Изворни код странице Волт

{{Infobox Unit
| name = Волт
| image = [[File:NISTvoltChip.jpg|240px]]
| caption = Чип с пољем [[Josephson voltage standard|Џозефсонових спојева]] развијен на -{[[NIST]]}- као стандард за волт<ref>{{cite journal | last=Josephson | first=B.D. | title=Possible new effects in superconductive tunnelling | journal=Physics Letters | publisher=Elsevier BV | volume=1 | issue=7 | year=1962 | issn=0031-9163 | doi=10.1016/0031-9163(62)91369-0 | pages=251–253 | bibcode=1962PhL.....1..251J}}</ref><ref>{{cite journal | last=Shapiro | first=Sidney | title=Josephson Currents in Superconducting Tunneling: The Effect of Microwaves and Other Observations | url=https://archive.org/details/sim_physical-review-letters_1963-07-15_11_2/page/80 | journal=Physical Review Letters | publisher=American Physical Society (APS) | volume=11 | issue=2 | date=15 July 1963 | issn=0031-9007 | doi=10.1103/physrevlett.11.80 | pages=80–82}}</ref>
| standard = [[Изведене јединице СИ система]]
| quantity = [[Електрични потенцијал]], [[електромоторна сила]]
| symbol = -{V}-
| dimension = -{M·L<sup>2</sup>·T<sup>−3</sup>·I}-
| namedafter = [[Алесандро Волта]]
| extralabel = У [[Основне јединице СИ система|SI основним јединицама]]:
| extradata = -{[[kilogram|kg]]·[[metre|m]]<sup>2</sup>·[[second|s]]<sup>−3</sup>·[[ampere|A]]<sup>−1</sup>}-
}}
[[Datoteka:High voltage warning.svg|thumb|150px|Међународни знак за ''опасност од високог напона'']]

'''Волт''' ([[енглески језик|енг]]. -{''volt''}-; симбол: -{V}-) је [[СИ изведене јединице|СИ изведена јединица]] за [[електрични потенцијал]] и [[Електрични напон|напон]] (изведена из [[ампер]]а и [[ват]]а).<ref>{{cite web| url = http://www.bipm.org/en/si/si_brochure/chapter2/2-2/table3.html| title = SI Brochure, Table 3 (Section 2.2.2)| access-date = 2007-07-29| year = 2006| publisher = BIPM| url-status = dead| archive-url = https://web.archive.org/web/20070618123613/http://www.bipm.org/en/si/si_brochure/chapter2/2-2/table3.html| archive-date = 2007-06-18}}</ref><ref name="SI Jedinice PTB">[http://www.ptb.de/cms/fileadmin/internet/publikationen/mitteilungen/2007/PTB-Mitteilungen_2007_Heft_2.pdf  Publikacija o međunarodnom sistemu jedinica objavljena 2007 godine na saveznoj instituciji fizike i tehnike, Njemačka] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20150320003122/http://www.ptb.de/cms/fileadmin/internet/publikationen/mitteilungen/2007/PTB-Mitteilungen_2007_Heft_2.pdf |date=20 Mart 2015 }}  [[Njemački jezik|njem.]] učitano 13.01.2013</ref><ref>[http://www.bipm.org/utils/common/pdf/si_brochure_8_en.pdf BIPM, Mjerna jedinica volt na portalu Bureau International des Poids et Mesures. Organizacija BIPM usklađuje mjerne jedinice i održava konferencije sa oko 50 zemalja članica] učitano 13.01.2014 [[Engleski jezik|eng.]] [[Francuski jezik|fr.]]</ref> Добила је назив у част [[Алесандро Волта|Алесандра Волте]], који је [[1800]]. године изумео прву хемијску [[батерија|батерију]].<ref name="schuelerlexikon">[http://m.schuelerlexikon.de/mobile_physik/Alessandro_Volta.htm Alessandro Volta, Leksikon bibliografskog instituta Brockhaus AG, Njemačka] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20130430140558/http://m.schuelerlexikon.de/mobile_physik/Alessandro_Volta.htm |date=30. 4. 2013 }} učitano 13.01.2014 [[Njemački jezik|njem.]]</ref>

