Volt o Volt Concept and Formule, Equivalences, Esempi

Lui volt o volt È l'unità utilizzata nel sistema internazionale di unità se per esprimere la tensione e il potenziale elettrico, una delle principali magnitudini dell'elettricità. La tensione fa il lavoro necessario per avviare le cariche elettriche e quindi creare una corrente. La corrente elettrica, che viaggia attraverso i conducenti, è in grado di mettere i motori, trasmettere informazioni, illuminare viali e case e molto altro ancora.

Il nome di Voltio come unità, fu scelto in onore di Alessandro Volta (1745-1827), il fisico e chimico italiano che inventò la pila elettrica intorno al 1800. A quel tempo, l'anatomista Luigi Galvani aveva dimostrato che le ancore di rana potevano essere contratte applicando l'elettricità. Volta, consapevole di questi risultati, si è anche dedicato alla ricerca di cariche elettriche nei tessuti animali, usando un elettroscopio.

Figura 1. AA ASORPORMENTO BATTERE con 1 tensione nominale.5 V, ampiamente utilizzato su piccoli dispositivi, come radio, telecamere, torce e giocattoli. Fonte: Pixabay.

Tuttavia, Volta non ha trovato ciò che stava cercando nei materiali organici e alla fine ha convinto che le accuse elettriche fossero, in qualche modo, nei metalli con cui suonava le ancore Rana.

figura 2. Ritratto Alessandro Volta. Fonte: Wikimedia Commons.

Volta ha anche capito che due metalli diversi producono una differenza potenziale e che alcune combinazioni erano migliori di altre. Così ha costruito la prima batteria: fogli di feltro inumiditi in soluzione salina tra due elettrodi d'argento e zinco. Ha impilato molti di questi strati e quindi è stato in grado di produrre una corrente elettrica stabile.

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Concetto e formule

Nel 1874 il Volt, insieme all'Ohmio, furono adottati come unità rispettivamente per la tensione e la resistenza, da una commissione del British Association for the Advancement of Science (Baas) formati da scienziati importanti in tutto il mondo.

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A quel tempo, venivano chiamati "unità pratiche" e oggi fanno parte del sistema internazionale di unità o se.

Nella maggior parte della letteratura, la differenza potenziale è definita come Energia per unità di carico. In effetti, se hai una carica elettrica nel mezzo di un campo elettrico prodotto da un altro carico, è necessario fare un lavoro per farli muovere da un posto a un altro.

Il lavoro svolto è memorizzato nella configurazione del carico come un cambiamento nella sua energia potenziale elettrica, che chiameremo ∆U. Il simbolo ∆ indica questa modifica o differenza, poiché ∆U = O_finale - O_Nilial.

In questo modo, la potenziale differenza tra due punti ∆V, è definito come:

∆V = ∆U/Q

Poiché l'energia ha unità Joule (J) e il carico è disponibile in Coulomb (C), una tensione di 1 volt (V) è equivalente a 1 Joule/Coulomb:

1 V = 1 J/C 

Pertanto, 1 volt è equivalente a una differenza potenziale facendo il lavoro di 1 Joule per ogni Coulomb.

Definizione alternativa di volt

Un altro modo per definire il volt è il collegamento di corrente elettrica e potenza. In questo modo, 1 volt (V) è la differenza potenziale tra due punti di un filo attraverso il quale circola una corrente di 1 ampere (a) se la potenza Dyspa è 1 watt (w). Perciò:

1 v=1 w/a

Questa definizione è importante perché interviene l'intensità della corrente elettrica, che è una delle magnitudini fondamentali della fisica. Pertanto l'ampere appartiene al gruppo delle sette unità fondamentali:

Metro, chilogrammo, secondo, ampere, kelvin, mol, candela

È possibile confrontare che entrambe le definizioni sono equivalenti, sapendo che 1 watt è 1 joule/secondo e 1 amperio è 1 coulomb/secondo, quindi:

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1 w/a = 1 (j/s)/(c/s)

Questi ultimi vengono annullati e J/C rimane, equivalente a 1 Newton . Metro/Coulomb. Pertanto 1 volt è anche espresso come:

