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Volt

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 Nota: "Volt" redireciona para este artigo. Para o partido político, vejaVolt Europa.
Alessandro Volta

Nafísica, ovolt ouvóltio (símbolo:V, plural: volts)[1] é a unidade que representa atensão elétrica (ou diferença depotencial elétrico) doSistema Internacional de Unidades (SI).[2]

O volt é o potencial de transmissão de energia, emjoules, por carga elétrica, emcoulombs, entre dois pontos distintos no espaço. Dizer que a tensão existente entre dois pontos corresponde a um volt é o mesmo que dizer que cada carga de um coulomb que se movimenta entre tais pontos transmite um joule deenergia.[3]

Etimologia

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Anomenclatura volt é uma homenagem aAlessandro Volta, que desenvolveu apilha voltaica, precursora dabateria elétrica. Oplural da nomenclatura da unidade é volts.[4]

Definição

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Um volt é definido como a diferença empotencial elétrico entre dois pontos de umfio condutor quando umacorrente elétrica de 1ampere dissipa 1watt depotência entre estes pontos.[5] É igual, também, àdiferença de potencial elétrico entre dois planos paralelos, infinitos, espaçados de 1metro que cria umcampo elétrico de 1newton porcoulomb.

Adicionalmente, é a diferença de potencial entre 2 pontos que vão transmitir 1joule deenergia porcoulomb de carga que passe através destes pontos. Pode ser expressado em termos de unidades do SI (m,kg,s eA) como:

V=energia potencialcarga=JC=kgm2As3{\displaystyle {\displaystyle {\text{V}}={\frac {\text{energia potencial}}{\text{carga}}}={\frac {\text{J}}{\text{C}}}={\frac {{\text{kg}}{\cdot }{\text{m}}^{2}}{{\text{A}}{\cdot }{\text{s}}^{3}}}}}

Também pode ser expresso como ampere vezesohms (corrente vezes resistência,lei de ohm), watt por ampere (potência por unidade de corrente, definição de energia elétrica) ou joules por coulomb (energia por unidade de carga), o que também é equivalente aelétron-volts pelacarga elementar do elétron:

V=AΩ=WA=JC=eVe{\displaystyle {\displaystyle {\text{V}}={\text{A}}{\cdot }\Omega ={\frac {\text{W}}{\text{A}}}={\frac {\text{J}}{\text{C}}}={\frac {\text{eV}}{e}}}}

Para calcular a tensão utiliza-se a seguinte fórmula :
U=EQ{\displaystyle U={\frac {E}{Q}}}

Outra relação importante é a que relaciona apotência com a tensão elétrica e acorrente elétrica (onde 1watt corresponde ao produto de 1 volt por 1ampère):
P=Ui{\displaystyle P=U\cdot i\,}

Definição da Junção de Josephson

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O volt “convencional”, V90, definida em 1988 na18ª Conferência Geral de Pesos e Medidas e em uso desde 1990, é implementado usando oEfeito Josephson para uma conversão exata de frequência para tensão, combinada com o padrão de frequência césio. Para a constante de Josephson,KJ = 2e/h (ondee é o valor dacarga elementar do elétron eh é aconstante de Planck), o valor “convencional” KJ-90 é usado como:

KJ-90=0.4835979GHzμV{\displaystyle {\displaystyle K_{\text{J-90}}=0.4835979\,{\frac {\text{GHz}}{\mu {\text{V}}}}}}

Este padrão é usualmente percebido usando uma matriz conectada em série de milhares ou dezenas de milhares de junções, excitadas por sinais de micro-ondas entre 10 e 80 GHz (dependendo do design da matriz).[6] Empiricamente, diversos experimentos mostraram que o método é independente do design do dispositivo, material, configuração de medidas, etc., e nenhum termo de correção é necessário em uma implementação prática.[7]

História

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Diagrama esquemático de uma pilha voltaicacobrezinco.

Em 1800, como resultado de um desentendimento sobre a resposta galvânica porLuigi Galvani,Alessandro Volta desenvolveu a chamadapilha voltaica, um tipo debateria, que produzia uma corrente elétrica constante. Volta havia determinado que o pareamento de metais assimilares mais efetivo para geração de energia seriazinco eprata. Em 1861, Latimer Clarck e Sir Charles Bright cunharam "volt" como uma unidade deresistência.[8] Em 1873, a Associação Britânica para os Avanços da Ciência já tinha definido volt, ohm e farad.[9]

Entre 15 de agosto e 15 de novembro de 1881, noPalais de I'Industrie nosChamps-Élysées, ocorreu a primeiraExposição Internacional de Eletricidade, que serviu para mostrar os avanços da tecnologia elétrica desde a pequena mostra elétrica naExposição Universal de 1878. Apresentaram-se na Exposição Internacional expositores doReino Unido,Estados Unidos,Alemanha,Itália ePaíses Baixos, bem como da própriaFrança.

