볼트

볼트
미국표준국에 의해 표준볼트로 개발된 조지프슨 전압표준칩
일반 정보
단위계	SI 유도 단위
단위	전위, 기전력
기호.	V
의 이름을 따서 명명됨	알레산드로 볼타
SI 기준 단위:	kg·m2·s−3·A−1

전압(기호:V)는 전위, 전위차(전압) 및 ^[1]기전력에 대한 파생 단위입니다.그것은 이탈리아의 물리학자 알레산드로 볼타의 이름을 따서 지어졌다.

정의.

1볼트는 1암페어의 전류가 ^[2]두 지점 사이에서 1와트의 전력을 소산할 때 도선의 두 지점 사이의 전위로 정의됩니다.마찬가지로, 두 지점 사이의 전위차는 이를 통과하는 전하 쿨롱당 1줄의 에너지를 제공합니다.SI 기준 단위(m, kg, s 및 A)로 다음과 같이 나타낼 수 있다.

$디스플레이 스타일V}} = frac { text energy } { \ text { charge } = frac { text }J}}{\text{C}}=cdot {{\text{kg}}\cdot {\text{m}^{2}\cdot {\text{s}^{-2}{\text{}A}}\cdot\text{s}}.}$

또한 암페어 곱하기 옴(전류 저항, 옴의 법칙), 초당 위버(시간당 자기속), 암페어당 와트(단위 전류당 전력, 전력 정의) 또는 쿨롱당 줄(단위 전하당 에너지)로 나타낼 수 있으며, 이는 기본 전하당 전자 전압과 같습니다.

$디스플레이 스타일V}} = 텍스트{A}}\cdot \Omega = param frac {\text {Wb} {\text {s}} = param frac {\text}W}}{\text{A}} = frac { text }J}}{\text{C}} = frac { text { e }V}}{e}}.}$

조지프슨 접합 정의

1987년 제18차 총회에서^[3] 정의되어 1990년부터 사용 중인 "일반" 전압 V는₉₀ 세슘 주파수 표준과 조합하여 정확한 주파수 대 전압 변환을 위해 조지프슨 효과를 사용하여 구현된다.

조지프슨 상수 K_J = 2e/h(e는 기본 전하, h는 플랑크 상수)의 경우 전압을 정의하기 위해 "재래식" 값_J-90 K = 0.4835979GHz/μV가 사용되었습니다.2019년 SI 염기단위 재정의 결과, 2019년에 Josephson 상수는 K = 483597.84841698GHz/^[4]V의 정확한_J 값으로 재정의되었으며, 이는 기존 값 K를_J-90 대체하였다.

이 표준은 일반적으로 어레이 ^[5]설계에 따라 10GHz에서 80GHz 사이의 마이크로파 신호에 의해 들뜨는 수천 또는 수만 개의 접합부를 직렬로 연결한 어레이를 사용하여 실현됩니다.경험적으로, 몇 가지 실험에서 이 방법은 기기 설계, 재료, 측정 설정 등과 독립적이며, 실제 ^[6]구현에서는 보정 용어가 필요하지 않음을 보여주었다.

수류 유추

물이 채워진 파이프와 비교하여 전기 회로를 설명하는 데 사용되는 물 흐름 유추에서 전압(전위차)은 수압의 차이에 비유되는 반면 전류는 흐르는 물의 양에 비례합니다.저항기는 배관 내 어딘가에서 직경을 줄이거나 흐름에 대한 저항을 제공하는 라디에이터와 비슷한 것입니다.콘덴서는 높은 수위가 에너지를 저장하고 압력의 헤드를 형성하는 U 벤드에 비유할 수 있습니다.

아마도 인덕터는 플라이휠 장치에 비유할 수 있을 것이다.

전압과 전류 사이의 관계는 옴의 법칙에 의해 정의됩니다(저항과 같은 오믹 장치).옴의 법칙은 하겐-푸아세유 방정식과 유사하며, 둘 다 각각의 시스템에서 플럭스와 퍼텐셜에 관련된 선형 모델이다.

