WikiSysop: Bot: Automatski unos stranica

2021-07-26T10:43:28Z

Bot: Automatski unos stranica

Nova stranica

'''Volt''' (simbol: V) je [[mjerna jedinica]] [[SI sustav]]a za električku razliku potencijala. Broj volti je mjera jakosti električnog izvora u smislu koliko je snage potrebno proizvesti za željenu jakost struje. Jedinica volt je ime dobila u čast [[Alessandro Volta|Alessandra Volte]] (1745–1827), koji je izumio [[galvanski članak]], prvu kemijsku bateriju.
[[Datoteka:High voltage warning.svg|mini|Međunarodni znak za ''opasnost od visokog napona'']]

== Definicija ==
[[Datoteka:NISTvoltChip.jpg|mini|Čip s poljem Josephsonovih spojeva razvijen na [[NIST]] kao standard za volt.]]
Volt se definira kao [[razlika potencijala]] na krajevima [[električni vodič|vodiča]] kada [[električna struja|struja]] od jednog [[amper|ampera]] disipira [[snaga|snagu]] od jednog [[vat]]a. Odnosnu, u SI sustavu [[metar|m]]2 · [[kilogram|kg]] · [[sekunda|s]]-3 · [[amper|A]]-1, što se isto tako može zapisati i kao [[joul]] [[energija|energije]] po [[kulon|kulonu]] naboja, J/C.

:1 V = 1 W/A = 1 m2•kg•s–3•A–1

Od [[1990.]] Volt je međunarodno definiran, za praktična mjerenja, primjenom [[Josephsonov efekt|Josephsonovog efekta]], gdje je uobičajena vrijednost uzeta kao [[Josephsonova konstanta]], definirana u 18-om stoljeću kao

:'''K{J-90}''' = 0.4835979 GHz/µV.

== Objašnjenje ==
Razliku [[električni potencijal|električnog potencijala]] možemo zamisliti kao sposobnost pomicanja [[električni naboj|električnog naboja]] kroz [[električni otpor|otpor]]. U suštini, volt mjeri koliko [[kinetička energija|kinetičke energije]] posjeduje pojedini [[elektron]]. Broj elektrona se mjeri kao naboj, u kulonima. Stoga volt pomnožen s tokom struje, mjerna jedinica [[amper]] što je kulon po sekundi, daje ukupnu [[električna snaga|električnu snagu]] struje, u vatima. U vrijeme kad se u fizici riječ sila rabila dosta ''slobodno'', razlika potencijala je nazvana kao [[elektromotorna sila]] ili '''ems''' – pojam koji se i danas rabi u određenom kontekstu.

=== Razlika električnog potencijala (''napon'')===
Između dviju točaka u [[električno polje|električnom polju]], poput onoga u [[električni krug|električnom krugu]], razlika potencijala jednaka je razlici njihovih [[električni potencijal|električnih potencijala]]. Razlika je proporcionalna elektrostatskoj sili koja teži potiskivanju [[elektron|elektrona]], ili ostalih nosioca naboja, iz jedne točke u drugu. Razlika potencijala, električni potencijal i elektromotorna sila se mjere u voltima, vodeći obično prema nazivu ''napon'' i simbolu ''V'' (ponekad se označava i s ''<math>\mathcal{E}</math>'').

Napon se može pribrajati na sljedeći način: napon između ''A'' i ''C'' jednak je sumi napona između ''A'' i ''B'' i između ''B'' i ''C''. Dvije točke električnog kruga koje su spojene idealnim vodičem, vodičem bez otpora i bez prisutnosti promjenjivog [[magnetsko polje|magnetskog polja]], imaju razliku potencijala jednaku nuli. Međutim drugi parovi točaka mogu isto tako imati razliku potencijala jednaku nuli. Ako takve dvije točke povežemo vodičem kroz njega neće teći struja. Različite napone u strujnom krugu možemo izračunati primjenom [[Kirchhoffov zakon|Kirchhoffovih zakona]].

