Вольт. Какая физическая величина измеряется в вольтах

Реферат Вольт (единица измерения)

скачать

Реферат на тему:

План:

1 Определение
2 Определение на основе эффекта Джозефсона
3 Шкала напряжений
4 Исторический экскурс
5 Кратные и дольные единицы

Введение

Вольт (русское обозначение: В; международное: V) — в системе СИ единица измерения разницы электростатических потенциалов двух точек, а также электрического напряжения и величины 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].

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.

2. Определение на основе эффекта Джозефсона

Матрица из джозефсоновских контактов разработанная Национальным институтом стандартов для воспроизведения стандартного вольта.

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]:

K{J-90} = 2e/h = 0,4835979 ГГц/мкВ.

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].

3. Шкала напряжений

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.
Батарейка «Крона» — 9 В.
Автомобильный аккумулятор — 12 В (для тяжёлых грузовиков — 24 В).
Напряжение бытовой сети — 220 В (среднеквадратичное).
Напряжение в контактной сети трамвая, троллейбуса — 600 В.
Электрифицированные железные дороги — 3 кВ (постоянный ток), 25 кВ (переменный ток).
Магистральные ЛЭП — 110 кВ, 220 кВ.
Максимальное напряжение на ЛЭП (Экибастуз-Кокчетав) — 1.15 МВ.
Самое высокое постоянное напряжение, полученное в лаборатории на пеллетроне — 25 МВ.
Молния — от 100 МВ и выше.

4. 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.

5. 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 10−1 В 102 В 10−2 В 103 В 10−3 В 106 В 10−6 В 109 В 10−9 В 1012 В 10−12 В 1015 В 10−15 В 1018 В 10−18 В 1021 В 10−21 В 1024 В 10−24 В

декавольт	даВ	daV	децивольт	дВ	dV
гектовольт	гВ	hV	сантивольт	сВ	cV
киловольт	кВ	kV	милливольт	мВ	mV
мегавольт	МВ	MV	микровольт	мкВ	µV
гигавольт	ГВ	GV	нановольт	нВ	nV
теравольт	ТВ	TV	пиковольт	пВ	pV
петавольт	ПВ	PV	фемтовольт	фВ	fV
эксавольт	ЭВ	EV	аттовольт	аВ	aV
зеттавольт	ЗВ	ZV	зептовольт	зВ	zV
йоттавольт	ИВ	YV	йоктовольт	иВ	yV
применять не рекомендуется

Примечания

И. В. Савельев Курс общей физики. — Т. II. Электричество. — С. 41.
Сивухин Д. В. Общий курс физики. — М.: Наука, 1977. — Т. III. Электричество. — С. 196. — 688 с.
Representation of the volt by means of the Josephson effect - www.bipm.org/en/CIPM/db/1988/1/ // BIPM
Burroughs, C. J., Benz, S. P., Harvey, T. E., Hamilton, C. A. 1 Volt DC Programmable Josephson Voltage Standard System - www.nist.gov/manuscript-publication-search.cfm?pub_id=15238 (англ.) // IEEE Transactions on Applied Superconductivity. — 1999. — Vol. 9. — P. 4145—4148.
Mark W. Keller Current status of the quantum metrology triangle - iopscience.iop.org/0026-1394/45/1/014/ (англ.) // Metrologia. — 2008. — Vol. 45. — P. 102. — DOI:10.1088/0026-1394/45/1/014 - dx.doi.org/10.1088/0026-1394/45/1/014
В. М. Дуков. История систем единиц измерения физических величин - www.eduspb.com/old/Interest/biography/metod/dukov_24.htm // Из кн. «Исторические обзоры в курсе физики средней школы» (М.: Просвещение, 1983)

wreferat.baza-referat.ru

Ответы@Mail.Ru: Электрическое напряжение-это

Электрическое напряжение - это величина, численно равная работе по перемещению единицы электрического заряда между двумя произвольными точками электрической цепи. Напряжение, как и ЭДС, измеряется в вольтах (В) . Установившиеся значения напряжения обозначают прописной буквой U, неустановившиеся значения строчной буквой u. По аналогии с током различают постоянное и переменное напряжения. Постоянное напряжение может изменяться по величине, не изменяя при этом своего знака. Переменное напряжение периодически изменяет и величину и знак.

Электрическое напряжение (U) между двумя точками электрической цепи или электрического поля, равно работе электрического поля по перемещению единичного положит, заряда из одной точки в другую. В потенциальном электрическом поле эта работа не зависит от пути, по которому перемещается заряд; в этом случае Э. н. между двумя точками совпадает с разностью потенциалов между ними. Если поле непотенциально, то напряжение зависит от того пути, по которому перемещается заряд между точками. Непотенциальные силы, называются сторонними, действуют внутри любого источника постоянного тока (генератора, аккумулятора, гальванического элемента и др.) . Под напряжением на зажимах источника тока всегда понимают работу электрического поля по перемещению единичного положительного заряда вдоль пути, лежащего вне источника; в этом случае Э. н. равно разности потенциалов на зажимах источника и определяется Ома законом: U = IR—E, где I — сила тока, R — внутреннее сопротивление источника, а E — его электродвижущая сила (эдс) . При разомкнутой цепи (I = 0) напряжение по модулю равно эдс источника. Поэтому эдс источника часто определяют как Э. н. на его зажимах при разомкнутой цепи. В случае переменного тока Э. н. обычно характеризуется действующим (эффективным) значением, которое представляет собой среднеквадратичное за период значение напряжения. Напряжение на зажимах источника переменного тока или катушки индуктивности измеряется работой электрического поля по перемещению единичного положительного заряда вдоль пути, лежащего вне источника или катушки. Вихревое (непотенциальное) электрическое поле на этом пути практически отсутствует, и напряжение равно разности потенциалов. Э. н. обычно измеряют вольтметром. Единица Э. н. в Международной системе единиц — вольт.

физическая величина! численно равная работе по перемещению единицы электрического заряда между двумя произвольными точками электрической цепи.

Электрическое напряжение- это физическая величина которая характеризует электрическое поле. Напряжение показывает, какую работу совершает электрическое поле при перемещении единичного положительного заряда из одной точки в другую.

Электрическое напряжение -это такая электродвижущая сила (ЭДС), при которой каждый заряд в 1Кулон, пройдя по цепи совершит работу в 1Джоуль.

НЕверные ответы сила это сила а напряжение это плотность этой силы

КАК МОЖНО ЭТО НЕ ЗНАТЬ, ДА И ГУГЛ ЕСТЬ!!! ну и яндекс, мэил...

Правильный ответ уже сказали!!!

touch.otvet.mail.ru

Электронвольт - это... Что такое Электронвольт?

Электро́нво́льт (редко электроновольт; русское обозначение: эВ, международное: eV) — внесистемная единица энергии, используемая в атомной и ядерной физике, в физике элементарных частиц и в близких и родственных областях науки (биофизике, физической химии, астрофизике и т. п.).

Основные сведения

Один электронвольт равен энергии, необходимой для переноса элементарного заряда в электростатическом поле между точками с разницей потенциалов в 1 В. Так как работа при переносе заряда q равна qU (где U — разность потенциалов), а элементарный заряд частиц, например, электрона составляет −1,602 176 565(35)·10−19Кл, то:

1 эВ = 1,602 176 565(35)·10−19Дж = 1,602 176 565(35)·10−12эрг.

В физике элементарных частиц в электронвольтах (и производных единицах) обычно[1] выражается не только энергия, но и масса элементарных частиц[2][3], исходя из эквивалентности массы и энергии Е = mc² (или m = E/c²), где c — скорость света. Поэтому массу частиц корректнее выражать в эВ/c2, но делитель c2, там, где не может возникнуть двусмысленности, обычно опускают. В единицах массы[4]1 эВ = 1,782 661 845(39)·10−36кг, и напротив, 1 кг = 5,609 588 85(12)·1035 эВ. 1 а. е. м. = 931,494 061(21) МэВ. Импульс элементарной частицы также может быть выражен в электронвольтах (строго говоря, в эВ/c).