1 v = 1 n.m/c

Legge di Ohm

Per alcuni materiali, è soddisfatta una relazione lineare tra la tensione (V), la corrente (i) e la resistenza elettrica (R) di un materiale, noto come OHM Law, che è noto come OHM Law. Così:

V = i.R

Poiché le unità per la resistenza elettrica sono gli ohm (ω), si scopre che 1 v = 1 a.Ω

Equivalenze

Per misurare le tensioni, il multimetro o Tester e l'oscilloscopio. Il primo offre una misura diretta della tensione e la seconda ha uno schermo per visualizzare la forma del segnale, oltre al suo valore.

Figura 3. Multimetro digitale utilizzato per misurare varie magnitudini elettriche. Fonte: Pixabay.

È comune trovare valori molto più grandi o più bassi rispetto al Volt, quindi è utile avere le equivalenze tra multipli e sottomulini:

-1 kilovolt (kv) = 1000 V

-1 Milivoltio (MV) = 10^-3  V

-1 microvolt (μV) = 10^-6 V

Esempi

Tensioni in biologia

Nel cuore c'è un'area chiamata nodo sinusale, che si comporta come una batteria quando genera impulsi elettrici che stimolano i battiti cardiaci.

Il loro grafico è ottenuto da un elettrocardiogramma, che offre i valori del ciclo cardiaco: durata e ampiezza. Grazie a questo, le anomalie possono essere rilevate nel funzionamento del cuore.

I valori potenziali tipici di membrana, all'interno del cuore, sono compresi tra 70-90 mV, mentre l'elettrocardiografo è in grado di registrare le tensioni dell'ordine di 1 mV.

Può servirti: corpi celesti Figura 4. Un elettrocardiogramma registra l'attività elettrica del cuore. Fonte: Pixabay.

Il sistema nervoso funziona anche attraverso impulsi elettrici. Nei nervi degli umani puoi misurare tensioni di circa 70 mV.

Tensioni sulla terra

La Terra ha il suo campo elettrico diretto nel pianeta, quindi è noto che è caricato negativamente. Tra la superficie e gli strati superiori dell'atmosfera ci sono campi la cui grandezza varia tra 66-150 n/c e possono essere stabilite potenziali differenze fino a 100 kV.

D'altra parte, le correnti naturali che scorrono nel sottosuolo consentono di caratterizzare una terra attraverso l'uso di metodi elettrici in geofisica. Un test consiste nell'inserimento di elettrodi nel campo, due per la tensione e due per la corrente e misurando le rispettive magnitudini.

Variando in diversi modi in cui la configurazione degli elettrodi, è possibile determinare la resistività del terreno, una proprietà che indica quanto facile o difficile la corrente possa fluire in un determinato materiale. A seconda dei valori ottenuti, è possibile dedurre l'esistenza di un'anomalia elettrica, che può indicare l'esistenza di alcuni minerali nel sottosuolo.

Tensioni sui dispositivi di uso comune

-Network alimentare domestico (tensione alternativa): 110 V in America e 220 in Europa.

-Insetti nell'auto: 15 kV

-La batteria dell'auto: 12 V

-Una batteria secca per giocattoli e torce: 1.5 v

-Tensione in una batteria smartphone: 3.7 v.

Riferimenti

1. Commissione elettrotecnica internazionale IEC. Background storico. Recuperato da: IEC.cap.
2. Grieme-kee, s. 2016. Metodi elettrici. Recuperato da: geovirtual2.Cl.
3. Kirkpatrick, l. 2007. Fisica: uno sguardo al mondo. 6^ta Edizione abbreviata. Apprendimento del Cengage.
4. Cavaliere, r.  2017. Fisica per scienziati e ingegneria: un approccio strategico.
5. Il factbook di fisica. Campo elettrico sulla terra. Recuperato da: hypertextbook.com.
6. Wikipedia. Elettrocardiogramma. Recuperato da: è.Wikipedia.org.
7. Wikipedia. Magnitudine fisica. Recuperato da: è.Wikipedia.org.