Napon je svojstvo [[električno polje|električnog polja]], a ne pojedninih elektrona. Elektron koji se giba kroz razliku napona doživljava povećanje energije, često mjereno u [[elektron volt|elektron voltima]]. Ovaj efekt analogan je padanju mase s određene visine u [[gravitacijsko polje|gravitacijskom polju]].

=== Hidraulička analogija ===
Ako električni krug promatramo kao [[analogija|analognu]] mrežu cijevi u kojima cirkulira voda koju pogone crpke u prostoru u kojem ne djeluje [[gravitacija]], tada razlika potencijala odgovara razlici tlakova tekućine između dviju točaka. Ako postoji razlika tlakova između dviju točaka, tada voda teče iz prve točke prema drugoj pri čemu može obavljati [[rad (fizika)|rad]], kao na primjer pokretati [[turbina|turbinu]].

Ova hidraulička analogija je korisna metoda za poučavanje velikog broja električnih pojmova. U hidrauličkom sustavu, rad potreban za pokretanje vode jednak je [[tlak]]u pomnoženom sa [[volumen]]om pomaknute vode. Slično, u električnom krugu, rad potreban za pomicanje elektrona ili ostalih nosioca naboja jednak je 'električnom tlaku' (stari izraz za napon) pomnoženom s količinom premještenog električnog naboja. Napon je pogodan način kvantificiranja sposobnosti obavljanja rada.

=== Tehnička definicija ===
Razlika električnog potencijala se definira kao iznos [[energija|rada]] po naboju koji je potreban za pomicanje [[električni naboj|električnog naboja]] iz druge točke u prvu, ili ravnopravno, iznos rada koji jedinica naboja koja protječe iz prve točke prema drugoj može proizvesti. Razlika potencijala između dviju točaka a i b je [[linijski integral]] [[električno polje|električnog polja]] '''E''':

: <math>V_a - V_b = \int _a ^b \mathbf{E}\cdot d\mathbf{l} = \int _a ^b E \cos \phi dl.</math>

== Korisne formule ==

=== Istosmjerni krugovi ===

:<math> U = \sqrt{PR} </math>
:<math> U = \frac{P}{I} </math>
:<math> U = IR \!\ </math>

Gdje je: U=napon, I=struja, R=otpor, P=snaga

=== Izmjenični krugovi ===

:<math> U = \frac{P}{IZ\cos\theta}</math>
:<math> U = \frac{\sqrt{PZ}}{\sqrt{\cos\theta}} \!\ </math>
:<math> U = \frac{\sqrt{PR}}{\cos\theta}</math>

Gdje je: U=[[napon]], I=[[jakost električne struje|struja]], R=[[električni otpor|otpor]], P=[[snaga]], Z=[[impendancija]], θ=[[fazni kut]]

=== Izmjenična pretvorba ===

:<math> U_{avg} = .637U_{pk} \!\ </math>
:<math> U_{rms} = .707U_{pk} \!\ </math>
:<math> U_{ppk} = .354U_{rms}\!\ </math>
:<math> U_{avg} = 3.142U_{ppk} \!\ </math>
:<math> U_{rms} = .9U_{avg} \!\ </math>
:<math> U_{pk} = .5U_{ppk} \!\ </math>

Gdje je: Upk = vršni napon ([[engleski|eng.]] ''peak voltage''), Uppk = napon od-vrha-do-vrha ([[engleski|eng.]] ''peak-to-peak voltage''), Uavg = srednji napon ([[engleski|eng.]] ''average voltage''), Urms = efektivni napon ([[engleski|eng.]] ''effective voltage'')

=== Ukupan napon ===

Serijski spoj naponskih izvora:

:<math> U_T = U_1 + U_2 + U_3 + ... \!\ </math>

[[Paralelni spoj]] naponskih izvora:

:<math> U_T = U_1 = U_2 = U_3 = ... \!\ </math>

=== Padovi napona ===

Na [[otpornik]]u (otpornik n):

