Mostra la font per a Volt

{{Vegeu3|l'unitat de la força electromotriu|el partit polític paneuropeu|Volt Europa}}
{{Infotaula unitat
| nom = Volt
| imatge = High voltage warning.svg
| peu = Símbol internacional de "Perill, alta tensió"
| estàndard = [[Unitat derivada del SI]]
| magnitud = [[Diferència de potencial elèctric]]<br />[[Força electromotriu]]
| símbol = V
| anomenada = [[Alessandro Volta]]
| etiqueta extra =
| dada extra =
| units1 = [[Unitats base del SI]]
| inunits1 = 1 [[quilogram|kg]]·[[metre|m]]²·[[segon|s]]<sup>−3</sup>·[[ampere|A]]<sup>−1</sup>
| units2 =
| inunits2 =
| units3 =
| inunits3 =
| units4 =
| inunits4 =
| units5 =
| inunits5 =
| units6 =
| inunits6 =
}}
El '''volt''' és la [[Unitats derivades del SI|unitat derivada del SI]] de la [[Potencial elèctric|diferència de potencial elèctric]] o [[força electromotriu]]. El seu símbol és '''V''', i rep el seu nom en honor del [[Física|físic]] italià [[Alessandro Volta]] ([[1745]]-[[1827]]).

== Definició ==
Es defineix com la [[diferència de potencial]] al llarg d'un conductor quan un [[Corrent elèctric|corrent]] d'un [[ampere]] dissipa un [[watt]] de [[Potència física|potència]]. Utilitzant les unitats de base del [[Sistema Internacional d'Unitats|SI]] seria [[metre|m]]²·[[quilogram|kg·]][[segon|s]]<sup>−3</sup>·[[ampere|A]]<sup>−1</sup>, que també pot ser representa com un [[joule]] (J) d'[[energia]] per [[coulomb]] (C) de càrrega, J/C.

:<math>\mbox{V} = \dfrac{\mbox{W}}{\mbox{A}} = \dfrac{\mbox{W} \cdot \mbox{s}}{\mbox{A} \cdot \mbox{s}} = \dfrac{\mbox{J}}{\mbox{C}} = \dfrac{\mbox{N} \cdot \mbox{m} }{\mbox{A} \cdot \mbox{s}} = \dfrac{\mbox{kg} \cdot \mbox{m}^2}{\mbox{A} \cdot \mbox{s}^{3}}</math>

=== Mesura en funció de l'efecte Josephson ===
Amb la definició del volt és difícil disposar d'una referència pràctica per a fer les mesures. El [[1987]], a la 18<sup>a</sup> [[Conferència General de Pesos i Mesures]] es va decidir utilitzar l'[[efecte Josephson]] i es va instar a trobar un valor per a la [[constant de Josephson]]<ref>[http://www.bipm.org/jsp/en/ViewCGPMResolution.jsp?CGPM=18&RES=6 Resolució 6 de la 18ª CGPM (1987) sobre la utilització de la constant de Josephson]</ref> que havia de servir com a per a la mesura i que havia d'entrar en vigor el primer de gener del [[1990]], un any abans de la següent Conferència.

El [[1991]] la 19<sup>a</sup> Conferència General de Pesos i Mesures va adoptar el valor proposat pel CIPM per a la constant de Josephson:<ref>[http://www.bipm.org/en/CGPM/db/19/2/ Resolució 2 de la 19ª CGPM (1991) que fixa un valor per a la constant de Josephson]</ref>

:<math>K_j-90 = \frac{2e}{h}</math> = 4,835979 10¹⁴ [[hertz|Hz]]/V = 0,4835979 GHz/μV.

