Volt

Für das elektrische Plug-in-Hybrid-Konzeptfahrzeug siehe Chevrolet Volt.

Für das Plattenlabel siehe Volt Records

Das Volt (Symbol: V) ist die von SI abgeleitete Einheit der elektrischen Potentialdifferenz oder der elektromotorischen Kraft (auch als Spannung bekannt). Es ist zu Ehren des italienischen Physikers Alessandro Volta (1745-1827) benannt, der den Voltstapel, die erste chemische Batterie, erfand.

Josephson-Junction-Array-Chip, der vom NIST als Standardvolt entwickelt wurde.

Definition

Das Volt ist definiert als die Potentialdifferenz über einem Leiter, wenn ein Strom von einem Ampere ein Watt Leistung ableitet. Daher ist es die Basis-SI-Darstellung ^m2 - kg - s-3 - A-1, die sich gleichermaßen als ein Joule Energie pro Coulomb Ladung, J/C, darstellen lässt.

V = W A = J C = m 2 ⋅ kg s 3 ⋅ A {\displaystyle {\mbox{V}}={\dfrac {\mbox{W}}{\mbox{A}}}}={\dfrac {\mbox{J}}}{\mbox{C}}}}={\dfrac {\mbox{m}}^{{2}\cdot {\mbox{kg}}}{{{\mbox{s}}^{{3}\cdot {\mbox{A}}}}} ${\mbox{V}}={\dfrac {\mbox{W}}{\mbox{A}}}={\dfrac {\mbox{J}}{\mbox{C}}}={\dfrac {{\mbox{m}}^{2}\cdot {\mbox{kg}}}{{\mbox{s}}^{3}\cdot {\mbox{A}}}}$

Hydraulische Analogie

In der hydraulischen Analogie, die manchmal verwendet wird, um elektrische Schaltkreise zu erklären, indem man sie mit wassergefüllten Rohren vergleicht, wird die Spannung mit dem Wasserdruck verglichen - sie bestimmt, wie schnell die Elektronen durch den Schaltkreis wandern werden. Strom (in Ampere) ist in der gleichen Analogie ein Maß für das Wasservolumen, das an einem bestimmten Punkt vorbeifließt, dessen Geschwindigkeit durch die Spannung bestimmt wird, und die Gesamtleistung in Watt. Die Gleichung, die alle drei Komponenten zusammenbringt, lautet: Volt × Ampere = Watt

Gemeinsame Spannungen

Nennspannungen bekannter Quellen:

Aktionspotential der Nervenzellen: etwa 30 mV
Einzelzellige, wiederaufladbare NiMH- oder NiCd-Batterie: 1,2 V
Quecksilber-Batterie 1.355 V
Einzellige, nicht wiederaufladbare Alkaline-Batterie (z.B. AAA-, AA-, C- und D-Zellen): 1,5 V
Wiederaufladbarer Lithium-Polymer-Akku: 3,75 V
Transistor-Transistor-Logik (TTL)-Stromversorgung: 5 V
PP3-Batterie: 9 V
Autoelektrisches System: 12 V (nominal)
Haushaltsnetzstrom: 230 V RMS in Europa, Australien, Asien und Afrika, 120 V RMS in Nordamerika, 100 V RMS in Japan (siehe Liste der Länder mit Netzsteckern, Spannungen und Frequenzen)
Dritte Schiene des S-Bahn-Nahverkehrs: 600 bis 700 V (siehe Liste der Stromsysteme für den elektrischen Bahnbetrieb)
Oberleitungen für Hochgeschwindigkeitszüge: 25 kV RMS bei 50 Hz, Ausnahmen siehe Liste der Stromsysteme für elektrische Bahntraktion.
Hochspannungs-Stromübertragungsleitungen: 110 kV RMS und höher (1150 kV RMS ist der Rekord aus dem Jahr 2005)
Blitz: Variiert stark, oft um 100 MV.

Hinweis: Wo 'RMS' (root mean square) oben angegeben ist, ist die Spitzenspannung 2 {\displaystyle {\sqrt {2}}}} ${\sqrt {2}}$ mal größer als die RMS-Spannung für ein sinusförmiges Signal.

Ein Multimeter kann zur Messung der Spannung zwischen zwei Punkten verwendet werden

1,5 V C-Zellen-Batterien

Geschichte des Volt

Im Jahr 1800 entwickelte Alessandro Volta als Ergebnis einer fachlichen Meinungsverschiedenheit über die von Luigi Galvani befürwortete galvanische Reaktion den so genannten Voltaic-Stapel, einen Vorläufer der Batterie, der einen konstanten elektrischen Strom erzeugte. Volta hatte festgestellt, dass das effektivste Paar ungleicher Metalle zur Stromerzeugung Zink und Silber war. In den 1880er Jahren genehmigte der Internationale Elektrokongress, die heutige Internationale Elektrotechnische Kommission (IEC), das Volt für die elektromotorische Kraft. Das Volt wurde definiert als die Potenzialdifferenz über einem Leiter, wenn ein Strom von einem Ampere ein Watt Leistung ableitet.