Volt

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August 11, 2022

Il volt (simbolo: V) è l'unità derivata per potenziale elettrico, differenza di potenziale elettrico (tensione) e forza elettromotrice. Prende il nome dal fisico italiano Alessandro Volta (1745-1827).

Definizione

Un volt è definito come il potenziale elettrico tra due punti di un filo conduttore quando una corrente elettrica di un ampere dissipa un watt di potenza tra quei punti. Equivalentemente, è la differenza di potenziale tra due punti che impartirà un joule di energia per coulomb di carica che lo attraversa. Può essere espresso in termini di unità base SI (m, kg, s e A) come V energia potenziale carica J C kg ? m 2 ? S − 2 UN ? S . {\displaystyle {\text{V}}{\frac {\text{energia potenziale}}{\text{carica}}}{\frac {\text{J}}{\text{C}}} {\frac {{\text{kg}}\cdot {\text{m}}^{2}\cdot {\text{s}}^{-2}}{{\text{A}}\cdot { \text{s}}}}.} Può anche essere espresso come ampere per ohm (corrente per resistenza, legge di Ohm), weber al secondo (flusso magnetico per tempo), watt per ampere (potenza per unità di corrente, definizione di potenza elettrica) o joule per coulomb (energia per carica unitaria), che è anche equivalente a elettronvolt per carica elementare: V UN ? ? Wb S W UN J C eV e . {\displaystyle {\text{V}}{\text{A}}\cdot \Omega {\frac {\text{Wb}}{\text{s}}}{\frac {\text{W }}{\text{A}}}{\frac {\text{J}}{\text{C}}}{\frac {\text{eV}}{e}}.}

Definizione giunzione Josephson

Il volt "convenzionale", V90, definito nel 1987 dalla 18a Conferenza generale su pesi e misure e in uso dal 1990, viene implementato utilizzando l'effetto Josephson per la conversione esatta da frequenza a tensione, combinato con lo standard di frequenza del cesio. Per la costante di Josephson, KJ 2e/h (dove e è la carica elementare e h è la costante di Planck), è stato utilizzato un valore "convenzionale" KJ-90 0,4835979 GHz/μV allo scopo di definire il volt. Come conseguenza della ridefinizione del 2019 delle unità di base SI, la costante Josephson è stata ridefinita nel 2019 per avere un valore esatto di KJ 483597.84841698... GHz/V, che ha sostituito il valore convenzionale KJ-90. Questo standard è generalmente realizzato utilizzando un array collegato in serie di diverse migliaia o decine di migliaia di giunzioni, eccitato da segnali a microonde tra 10 e 80 GHz (a seconda del design dell'array). Empiricamente, diversi esperimenti hanno dimostrato che il metodo è indipendente dal design del dispositivo, dal materiale, dall'impostazione della misurazione, ecc. e non sono richiesti termini di correzione in un'implementazione pratica.

Analogia del flusso d'acqua

Nell'analogia del flusso d'acqua, talvolta usata per spiegare i circuiti elettrici confrontandoli con tubi pieni d'acqua, la tensione (differenza di potenziale elettrico) è paragonata alla differenza di pressione dell'acqua, mentre la corrente è proporzionale alla quantità di acqua che scorre. Un resistore sarebbe