8.417—2002, предписывающий обязательное использование международной системы единиц СИ. В нём перечислены единицы физических величин, разрешённые к применению, приведены их международные и русские обозначения и установлены правила их использования.

В системе СИ имеется 7 основных единиц1. Остальные базируются на них. Многие производные единицы, имеющие широкое распространение, получили собственные названия. Ниже приведены наиболее часто встречающие в электротехнике единицы и даны определения некоторых из них.

Система СИ

Величина 

Наименование 

Размерность 

Обознач

рус.

англ.

2. Основные единицы2

Длина

метр

м

м

m

Масса

килограмм

кг

кг

kg

Время

секунда

с

с

s

Сила тока

ампер

А

А

А

Температура

Кельвин

град

град

grad

Сила света

кандела

candela

кд

cd

2. Механические единицы

Скорость

метр в секунду

м/с

м/с

м/s

Ускорение

метр в секунду за секунду

м/с2

м/с2

m/s2

Энергия и работа

Джоуль

кг м22=Дж

Дж

J

Сила

ньютон

кг м/с2=Дж/м

Н

N

Мощность

ватт

кг м23=Дж/с

Вт

W

Частота

герц

1/с

Гц

Hz

3. Электрические единицы

Количество электричества

кулон

А с = Кл

C

Напряжение, ЭДС

вольт

кг м2/А с3 = В

В

V

Напряженность электрического поля

вольт на метр

кг м/А с3 = В/м

В/м

V/m

Электроемкость

Фарад

А2 с4/кг м2 = = А с/В = с/Ом

Ф

F

Электрическое сопротивление

ом

кг м22 с3 = В/А

Ом

Ω

Удельное сопротивление

ом на метр

кг м32 с3 = Ом м

Омм

Ω m

Диэлектрическая проницаемость

фарад на метр

А2 с4/кг м3 = Ф/м

Ф/м

F/m

Световой поток

люмен

кд·ср

лм

lm

Освещённость

люкс

лм/м² = кд·ср/м²

лк

lx

4. Магнитные единицы

Магнитный поток

вебер

кг м2/а с2

Вб

W/b

Магнитная индукция

тесла

кг/а с2

Тл

T

Напряженность магнитного поля

ампер на метр

А/м

А/м

А/m

Индуктивность

генри

кг м22 с2 = Ом с

Гн

H

Магнитная проницаемость

генри на метр

Гн/м

Г/м

H/m

Ньютон (силы) определяется как сила, изменяющая за 1 с скорость тела массой 1 кг на 1 м/с в направлении действия силы.

Н=(кг м/с)/с= кг м/с2=Дж/м

Джоуль (Дж) равен работе (энергии), совершаемой при перемещении точки приложения силы, равной 1 ньютону, на расстояние 1 метра в направлении действия силы. В электричестве джоуль обозначает работу, которую совершают силы электрического поля за 1 секунду при напряжении в 1 вольт для поддержания силы тока в 1 ампер

Дж = кг м22=Вт с=В А с

Ватт определяется как мощность, при которой за 1 секунду времени совершается работа в 1 джоуль

Вт = Дж / с = кг·м²/с³= H·м/с = В·А.

Кулон (Кл) — это заряд, проходящий через поперечное сечение проводника за 1 с при силе тока 1 А

Кл = А с

Вольт (В) — единица измерения электрического потенциала, разности потенциалов двух точек электрического поля – электрического напряжения и электродвижущей силы (ЭДС). 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 = Кл  Дж = Кл  кг м22 = Вт/А.

Ом (Ом, Ω) — единица измерения электрического сопротивления. Ом равен электрическому сопротивлению проводника, между концами которого возникает напряжение 1 вольт при силе постоянного тока 1 ампер.

Ом = В/А

Сименс (См) — единица измерения электрической проводимости, величина обратная Ому.

1 См = 1 / Ом = А / В = кг−1·м−2·с³А².

Фара́д (обозначение: Ф, F; прежнее название — фара́да) — единица измерения электрической ёмкости. 1 фарад равен ёмкости конденсатора, при которой заряд 1 кулон создаёт между его обкладками напряжение 1 вольт:

Ф = Кл/ В = А с/В = А2 с4/кг м2 = с/Ом

Таким образом, конденсатор ёмкостью 1Ф, в идеале, может зарядиться до 1В при зарядке током 1А в течение 1 секунды. На практике же, ёмкость зависит от напряжения на обкладках конденсатора. Фарад — очень большая ёмкость для уединённого проводника. Ёмкостью 1 Ф обладал бы уединённый металлический шар, радиус которого равен 13 радиусам Солнца. Ёмкость же Земли (точнее, шара размером с Землю, используемого как уединённый проводник) составляет около 710 микрофарад.