Электронвольт по сравнению с энергиями, характерными для большинства ядерных процессов, — маленькая величина, в этой области физики обычно применяются кратные единицы:

килоэлектронвольт (кэВ) — 1000 эВ,
мегаэлектронвольт (МэВ) — 1 млн электронвольт,
гигаэлектронвольт (ГэВ) — 1 млрд электронвольт.

Последнее поколение ускорителей элементарных частиц позволяет достичь нескольких триллионов электронвольт (тераэлектронвольт, ТэВ). Один ТэВ приблизительно равен (кинетической) энергии летящего комара[5].

Температура, которая является мерой средней кинетической энергии частиц, тоже иногда выражается в электронвольтах, исходя из соотношения температуры и энергии частиц в одноатомном идеальном газе Eкин=3⁄2kТ[6]. В температурных единицах 1 эВ соответствует 11 604,519(11) кельвин (см. постоянная Больцмана). [1]

В химии часто используется молярный эквивалент электронвольта. Если один моль электронов перенесён между точками с разностью потенциалов 1 В, он приобретает (или теряет) энергию Q = 96 485,3365(21) Дж, равную произведению 1 эВ на число Авогадро. Эта величина численно равна постоянной Фарадея. Аналогично, если при химической реакции в одном моле вещества выделяется (или поглощается) энергия 96,5 кДж, то соответственно каждая молекула теряет (или получает) около 1 эВ.

В электронвольтах измеряется также ширина распада Γ элементарных частиц и других квантовомеханических состояний, например ядерных энергетических уровней. Ширина распада — это неопределённость энергии состояния, связанная с временем жизни состояния τ соотношением неопределённостей: Γ = ħ/τ). Частица с шириной распада 1 эВ имеет время жизни 6,582 119 28(15)·10−16 с. Аналогично квантовомеханическое состояние с временем жизни 1 с имеет ширину 6,582 119 28(15)·10−16 эВ.

Кратные и дольные единицы

В ядерной физике и физике высоких энергий обычно используются производные единицы: килоэлектронвольты (кэВ, keV, 103 эВ), мегаэлектронвольты (МэВ, MeV, 106 эВ), гигаэлектронвольты (ГэВ, GeV, 109 эВ) и тераэлектронвольты (ТэВ, TeV, 1012 эВ). В физике космических лучей, кроме того, используются петаэлектронвольты (ПэВ, PeV, 1015 эВ) и эксаэлектронвольты (ЭэВ, EeV, 1018 эВ). В зонной теории твердого тела, физике полупроводников и физике нейтрино — миллиэлектронвольты (мэВ, meV, 10−3 эВ).

Кратные Дольные величина название обозначение величина название обозначение 101 эВ 10−1 эВ 102 эВ 10−2 эВ 103 эВ 10−3 эВ 106 эВ 10−6 эВ 109 эВ 10−9 эВ 1012 эВ 10−12 эВ 1015 эВ 10−15 эВ 1018 эВ 10−18 эВ 1021 эВ 10−21 эВ 1024 эВ 10−24 эВ

декаэлектронвольт	даэВ	daeV	дециэлектронвольт	дэВ	deV
гектоэлектронвольт	гэВ	heV	сантиэлектронвольт	сэВ	ceV
килоэлектронвольт	кэВ	keV	миллиэлектронвольт	мэВ	meV
мегаэлектронвольт	МэВ	MeV	микроэлектронвольт	мкэВ	µeV
гигаэлектронвольт	ГэВ	GeV	наноэлектронвольт	нэВ	neV
тераэлектронвольт	ТэВ	TeV	пикоэлектронвольт	пэВ	peV
петаэлектронвольт	ПэВ	PeV	фемтоэлектронвольт	фэВ	feV
эксаэлектронвольт	ЭэВ	EeV	аттоэлектронвольт	аэВ	aeV
зеттаэлектронвольт	ЗэВ	ZeV	зептоэлектронвольт	зэВ	zeV
йоттаэлектронвольт	ИэВ	YeV	йоктоэлектронвольт	иэВ	yeV
применять не рекомендуется

Некоторые значения энергий и масс в электронвольтах

Примечания

Ссылки

dic.academic.ru

Каталог товаров