Волт се дефинише као [[Електрични напон|потенцијална разлика]] на проводнику када [[електрична струја]] од једног [[ампер]]а утроши један ват [[Снага (физика)|снаге]]. Стога се у СИ основи представља као [[метар|m]]<sup>2</sup> · [[килограм|kg]] · [[секунд|s]]<sup>-3</sup> · [[ампер|A]]<sup>-1</sup>, што може да се представи и као један [[џул]] [[енергија|енергије]] по [[кулон (јединица)|кулону]], J/C. У суштини, волт мери колико кинетичке енергије носи сваки електрон, мерен у кулонима, поред наелектрисања. Па се тако волт, један фактор енергије, множи струјом, [[ампер]]ом, да би се добила укупна [[електрична снага]] струје у [[ват]]има.

Од [[1990]]. године, волт се интернационално одржава користећи [[Џозефсонов ефекат]], где се користи конвенцијом утврђена вредност за [[Џозефсонова константа|Џозефсонову константу]], установљену на осамнаестој [[Генерална конференција за тегове и мере|Генералној конференцији тежина и мера]] као: -{'''K<sub>{J-90}</sub>''' = 0,4835979 GHz/µV}-.

== Дефиниција ==

Волт се дефинише као [[Електрични напон|разлика потенцијала]] на крајевима [[Електрични проводник|проводника]] када [[електрична струја|струја]] од једног [[ампер]]а дисипира [[снага|снагу]] од једног [[ват]]а. Односну, у СИ систему -{[[метар|m]]<sup>2</sup> · [[kilogram|kg]] · [[sekunda|s]]<sup>−3</sup> · [[amper|A]]<sup>−1</sup>}-, што се исто тако може записати и као [[џул]] [[енергија|енергије]] по [[кулон]]у напона, -{J/C}-.

: -{1 V = 1 W/A = 1 m²•kg•s<sup>–3</sup>•A<sup>–1</sup>}-

Од [[1990]]. године Волт је међународно дефинисан, за практична мерења, кориштењем [[Џозефсонов ефект|Џозефсоновог ефекта]], где је уобичајена вредност узета као [[Џозефсонова константа]], дефинисана у 18-ом вијеку као

: -{'''K<sub>{J-90}</sub>''' = 0,4835979 GHz/µV}-.

=== Дефиниција Џозефсоновог споја ===
{{main|Џозефсонов напонски стандард}}

„[[Conventional electrical unit|Конвенционални]]” волт, -{V}-<sub>90</sub>, који је дефинисан 1987. године на 18. [[Генерална конференција за тегове и мере|Генералној конференцији за тегове и мере]]<ref name="cgpm-18">{{cite web |url=https://www.bipm.org/en/CGPM/db/18/ |title=Resolutions of the CGPM: 18th meeting (12-15 October 1987) |access-date=26. 02. 2021 |archive-date=08. 03. 2021 |archive-url=https://web.archive.org/web/20210308024351/https://www.bipm.org/en/CGPM/db/18/ |url-status=dead }}</ref> и у употреби од 1990, имплементиран је користећи [[Josephson effect|Џозефсонов ефекат]] за за тачно претварање фреквенције у напон, у комбинацији са [[Caesium standard|цезијумским стандардом]] фреквенције.

За [[Josephson constant|Џозефсонову константу]], -{''K''<sub>J</sub> = 2''e''/''h''}- (где је -{''e''}- [[elementary charge|елементарно наелектрисање]], а ''h'' [[Планкова константа]]), у сврху дефинисања волта коришћена је „конвенционална“ вредност -{''K''<sub>J-90</sub> = 0.4835979 GHz/μV}-. Као последица [[2019 redefinition of the SI base units|редефиниције СИ базних јединица]] 2019. године, Џозефсонова константа је редефинисана 2019. године да би имала тачну вредност од {{math|''K''<sub>J</sub>}} = {{val|483597.84841698|end=...|u=GHz⋅V{{sup|−1}}}},<ref>{{cite web|url=https://www.bipm.org/utils/en/pdf/si-mep/MeP-a-2018.pdf|title=''Mise en pratique'' for the definition of the ampere and other electric units in the SI|publisher=[[BIPM]]|access-date=26. 02. 2021|archive-date=08. 03. 2021|archive-url=https://web.archive.org/web/20210308034514/https://www.bipm.org/utils/en/pdf/si-mep/MeP-a-2018.pdf|url-status=dead}}</ref> која је заменила конвенционалну вредност {{math|''K''<sub>J-90</sub>}}.