Ге́нри (Гн) — единица измерения индуктивности. Цепь имеет индуктивность один генри, если изменение тока со скоростью 1 ампер в секунду создаёт ЭДС индукции, равную 1 вольту.

Гн = В·с·А−1= кг·м2·с−2·А−2

Напряженность электрического поля () — векторная величина, характеризующая электрическое поле в точке, численно равна отношению силы, действующей на заряд, помещенный в данную точку поля, к величине этого заряда. = F/q . Размерность: : В/м =Н/Кл

Ве́бер (Вб, Wb) — единица измерения магнитного потока. Изменение магнитного потока через замкнутый контур со скоростью 1 вебер в секунду наводит в этом контуре ЭДС, равную 1 вольту.

Вб = В·с = кг·м2·с−2·А−1 = Гн·А

Те́сла (Тл) — единица измерения индукции магнитного поля, численно равная индукции такого однородного магнитного поля, в котором на 1 метр длины прямого проводника, перпендикулярного вектору магнитной индукции, с током силой 1 ампер действует сила 1 ньютон.

Тл = Вб/м2 = В·с / м² = Н·А−1·м−1 = кг·с−2·А−1

1 Тл = 10 000 гаусс (единица СГС)

1 В системе измерения СГС, которая широко использовалась до принятия системы СИ, было только три основных единицы: сантиметр-грамм-секунда. Её название — абсолютная физическая система единиц.

2 в таблице не показана основная единица СИ — количество вещества «моль».

Вольт — это… Что такое Вольт?

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

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.

Единица названа в честь итальянского физика и физиолога Алессандро Вольта (1745–1827), который изобрёл вольтов столб, первую электрическую батарею.

1 В = (1/300) ед. потенциала СГСЭ[1].

Определение

Вольт (В, V) может быть определён либо как электрическое напряжение на концах проводника, необходимое для выделения в нём тепла мощностью в один ватт (Вт, W) при силе протекающего через этот проводник постоянного тока в один ампер (A), либо как разность потенциалов между двумя точками электростатического поля, при прохождении которой над зарядом величиной 1 кулон (Кл, C) совершается работа величиной 1 джоуль (Дж, J)[2]. Выраженный через основные единицы системы СИ, один вольт равен м² · кг · с−3 · A−1.

Определение на основе эффекта Джозефсона

\mbox{V} = \dfrac{\mbox{W}}{\mbox{A}} = \dfrac{\mbox{J}}{\mbox{C}} = \dfrac{\mbox{m}^2 \cdot \mbox{kg}}{\mbox{s}^{3} \cdot \mbox{A}}.

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 весам и измерениям как[3]:

0,4835979 ГГц/мкВ,

где e — элементарный заряд, h — 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 до 80 ГГц, возникает вполне определённое электрическое напряжение, с помощью которого калибруются вольтметры[4]. Эксперименты показали, что этот метод нечувствителен к конкретной реализации установки и не требует введения поправочных коэффициентов[5].

Шкала напряжений

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[6].

Впоследствии 1 вольт обычно определялся через единицу энергии джоуль и единицу заряда кулон.

Кратные и дольные единицы

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

Кратные Дольные
величина название обозначение величина название обозначение
101 В декавольт даВ daV 10−1 В децивольт дВ dV
102 В гектовольт гВ hV 10−2 В сантивольт сВ cV
103 В киловольт кВ kV 10−3 В милливольт мВ mV
106 В мегавольт МВ MV 10−6 В микровольт мкВ µV
109 В гигавольт ГВ GV 10−9 В нановольт нВ nV
1012 В теравольт ТВ TV 10−12 В пиковольт пВ pV
1015 В петавольт ПВ PV 10−15 В фемтовольт фВ fV
1018 В эксавольт ЭВ EV 10−18 В аттовольт аВ aV
1021 В зеттавольт ЗВ ZV 10−21 В зептовольт зВ zV
1024 В йоттавольт ИВ YV 10−24 В йоктовольт иВ yV
     применять не рекомендуется

Примечания

Что такое вольт?

Вольт – единица измерения, карточный трюк, прием фехтовальщика, магическая восковая кукла…. В общем, слово имеет массу значений. Давайте разберемся подробнее с тем, что такое вольт в каждом из этих значений.