공통 전압

배터리의 각 전기화학 셀에서 생성되는 전압은 해당 셀의 화학 작용에 의해 결정됩니다(갈바닉 셀 cell 셀 전압 참조).셀은 해당 전압의 배수에 대해 직렬로 결합할 수도 있고 전압을 다른 레벨로 조정하기 위해 추가 회로를 추가할 수도 있습니다.기계식 발전기는 일반적으로 실현 가능한 범위 내에서 임의의 전압으로 구성될 수 있습니다.

익숙한 전원의 공칭 전압:

• 신경세포 휴지 전위: 75mV까지^[7]
• 단셀 충전식 NiMH^[8] 또는 NiCd 배터리: 1.2V
• 단셀, 비충전(예를 들어 AAA, AA, C, D셀): 알칼리 배터리: 1.5V,^[9] 아연-탄소 배터리: 1.56V(신품 및 미사용인 경우)
• LiFePO₄ 충전지: 3.3V
• 코발트계 리튬 폴리머 충전지: 3.75V (시판 배터리 종류 비교 참조)
• 트랜지스터-트랜지스터 로직/CMOS(TTL) 전원 장치: 5 V
• USB: 5 V DC
• PP3 배터리: 9 V
• 자동차 배터리 시스템은 셀당 2.1V, "12V" 배터리는 6셀 또는 12.6V, "24V" 배터리는 12셀 또는 25.2V입니다. 일부 구형 차량은 "6V" 3셀 배터리 또는 6.3V를 사용합니다.
• 가정용 주 전원 AC: (주 전원 플러그, 전압 및 주파수가 있는 국가 목록 참조)
  • 일본에서는 100V,
  • 북미에서는 120V,
  • 유럽, 아시아, 아프리카 및 호주에서 230 V
• 고속철도 제3궤조: 600–750V (철도 전화 시스템 목록 참조)
• 고속 열차 가공 전력선: 50Hz에서 25 kV, 그러나 예외에 대해서는 철도 전기 시스템 목록과 60Hz에서 25 kV를 참조하십시오.
• 고전압 송전선: 110kV 이상(1.15MV가 기록, 최고 유효전압은 1.10MV^[10])
• 번개: 최대 약 150 MV.^[11]

역사

1800년, Luigi Galvani에 의해 주장된 갈바니 반응에 대한 전문적인 의견의 불일치의 결과로, 알레산드로 볼타는 안정적인 전류를 생성하는 배터리의 선구자인 소위 볼타성 말뚝을 개발했습니다.볼타는 전기를 생산하는 가장 효과적인 이종 금속 쌍은 아연과 은이라고 결정했다.1861년, Latimer Clark와 Sir Charles Bright는 ^[12]저항의 단위를 뜻하는 "volt"라는 이름을 만들었습니다.1873년까지, 영국과학진보협회는 볼트, 옴, ^[13]파라드를 정의했다.1881년 국제전기학회의(IEC)는 전압을 기전력 ^[14]단위로 승인했다.그들은 전압을 10 킬로그램 단위의 전압과⁸ 같게 만들었고, 당시 cgs 시스템은 과학에서 일반적인 단위 체계였다.이러한 비율을 선택한 이유는 전압의 킬로그램 단위가 불편할 정도로 작고 이 정의에서 1볼트는 당시의 ^[15]전신 시스템에서 표준 전압원인 다니엘 셀의 emf에 가깝기 때문입니다.당시 전압은 1암페어의 전류가 1와트의 전력을 소산할 때 도체 전체의 전위차[즉, 오늘날 "전압(차이)"라고 불리는 것]로 정의되었습니다.

"국제 전압"은 1893년에 클라크 셀의 전류의 1/1.434로 정의되었습니다.이 정의는 1908년 국제 옴과 국제 암페어에 기초한 정의를 위해 폐기되었으며 1948년 "^[16]재생산 단위"의 전체 세트가 폐기되었다.

기본 전하 값의 정의를 포함한 SI 기본 단위의 재정의는 2019년 ^[17]5월 20일부터 시행되었다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

외부 링크

• 전기 장치의 이력.