Овај стандард се обично реализује помоћу серијски повезаног низа од неколико хиљада или десетина хиљада [[Electrical junction|спојева]], побуђених микроталасним сигналима између 10 и 80 -{GHz}- (у зависности од дизајна низа).<ref name="ieee-josephson">{{Citation |title=1 Volt DC Programmable Josephson Voltage Standard |first1=Charles J. |last1=Burroughs |first2=Samuel P. |last2=Bent |first3=Todd E. |last3=Harvey |first4=Clark A. |last4=Hamilton |journal=IEEE Transactions on Applied Superconductivity |date=1999-06-01 |volume=9 |number=3 |pages=4145–4149 |issn=1051-8223 |publisher=[[Institute of Electrical and Electronics Engineers]] (IEEE) |doi=10.1109/77.783938 |bibcode=1999ITAS....9.4145B |url=https://zenodo.org/record/1232191 }}</ref> Емпиријски, неколико експеримената је показало да је метода независна од дизајна уређаја, материјала, подешавања мерења, итд, и да у практичној примени нису потребни корекциони чланови.<ref>{{Citation |title=Current status of the quantum metrology triangle |first=Mark W |last=Keller |url=http://qdev.boulder.nist.gov/817.03/pubs/downloads/set/Metrologia%2045,%20102.pdf |journal=Metrologia |volume=45 |number=1 |pages=102–109 |date=2008-01-18 |issn=0026-1394 |doi=10.1088/0026-1394/45/1/014 |quote=Theoretically, there are no current predictions for any correction terms. Empirically, several experiments have shown that ''K''<sub>J</sub> and ''R''<sub>K</sub> are independent of device design, material, measurement setup, etc. This demonstration of universality is consistent with the exactness of the relations, but does not prove it outright. |bibcode=2008Metro..45..102K |access-date=2010-04-11 |archive-url=https://web.archive.org/web/20100527094953/http://qdev.boulder.nist.gov/817.03/pubs/downloads/set/Metrologia%2045,%20102.pdf |archive-date=2010-05-27 |url-status=dead }}</ref>

== Објашњење ==
Разлика [[електрични потенцијал|електричног потенцијала]] се може замислити као способност помицања [[електрични набој|електричног набоја]] кроз [[електрични отпор|отпор]]. У суштини, волт мери колико [[кинетичка енергија|кинетичке енергије]] поседује поједини [[електрон]]. Број електрона се мери као напон, у кулонима. Стога волт помножен с током струје, мерна јединица [[ампер]] што је кулон по секунди, даје укупну [[електрична снага|електричну снагу]] струје, у ватима. У време кад се у физици реч сила користила доста ''слободно'', разлика потенцијала је названа као [[електромоторна сила]] или '''емс''' – појам који се и данас користи у поједином контексту.

=== Разлика електричног потенцијала (''напон'') ===
Између две тачке у [[електрично поље|електричном пољу]], попут онога у [[електрично коло|електричном колу]], разлика потенцијала једнака је разлици њихових [[електрични потенцијал|електричних потенцијала]]. Разлика је пропорционална електростатској сили која тежи потискивању [[електрон]]а, или осталих носиоца набоја, из једне тачке у другу. Разлика потенцијала, електрични потенцијал и електромоторна сила се мјере у волтима, водећи обично према називу ''напон'' и симболу -{''V''}- (понекад се означава и са ''<math>\mathcal{E}</math>'').

Напон се може збрајати на следећи начин: напон између -{''A''}- и -{''C''}- једнак је суми напона између -{''A''}- и -{''B''}- и између -{''B''}- и -{''C''}-. Две тачке електричног круга које су спојене идеалним проводником, проводником без отпора и без присутности промењивог [[магнетско поље|магнетског поља]], имају разлику потенцијала једнаку нули. Међутим други парови тачака могу исто тако имати разлику потенцијала једнаку нули. Ако такве две тачке повежу проводником кроз њега неће тећи струја. Различити напони у струјном кругу се могу израчунати кориштењем [[Кирхофови закони|Кирхофових закона]].