Вольт как единица измерения

Вольт – единица измерения, закрепленная в Международной системе единиц. Официально введена в 1861 году. В вольтах измеряется электрическое напряжение, а также электрический потенциал и электродвижущая сила.

1 вольт равен электрическому напряжению, которое возникает в цепи при силе тока в ней 1 ампер (Что такое ампер) и мощностью 1 Ватт.

Вольт – это электрическое напряжение на концах проводника, которое требуется для выделения в нем теплоты мощностью 1 Ватт, при этом сила тока, протекающего в проводнике, должна равняться 1 амперу.

Данная единица измерения получила свое название в честь итальянского ученого Алессандро Вольта (Alessandro Volta), который изобрел вольтов столб – устройство, с помощью которого получали электричество на рассвете электротехники.

Вольт в спорте

Вольтом в верховой езде именуется крутой поворот или круг, который всадник описывает на манеже. Вольт в значении «крутой поворот» применяется также зачастую в гимнастике и акробатике. В фехтовании вольт – резкий уход от атаки противника.

Вольт как карточный трюк

Карточные игроки тоже знакомы со словом вольт. В данном случае вольтом называется прием подтасовки карт. Прием предполагает подтасовку двух частей колоды, позволяющую переместить интересующую карту либо вниз, либо вверх колоды

Вольт в магии

Большинство из нас слышали словосочетание «кукла вуду», но далеко не каждый знает, что восковую куклу, олицетворяющую объект магического ритуала, именуют также вольтом. Многие полагают, что вольт используется только для черной магии – порчи и приворотов, однако, на самом деле, изготовление миниатюрной копии человека может применяться в магии и в благих целях.

В переносном смысле

Вольтом также называют необычный, из ряда вон выходящий поступок (синоним — фортель): «Ишь какой вольт выкинул!».

Граждане! Детский вопрос! В ЧЕМ ОТЛИЧИЕ ВОЛЬТ ОТ АМПЕРА И ОТ ВАТТА? НА ПАЛЬЦАХ ПОЖАЛСТА, а то википдия мне сломла моск!

Сравнение с водой. Вольты-скорость потока, далеко летят. Ток-количество воды, то есть много электронов. Ватты это ток Вольт и напряжение Апер, позволяющие производить нужную работу, как в водяной мельнице. Много быстрой воды крутит колесо.

)) Вольт — единица электрического напряжения. Ампер — диница измерения силы электрического тока. Ватт — единица мощности. Все названы в честь своих изобретателей и так или иначе связаны с током. Просто вы должны понять разницу между МОЩНОСТЬЮ, НАПРЯЖЕНИЕМ и СИЛОЙ) Удачи;

вольт-это как бы высота с которой льют воду на мельницу ампер-это как бы толщина струи которая льётся на мельницу ватт-это как быумножить высоту с которой льётся струя, на её толщину

В вольтах измеряется напряжение в электрической сети, в амперах -сила тока. в ваттах- мощность

В вольтах измеряется напряжение тока, в амперах — сила тока, в ваттах — мощность. Ватт по другому называют вольт-ампер, потому что это вольт, умноженный на ампер. На мой взгляд, лучший ответ дал Джефф. Особенно классно про толщину струи, потому что до сих пор я и сама смутно представляла себе силу тока. ))

Возьмем реку. В вольтах измеряется напряжение — перепад уровней воды в разных точках реки, выше и ниже по течению. В амперах — ток — количество протекающей за секунду воды. А в ваттах — мощность — произведение перепада уровней на количество прошедшей за секунду воды.

На пальцах, если их в кулак сложить, тут не только моск, но и носк сломать могут.

Бородка уже проклюнулась.. . Мда! «Скажите Шура! » обратился к нему Остап — «Из какого класса церковно-приходской школы вас выгнали за неуспеваемость? Из третьего?!!! А, ну понятно. До физики Краевича вы ещё не дошли!!!. «

По жизни, напряжение всегда постоянно и написано на источнике (розетка — 220в, пальчиковая батарейка — 1.5в. Ток зависит от нагрузки (яркая лампочка — больше ток, тусклая — меньше ток) На лампочке (нагрузке) написана мощность в Ваттах (Вт) (W), если разделить это значение на напряжение, к которому мы её подключаем (розетка 220в), получим ток, который протекает через лампочку (нагрузку). Вот так, если совсем по простому 🙂

«ОНИ» специально дали им созвучные названия, чтобы все путались и не фига не понимали, к тому же как можно явлению дать название от фамилии? это двойная путаница — неудивительно что школьники не особо любят физику — натуральное вредительство

alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *