全部 定義 單元 伏特 (V) 單位定義

伏特 (V) 單位定義

The volt (V) is the derived unit for electric potential, electric potential difference (voltage), and electromotive force. It is named after the Italian physicist Alessandro Volta (1745–1827).

One volt is defined as the difference in electric potential between two points of a conducting wire when an electric current of one ampere (A) dissipates one watt (W) of power between those points. Equivalently, it is the potential difference between two points that will impart one joule (J) of energy per coulomb (C) of charge that passes through it. It can be expressed in terms of SI base units: meter (m), kilogram (kg), siemens (s), and amperes (A) as: V = potential energycharge = JC = kg∙m2A∙s3.

It can also be expressed as amperes times ohms (Ω) (current times resistance, Ohm's law), webers (Wb) per second (s) (magnetic flux per time), watts per ampere (power per unit current, definition of electric power), or joules per coulomb (energy per unit charge), which is also equivalent to electronvolts (eV) per elementary charge: V = A∙Ω = Wbs = WA = JC = eVe.

水流類比

在水流類比中,有時用於通過將電路與充滿水的管道進行比較來解釋電路,將電壓(電位差)比作水的差異壓力。電流與管道直徑或在該壓力下流動的水量成正比。電阻器將在管道中的某處減小直徑,而電容器/電感器可以比作“U”形管道,其中一側較高的水位可以暫時存儲能量。電壓和電流之間的關係由歐姆定律定義(在電阻器等歐姆器件中)。歐姆定律類似於 Hagen-Poiseuille 方程,因為兩者都是在各自系統中與通量和電勢相關的線性模型。

歷史

1800 年,由於對 Luigi Galvani 所倡導的電流響應存在專業分歧,亞歷山德羅·沃爾塔開發了所謂的伏打電堆,這是電池的前身,可產生穩定的電流。伏打已確定最有效的發電對不同金屬是。 1861 年,拉蒂默·克拉克和查爾斯·布萊特爵士為電阻單位創造了“伏特”這個名稱。到 1873 年,英國科學促進會已經定義了伏特、歐姆和法拉。 1881 年,國際電氣大會,即現在的國際電工委員會 (IEC),批准將伏特作為電動勢的單位。他們使伏特等於 108 cgs 單位電壓,當時的 cgs 系統是科學中常用的單位系統。他們之所以選擇這樣的比率,是因為 cgs 電壓單位非常小,而且這個定義中的一伏特大約是丹尼爾電池的電動勢,這是當時電報系統中的標準電壓源。當時,伏特被定義為當一安培的電流消耗一瓦特的功率時,導體兩端的電勢差[即現在所說的“電壓(差)”]。

“國際伏特”在 1893 年被定義為克拉克電池電動勢的 1/1.434。這個定義在 1908 年被放棄,取而代之的是基於國際歐姆和國際安培的定義,直到 1948 年放棄了整套“可再現單位”。重新定義 SI 基本單位,包括定義基本電荷的值,採取了2019 年 5 月 20 日生效。

共同電壓

電池中每個電化學電池產生的電壓由該電池的化學性質決定。電池可以串聯組合以獲得該電壓的倍數,或者添加額外的電路以將電壓調整到不同的水平。機械發電機通常可以構造成在可行性範圍內的任何電壓。

熟悉來源的標稱電壓:

  • Nerve cell resting potential: ~75 millivolts (mV)

  • 單節可充電鎳氫或鎳鎘電池:1.2 V

  • 單節電池,不可充電(AAA、AA、C 和 D 電池):鹼性電池:1.5 V;鋅碳電池:1.56 V(如果新鮮和未使用)

  • LiFePO4充電電池:3.3 V

  • 鈷基鋰聚合物充電電池:3.75 V(參見商用電池類型比較)

  • 晶體管-晶體管邏輯/CMOS (TTL) 電源:5 V

  • USB:5 伏直流電

  • PP3電池:9V

  • 汽車電池系統為每節 2.1 伏; “12V”電池是6芯或12.6V; “24V”電池是 12 節電池或 25.2V。一些古董車使用“6V”3 芯電池或 6.3 伏。

  • 家用市電交流電:

    • 日本 100 V

    • 北美 120 V,

    • 歐洲、亞洲、非洲和澳大利亞 230 V

  • 快速交通第三軌:600–750 V

  • High-speed train overhead power lines: 25 kilovolts (kV) at 50 hertz (Hz), and 25 kV at 60 Hz for exceptions.

  • High-voltage electric power transmission lines: 110 kV and up (1.15 megavolts (MV) is the record. The highest active voltage is 1.10 MV)

  • 閃電:通常在 100 MV 左右。

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來源

“Volt.” Wikipedia, Wikimedia Foundation, 10 Oct. 2020, en.wikipedia.org/wiki/Volt.

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