:<math> U_n = IR_n \!\ </math>

Na [[Električni kondenzator|kondenzator]]u (kondenzator n):

:<math> U_n = IX_n \!\ </math>

Na [[zavojnica|zavojnici]] (zavojnica n):

:<math> V_n = IX_n \!\ </math>

Gdje je: U=napon, I=struja, R=otpor, X=[[reaktancija]]

== Primjeri ==
=== Naponski izvori ===
[[Datoteka:Ohmslawvoltagesource.png|mini|150px|Simboličko predstavljanje naponskog izvora.]]
Uobičajeni izvori EMS su:
* [[baterija]]
* [[dinamo]] (razlika potencijala se generira na krajevima električki vodljivog materijala koji se giba okomito na smjer [[magnetsko polje|magnetskog polja]]
*[[elektrostatska indukcija]] (kada se dva različita električki izolirajuća materijala međusobno trljaju stvara se elektrostatski izboj)
* [[Električni kondenzator|kondenzator]] (u stvari element za pohranu energije proizvedene na nekom drugom izvoru)

=== Uobičajeni naponi ===
[[Datoteka:BateriaR14.jpg|150px|mini|1.5 volt C-članak baterija]]
Nominalni naponi poznatih izvora:
* Radni potencijal [[neuron|neuronske stanice]]: 40 milivolti
* Jedan članak, jednokratne [[baterija|baterije]] (npr. AAA, AA, C i D članci): 1.5 volti
* Električni sustav [[automobil]]a: 12 volti
* Domaćinstva: 120 volti [[Sjeverna Amerika]], 230 volti [[Europa]] {{ref|mains}}
* Visokonaponski [[dalekovod]]: 110 kilovolti i više (1150 kV je rekord iz 2005)
* [[Munja]]: 100 megavolti

== Mjerni instrumenti ==
[[Datoteka:Digital Multimeter Aka.jpg|mini|[[Unimer]] komplet za mjerenje napona.]] Instrumenti za mjerenje razlike potencijala obuhvaćaju [[voltmetar]], [[potenciometar]] (kao mjerni sklop) i [[osciloskop]]. Voltmetar radi na principu mjerenja struje kroz stabilni otpornik, koja je prema [[ohmov zakon|Ohmovom zakonu]], proporcionalna razlici potencijala na krajevima otpornika. Potenciometar radi na principu uravnoteženja nepoznatog napona nasuprot poznatom naponu u [[mosni spoj|mosnom spoju]]. [[Katodni osciloskop]] radi na principu da pojačava razliku potencijala i rabi je za otklanjanje elektronskog snopa (elektronske zrake) iz ravne putanje, pa je tako nastali otklon proporcionalan razlici potencijala.

== Povijest volta ==

Godine [[1800.]], kao rezultat profesionalnog sukoba oko galvanske reakcije koju je zagovarao [[Luigi Galvani]], [[Alessandro Volta]] razvija po njemu nazvan [[Voltin članak]], preteču današnjih baterija, koje proizvode stabilnu električnu struju. Volta je utvrdio najdjelotvorniji par, [[cink]] i [[srebro]], raznovrsnih metala koji proizvode elektricitet. U 1880-oj je Međunarodna elektrotehnička komisija ([[engleski|engl.]] International Electrotechnical Commission) [[IEC]], potvrdila volt kao jedinicu za mjerenje elektromotorne sile. Volt je definiran kao razlika potencijala na vodiču kada kroz njega protječe struja od jednog ampera pri čemu se disipira snaga od jednog vata.

Prije otkrića [[Josephsonov spoj|Josephsonovog spoja]] kao etalona volta, volt se čuvao u nacionalnim laboratorijima u specijalno konstruiranim baterijskim člancima zvanima '''standardni članci'''. SAD su od 1905. do 1972. primjenjivale [[Westonov članak]].

{{SI izvedene}}

[[Kategorija:Elektrotehnika]]
[[Kategorija:SI izvedene jedinice]]

Volt - Povijest promjena

WikiSysop: Bot: Automatski unos stranica