Entre outros grandes acontecimentos realizados nessa feira, ocorreu o primeiro Congresso Internacional de Eletricistas, nos salões doAncien Palais du Trocadéro, apresentando vários trabalhos científicos e técnicos incluindo definições para as unidades praticas padrão volt, ohm e ampere.[10]

Uma proposta de redefinição das unidades básicas doSI, incluindo a definição do valor da carga elementar, é esperada para 2019.

Ordem de grandeza

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PotênciaValorDescrição (valor exato)Exemplo
10-31 mV1 millivolt (0,001V)
10-210 mV10 milivolts (0,01 V)
10-1100 mV100 milivolts (0,1 V)VBE emtransistores desilício (700 mV)
1001 V1 voltPilha AA (1,5 V)
10110 V10 voltsBateria de carro (12 V)
102100 V100 voltsTomada residencial (110 ou 220 V), (127 ou 230 V —Brasil), (100 ou 200 V —Japão)
1031 kV1 quilovolt (1 000 V)Tensão de entrada primária em transformadores ligados a redes de sub-distribuição, por exemplo, industriais (6 kV)
10410 kV10 quilovolts (10 000 V)Rede de distribuição (13,8 kV, 33 kV); vela de ignição (30 kV); bobina deTesla (10 000 a 50 000 V)
105100 kV100 quilovolts (100 000 V)Linha de transmissão (138 kV, 500 kV, 750 kV)
1061 MV1 megavolt (1 000 000 V)Linhas de transmissão experimentais
10710 MV10 megavolts (10 000 000 V)Descargas atmosféricas

Ver também

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Bibliografia

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Referências

  1. «Quadro Geral de Unidades de Medida no Brasil»(pdf). Instituto Nacional de Metrologia, Qualidade e Tecnologia. 2 de dezembro de 2013. p. 4. Consultado em 1 de julho de 2016 
  2. http://www.bipm.org/en/si/si_brochure/chapter2/2-2/table3.htmlArquivado em 18 de junho de 2007, noWayback Machine. Unidades de medida, nome e símbolo.
  3. «Ohm's law» (em inglês). Sherbrooke Community Radio Club. Consultado em 6 de maio de 2020 
  4. «Quadro Geral de Unidades de Medida no Brasil»(pdf). Instituto Nacional de Metrologia, Qualidade e Tecnologia. 2 de dezembro de 2013. p. 4. Consultado em 1 de julho de 2016 
  5. BIPM SI Brochure: Appendix 1, p. 144
  6. Burroughs, Charles J.; Bent, Samuel P.; Harvey, Todd E.; Hamilton, Clark A. (1999-06-01), "1 Volt DC Programmable Josephson Voltage Standard", IEEE Transactions on Applied Superconductivity,Instituto de Engenheiros Eletricistas e Eletrônicos (IEEE), 9 (3): 4145–4149,Bibcode:1999ITAS....9.4145B,doi:10.1109/77.783938,ISSN1051-8223, retrieved 2014-06-27
  7. Keller, Mark W (2008-01-18), "Current status of the quantum metrology triangle" (PDF), Metrologia, 45 (1): 102–109,Bibcode:2008Metro..45..102K,doi:10.1088/0026-1394/45/1/014,ISSN0026-1394, archived fromthe originalArquivado em 27 de maio de 2010, noWayback Machine. (PDF) on 2010-05-27, retrieved 2010-04-11, Theoretically, there are no current predictions for any correction terms. Empirically, several experiments have shown that KJ and RK 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.
  8. As names for units of various electrical quantities, Bright and Clark suggested "ohma" for voltage, "farad" for charge, "galvat" for current, and "volt" for resistance. See:
  9. Sir W. Thomson, et al. (1873)"First report of the Committee for the Selection and Nomenclature of Dynamical and Electrical Units,"Report of the 43rd Meeting of the British Association for the Advancement of Science (Bradford, September 1873), pp. 222-225. From p. 223: "The "ohm," as represented by the original standard coil, is approximately 109 C.G.S. units of resistance ; the "volt" is approximately 108 C.G.S. units of electromotive force ; and the "farad" is approximately 1/109 of the C.G.S. unit of capacity."
  10. (Anon.) (September 24, 1881)"The Electrical Congress,"The Electrician,7 : 297.

Ligações externas

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