Concept Volt ou Volt et formules, équivalences, exemples

Il volt ou volt C'est l'unité utilisée dans le système international d'unités si pour exprimer la tension et le potentiel électrique, l'une des principales amplitudes de l'électricité. La tension fait le travail nécessaire pour démarrer les charges électriques et ainsi créer un courant. Le courant électrique, voyageant à travers les chauffeurs, est en mesure de mettre des moteurs, de transmettre des informations, des avenues et des maisons illuminés et bien plus encore.

Le nom de Voltio en tant qu'unité a été choisi en l'honneur d'Alessandro Volta (1745-1827), le physicien et chimiste italien qui a inventé la pile électrique vers 1800. À cette époque, l'anatomiste Luigi Galvani avait prouvé que les ancres de grenouille pouvaient être contractées en appliquant l'électricité. Volta, consciente de ces résultats, s'est également consacrée à la recherche de charges électriques dans les tissus animaux, en utilisant un électroscope.

Figure 1. Assortiment de batterie AA avec 1 tension nominale.5 V, largement utilisé sur de petits appareils, tels que les radios, les caméras, les lampes de poche et les jouets. Source: Pixabay.

Cependant, Volta n'a pas trouvé ce qu'il cherchait dans les matières organiques et a finalement convaincu que les charges électriques étaient, en quelque sorte, dans les métaux avec lesquels il a joué les ancres Rana.

Figure 2. Portrait Alessandro Volta. Source: Wikimedia Commons.

Volta a également réalisé que deux métaux différents produisent une différence de potentiel et que certaines combinaisons étaient meilleures que d'autres. Ainsi, il a construit la première batterie: des feuilles de feutre humidifié dans une solution saline entre deux électrodes argentées et zinc. Il a empilé plusieurs de ces couches et a donc pu produire un courant électrique stable.

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Concept et formules

En 1874, la Volt, ainsi que l'Ohmio, ont été adoptées respectivement comme unités de tension et de résistance, par une commission de la Association britannique pour l'avancement de la science (Baas) formé par des scientifiques notables du monde entier.

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À cette époque, ils étaient appelés «unités pratiques» et font aujourd'hui partie du système international d'unités ou si.

Dans la plupart de la littérature, la différence de potentiel est définie comme Énergie par unité de charge. En effet, si vous avez une charge électrique au milieu d'un champ électrique produit par une autre charge, il est nécessaire de faire un travail pour les faire passer d'un endroit à un autre.

Le travail effectué est stocké dans la configuration de chargement comme un changement dans son énergie potentielle électrique, que nous appellerons ∆U. Le symbole ∆ indique ce changement ou cette différence, puisque ∆U = OU_final - OU_nicial.

De cette façon, la différence de potentiel entre deux points ∆V, est défini comme:

∆v = ∆u / q

Étant donné que l'énergie a des unités Joule (J) et que la charge est disponible en coulomb (c), une tension de 1 volt (v) est équivalente à 1 joule / coulomb:

1 V = 1 J / C 

Ainsi, 1 volt équivaut à une différence de potentiel en faisant le travail de 1 joule pour chaque coulomb.

Définition alternative de Volt

Une autre façon de définir la Volt est de relier le courant électrique et la puissance. De cette façon, 1 volt (v) est la différence de potentiel entre deux points d'un fil à travers lequel un courant de 1 ampère circule (a) si la puissance Dyspa est de 1 watt (w). Donc:

1 V=1 w / a

Cette définition est importante car elle intervient l'intensité du courant électrique, qui est l'une des amplitudes fondamentales de la physique. Par conséquent, l'ampère appartient au groupe des sept unités fondamentales:

Metro, kilogramme, deuxième, ampère, Kelvin, Mol, Candela

Il est possible de comparer que les deux définitions sont équivalentes, sachant que 1 watt est 1 joule / seconde et 1 amperio est 1 coulomb / seconde, donc:

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

Ces derniers sont annulés et J / C reste, équivalent à 1 Newton . Métro / coulomb. Par conséquent, 1 volt est également exprimé comme:

1 v = 1 n.m / c

Loi de l'Ohm

Pour certains matériaux, une relation linéaire entre la tension (v), le courant (i) et la résistance électrique (R) d'un matériau, connu sous le nom de loi d'Ohm, est remplie, qui est connue sous le nom de loi d'Ohm. De cette façon:

V = i.R

Comme les unités pour la résistance électrique sont les ohms (ω), il s'avère que 1 V = 1 A.Ω

Équivalence

Pour mesurer les tensions, multimètre ou Testeur et l'oscilloscope. Le premier offre une mesure directe de la tension et le second a un écran pour afficher la forme du signal, en plus de sa valeur.

figure 3. Multimètre numérique utilisé pour mesurer diverses amplitudes électriques. Source: Pixabay.

Il est courant de trouver des valeurs beaucoup plus importantes ou inférieures à la Volt, il est donc utile d'avoir les équivalences entre les multiples et les paramètres:

-1 kilovolt (kv) = 1000 V

-1 Milivotio (mv) = 10^-3  V

-1 microft (μV) = 10^-6 V

Exemples

Tensions en biologie

Dans le cœur, il y a une zone appelée nœud sinusal, qui se comporte comme une batterie lors de la génération d'impulsions électriques qui stimulent.

Le graphique d'entre eux est obtenu par un électrocardiogramme, qui offre les valeurs du cycle cardiaque: durée et amplitude. Grâce à cela, les anomalies peuvent être détectées dans le fonctionnement du cœur.

Les valeurs de potentiel membranaire typiques, à l'intérieur du cœur, sont comprises entre 70 et 90 mV, tandis que l'électrocardiographe est capable d'enregistrer des tensions de l'ordre de 1 mV.

Peut vous servir: corps célestes Figure 4. Un électrocardiogramme enregistre l'activité électrique du cœur. Source: Pixabay.

Le système nerveux fonctionne également à travers des impulsions électriques. Dans les nerfs de l'homme, vous pouvez mesurer des tensions d'environ 70 mV.

Tensions sur terre

La Terre a son propre champ électrique dirigé vers la planète, il est donc connu qu'il est chargé négativement. Entre la surface et les couches supérieures de l'atmosphère, il y a des champs dont l'ampleur varie entre 66 et 150 n / c, et des différences potentielles de jusqu'à 100 kV peuvent être établies.

D'un autre côté, les courants naturels qui circulent dans le sous-sol permettent de caractériser une terre à travers l'utilisation de méthodes électriques en géophysique. Un test consiste à insérer des électrodes dans le champ, deux pour la tension et deux pour le courant et la mesure des amplitudes respectives.

Variant de différentes manières la configuration des électrodes, il est possible de déterminer la résistivité du terrain, une propriété qui indique à quel point le courant peut s'écouler facile ou difficile dans un matériau donné. Selon les valeurs obtenues, l'existence d'une anomalie électrique peut être déduite, ce qui peut indiquer l'existence de certains minéraux dans le sous-sol.

Tensions sur les appareils d'utilisation courants

-Réseau alimentaire national (tension alternative): 110 V en Amérique et 220 en Europe.

-Bogues dans la voiture: 15 kV

-La batterie de la voiture: 12 V

-Une batterie sèche pour les jouets et lampes de poche: 1.5 V

-Tension dans une batterie téléphone intelligent: 3.7 V.

Les références

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2. Grieme-kee, s. 2016. Méthodes électriques. Récupéré de: geovirtual2.CL.
3. Kirkpatrick, L. 2007. Physique: un regard sur le monde. 6^faire Édition abrégée. Cengage Learning.
4. Chevalier, r.  2017. Physique pour les scientifiques et l'ingénierie: une approche stratégique.
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6. Wikipédia. Électrocardiogramme. Récupéré de: est.Wikipédia.org.
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