Напон је својство [[електрично поље|електричног поља]], а не појединих електрона. Електрон који се креће кроз разлику напона доживљава повећање енергије, често мерено у [[електрон волт]]има. Овај ефект аналоган је падању масе с одређене висине у [[гравитационо поље|гравитационом пољу]].

=== Хидрауличка аналогија ===
Ако се електрични круг посматра као [[аналогија|аналогна]] мрежа цеви у којима циркулише вода, погоњена црпкама у простору у којем не делује [[гравитација]], тада разлика потенцијала одговара разлици притисака течности између две тачке. Уколико постоји разлика притисака између две тачке, тада вода тече из прве тачке према другој при чему може обављати [[Рад (термодинамика)|рад]], као на пример покретати [[турбина|турбину]].

Ова хидрауличка аналогија је корисна метода за поучавање великог броја електричних појмова. У хидрауличком систему, рад потребан за покретање воде једнак је притиску помноженом са [[запремина|запремином]] помакнуте воде. Слично, у електричном кругу, рад потребан за помицање електрона или осталих носиоца набоја једнак је 'електричном притиску' (стари израз за напон) помноженом с количином премештеног електричног набоја. Напон је погодан начин квантификовања способности обављања рада.

=== Техничка дефиниција ===
Разлика електричног потенцијала се дефинише као износ [[енергија|рада]] по набоју који је потребан за помицање [[електрични набој|електричног набоја]] из друге тачке у прву, или равноправно, износ рада који јединица набоја која протиче из прве тачке према другој може произвести. Разлика потенцијала између две тачке а и б је [[Криволинијски интеграл|линијски интеграл]] [[електрично поље|електричног поља]] -{'''E'''}-:

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

== Корисне формуле ==
{{colbegin|colwidth=30em}}
=== Истосмерна кола ===

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

Где је: -{U}-=напон, -{I}-=струја, -{R}-=отпор, -{P}-=снага

=== Изменична кола ===

:<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>

Где је: -{U}-=[[Електрични напон|напон]], -{I}-=[[Jačina električne struje|струја]], -{R}-=[[električni otpor|отпор]], -{P}-=[[снага]], -{Z}-=[[Electrical impedance|импеданса]], θ=[[Phase (waves)|фазни угао]]

=== Изменично претварање ===

:<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>

Где је: <br /> -{U<sub>pk</sub>}- = вршни напон ([[енглески језик|енгл.]] -{Peak Voltage}-), <br /> -{U<sub>ppk</sub>}- = напон ођврха-до-врха ([[енглески језик|енгл.]] -{Peak-to-Peak Voltage}-), <br /> -{U<sub>avg</sub>}- = средњи напон ([[енглески језик|енгл.]] -{Average Voltage}-), <br /> -{U<sub>rms</sub>}- = ефективни напон ([[енглески језик|енгл.]] -{Effective Voltage}-)

=== Укупан напон ===

Серијски спој напонских извора:

:<math> U_T = U_1 + U_2 + U_3 + ... \!\ </math><ref name="Tabellenbuch Elektrotechnik">EUROPA-LEHRMITTEL, Tabellenbuch Elektrotechik, 2009, Haan-Gruiten, 23. Auflage {{ISBN|978-3-8085-3219-5}} [[Nemački jezik|nem.]]</ref>

[[Serijska i paralelna kola|Паралелни спој]] напонских извора:

:<math> U_T = U_1 = U_2 = U_3 = ... \!\ </math><ref name="Tabellenbuch Elektrotechnik"/>

=== Падови напона ===
На [[отпорник]]у (отпорник -{n}-):

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

На [[кондензатор]]у (кондензатор -{n}-):

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

На [[завојница|завојници]] (завојница -{n}-):

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

Где је: -{U}-=напон, -{I}-=струја, -{R}-=отпор, X=[[Električna reaktansa|реактанса]]
{{colend}}

