Вольт

Жосепсоны зангилааны матриц

Вольт (тэмдэглэгээ: В) бол цахилгаан потенциал, потенциалын ялгавар мөн цахилгаан хөдөлгөгч хүчийг илэрхийлдэг СИ системийн хоёрдогч нэгж юм. Вольт нь Италийн физикч Alessandro Volta (1745–1827)-ийн дурсгалыг хүндэтгэж түүний нэрээр нэрлэгдсэн ба тэрээр анхны химийн батерей байж болох батерейг зохиосон билээ.

Тодорхойлолт

Нэг вольт нь нэг ваттын чадлыг нэг ампер гүйдлээр дамжуулагчаар дамжуулах үеийн потенциалын зөрүүг хэлнэ. Мөн нэг ньютон/кулон соронзон орон үүсгэж буй хоорондоо 1 метр зайтай хязгааргүй ялтсан хавтангуудын хоорондын потенциалын зөрүүтэй тэнцүү юм. Нэмж хэлхэд нэг вольт нь нэг жоуль/кулон энергийг дамжуулах хоёр цэгийн хоорондох потенциалийн зөрүү юм.

СИ системын нэгжээр илэрхийлвэл:

${\text{V}}={\text{A}}\cdot \Omega ={\dfrac {\text{W}}{\text{A}}}={\sqrt {{\text{W}}\cdot \Omega }}={\dfrac {\text{J}}{{\text{A}}\cdot {\text{s}}}}={\dfrac {{\text{N}}\cdot {\text{m}}}{{\text{A}}\cdot {\text{s}}}}={\dfrac {{\text{kg}}\cdot {\text{m}}^{2}}{{\text{C}}\cdot {\text{s}}^{2}}}={\dfrac {{\text{N}}\cdot {\text{m}}}{\text{C}}}={\dfrac {{\text{T}}\cdot {\text{m}}^{2}}{\text{s}}}={\dfrac {\text{J}}{\text{C}}}.$

Мөн СИ системийн үндсэн нэгж болох м, кг, сек бас А-аар илэрхийлвэл:

${\mbox{V}}={\dfrac {{\mbox{kg}}\cdot {\mbox{m}}^{2}}{{\mbox{A}}\cdot {\mbox{s}}^{3}}}.$

Жосепсоны зангилаа тодорхойлолт

1990 - 1997 онуудад вольт нь Жосепсоний эффектээр тодорхойлогдож байхаар Жин болон Хэмжилтийн 18-р хурлаар тогтоосон байна. Энд хэрэглэгддэг Жосепсоны тогтмол нь:

K_{J-90} = 2e/h = 0.4835979 GHz/µV,

Үүнд: е – эгэл цэнэг, h – Планкийн тогтмол

Энэ нь ерөнхийдөө хэдэн арван мянган зангилааны матрицтай хамт хэрэглэгддэг ба долгион зуухны дохио нь 10 – 80 ГегаГерц (матрицийн загвараас хамаарна) үед өдөөгддөг. Туршлага дээрээс зарим цөөн туршилтын явцад энэ арга нь төхөөрөмжийн загвар, материал, хэмжилтийн тохиргоо зэргээс хамааралгүй гэдэг нь харагдаж байсан.

Усны урсгалтай төстэй байдал

Ган хоолой дахь усны урсгалаар заримдаа цахилгаан гүйдлийг тайлбарлах сайхан жишээ болдог. Энд хүчдэл(цахилгаан потенциалын зөрүү) нь усны даралтын зөрүүтэй дүйдэг.

Хүчдэл болон цахилгаан гүйдлийн харилцан хамаарал нь Омийн хуулиар тодорхойлогддог.

Ердийн хүчдэл

Mултиметер. Үүгээр хоёр цэгийн хоорондох хүчдлийг хэмждэг.

1,5 В С cell батерей

Бидний эргэн тойрондох ердийн хүчдэлүүд:

• Нэг удаагийн дахин цэнэглэгддэггүй шүлтийн батерей(AA, ААА, С, D) – 1.5B
• LiFePO4 дахин цэнэглэгддэг батерей – 3,3В
• Литийн полимер, дахин цэнэглэгддэг батерей – 3,75В
• Транзистор – транзистор логик (TTL) тэжээл – 5В
• USB – 5В (тогтмол DC)
• PP3 батерей – 9 В
• Автомашины цахилгаан системд: хэвийн үед 12В, цэнэглээгүй үед 11.8В, цэнэглэгдсэн үед 12.8В. Мөн машин ажиллаж цэнэглэгдэж байх үед 13.8 – 14.4В.
• Өрхийн хэрэглээнд: Европ, Ази, Африкт 230В Хойд Америк болон Японд 100В
• Ачааны машин, хүнд тоног төхөөрөмж: 24В (тогтмол DC)
• Шуурхай тээврийн гуравдагч төмөр зам нь 600 – 750В
• Өндөр хурдны галт тэрэг: 25кВ 50Гц
• Өндөр хүчдлийн цахилгаан дамжуулах шугам: 110кВ

Alessandro Volta

Түүх

1800 онд Luigi Galvani, Alessandro Volta нар одоогийн батерейний эхлэл болох Voltaic pile гэж нэрлэгдсэн анхны батерейг бүтээжээ. Энэ батерей тогтмол гүйдэл үүсгэдэг байсан байна. Волта хамгийн үр дүн бүхий ондооших чадвартай хослол болох мөнгө болон цайрыг хэрэглэсэн байна.

1880 онд Олон улсын цахилгаан энергийн холбоо “Вольт”-г цахилгаан хөдөлгөгч хүчнийг хэмжих нэгж хэмээн баталсан байна. Тухайн үед Вольт нь нэг Ватт чадлыг нэг Ампер гүйдлээр дамжуулах потенциалын зөрүү гэж тодорхойлогдож байжээ.

Мөн...

• Ампер
• Ом
• Ватт
• Вольтметер
• СИ олон улсын нэгжийн систем