== Примери ==
=== Напонски извори ===
[[Датотека:Ohmslawvoltagesource.png|thumb|250px|Симболичко представљање напонског извора.]]
Уобичајени извори ЕМС су:
* [[батерија]] 
* [[динамо]] (разлика потенцијала се генерише на крајевима електрично проводљивог материјала који се креће окомито на смер [[магнетско поље|магнетског поља]]
* [[Električna influenca|електростатичка индукција]] (када се два различита електрично изолирајућа материјала међусобно трљају ствара се електростатски избој)
* [[кондензатор]] (у ствари елемент за похрану енергије произведене на неком другом извору)

=== Уобичајени напони ===
[[Датотека:BateriaR14.jpg|thumb|250px|лево|1,5 волтна Ц-чланак батерија]]
Номинални напони познатих извора:
* Радни потенцијал [[неурон|неуронске ћелије]]: 40 миливолти
* Један чланак, једнократне [[батерија|батерије]] (нпр. [[батерија#Уобичајене величине батерија|-{AAA}-, -{AA}-, -{C}- и -{D}- чланци]]): 1,5 волти<ref name="Tabellenbuch Elektrotechnik"/>
* Електрични систем [[аутомобил]]а: 12 волти<ref name="Tabellenbuch Elektrotechnik"/>
* Домаћинства: 120 волти [[Северна Америка]], 230 волти [[Европа]] {{ref|mains}}
* Високонапонски [[далековод]]: 110 киловолти и више(1150 -{kV}- је рекорд из 2005)
* [[Муња]]: 100 мегаволти

== Мерни инструменти ==
[[Датотека:Digital Multimeter Aka.jpg|thumb|250px|[[Унимер]] комплет за мерење напона.]] 

Инструменти за мерење разлике потенцијала обухваћају [[волтметар]], [[потенциометар]] (као мјерни склоп) и [[осцилоскоп]]. Волтметар ради на принципу мерења струје кроз стабилни отпорник, која је према [[омов закон|Омовом закону]], пропорционална разлици потенцијала на крајевима отпорника. Потенциометар ради на принципу уравнотежења непознатог напона насупрот познатом напону у [[мосни спој|мосном споју]]. [[Катодни осцилоскоп]] ради на принципу да појачава разлику потенцијала и користи је за отклањање електронског снопа (електронске зраке) из равне путање, па је тако настали отклон пропорционалан разлици потенцијала.

== Историја волта ==

Године [[1800]], као резултат професионалног сукоба око галванске реакције коју је заговарао [[Луиђи Галвани]], [[Алесандро Волта]] развија по њему назван [[Волтин чланак]], претечу данашњих батерија, које производе стабилну електричну струју. Волта је утврдио најделотворнији пар, [[цинк]] и [[сребро]], разноврсних метала који производе електрицитет. У 1880-ој је Међународна електротехничка комисија ([[енглески|енгл.]] -{International Electrotechnical Commission}-) -{[[IEC]]}-, потврдила волт као јединицу за мерење електромоторне силе. Волт је дефинисан као разлика потенцијала на проводнику када кроз њега протиче струја од једног ампера при чему се дисипира снага од једног вата.

Пре открића [[Џозефсонов спој|Џозефсоновог споја]] као еталона волта, волт се чувао у националним лабораторијима у специјално конструираним батеријским чланцима званима '''стандардни чланци'''. САД су од 1905. до 1972. користиле [[Вестонов чланак]].

== Види још ==
* [[Међународни систем јединица|СИ]]
* [[Омов закон]]
* [[Наизменична струја]]

== Референце ==
{{reflist|}}

== Литература ==
{{Литература|}}
* {{GreenBook3rd}}
* {{GreenBook2nd}}

{{Литература крај}}

== Спољашње везе ==
{{Commons category|Volt}}
* -{[http://histoires-de-sciences.over-blog.fr/2013/11/electrical-units-history.html History of the electrical units.]}-

{{СИ јединице}}
{{нормативна контрола}}

[[Категорија:СИ изведене јединице]]
[[Категорија:Јединице за електрични потенцијал]]