Això permet disposar d'una referència de la mesura d'un volt a una freqüència precisa.<ref>[http://www.lne.fr/fr/r_et_d/metrologie_electrique/metrologie_electrique_quantique_EJ.shtml Laboratoire National de métrologie et d'essai, ''Représentation du Volt par l'effet Josephon''] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20051104012822/http://www.lne.fr/fr/r_et_d/metrologie_electrique/metrologie_electrique_quantique_EJ.shtml |date=2005-11-04 }} {{fr}}</ref>

== Descripció ==
La diferència de potencial elèctric es pot imaginar com la facultat de moure càrregues elèctriques a través d'una resistència. En essència, el volt mesura la quantitat d'[[energia cinètica]] que transporta cada [[electró]]. El nombre d'electrons es mesura com a càrrega elèctrica, en [[coulomb]]s. El volt es pot multiplicar pel flux corrent, mesurat en [[ampere]]s (que són coulombs per [[segon]]) per tal d'obtenir el [[potencial elèctric]] total del corrent en [[watt]]s. La diferència de potencial elèctric va ser anomenada [[força electromotriu]] o '''fem''' en una època en què en el món de la [[física]] s'utilitzava el mot ''força'' de manera poc acurada, avui dia aquest terme encara s'utilitza en algun context.

=== Diferència de potencial elèctric ===
Entre dos punts d'un [[camp elèctric]], com el que existeix a un [[circuit elèctric]], la diferència de potencial és igual a la diferència del seu [[potencial elèctric]]. Aquesta diferència és proporcional a la [[Llei de Coulomb|força electroestàtica]] que tendeix a empènyer els electrons o d'altres portadors de [[càrrega elèctrica]] d'un punt a un altre. La diferència de potencial, el potencial elèctric i la [[força electromotriu]] es mesuren en '''volts''', habitualment es denomina voltatge i se simbolitza amb ''V'', tot i que de vegades s'utilitza ''<math>\mathcal{E}</math>'', especialment per a la força electromotriu.

El voltatge és additiu en el sentit que el voltatge entre ''A'' i ''C'' és igual a la suma del voltatge entre ''A'' i ''B'' amb el voltatge entre ''B'' i ''C''. Els diferents voltatges que pot haver-hi al llarg d'un circuit elèctric poden ser determinats utilitzant les [[lleis de Kirchhoff]].

El voltatge és una propietat inherent a un camp elèctric, no als electrons individualment. Un electró que es mou a través d'una diferència de potencial experimenta un canvi net de la seva energia, que habitualment es mesura en [[electronvolt]]. Aquest efecte és anàleg a un massa que cau des d'una altura determinada a un [[camp gravitatori]].

=== Analogia hidràulica ===
Si es pensa en un circuit elèctric de manera [[Analogia|anàloga]] a un circuit de tubs pels quals circula [[aigua]] impulsada per [[Bomba (enginyeria)|bombes]] en absència de [[gravetat]], la diferència de potencial correspondria a la diferència de [[pressió]] al fluid entre dos punts diferents. Si hi ha una diferència de pressió entre dos punts, llavors l'aigua circularà del primer punt vers el segon i serà capaç de fer un [[Treball físic|treball]], com podria ser moure una [[turbina]].

Aquesta analogia és un bon mètode per explicar un bon nombre de conceptes elèctrics. A un sistema hidràulic, el treball fet per moure l'aigua és igual a la pressió multiplicada pel [[volum]] d'aigua mogut. De manera similar, a un circuit elèctric, el treball que es fa per moure electrons o d'altres portadors de càrregues és igual a la ''pressió elèctrica'' (un antic terme per al que avui coneixem com a voltatge) multiplicada per la quantitat de [[càrrega elèctrica]] moguda. Per tant, el voltatge és una bona manera per a quantificar la potencialitat de fer un treball físic.

=== Definició tècnica ===
La diferència de potencial elèctric es defineix com la quantitat d'[[energia]] per unitat de càrrega necessària per a moure una càrrega elèctrica d'un punt a un altre, o de manera equivalent, com la quantitat de treball que una càrrega elèctrica pot fer en passar del primer al segon punt. La diferència de potencial entre dos punts ''a'' i ''b'' és la [[integral curvilínia]] del [[camp elèctric]] '''E''':

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

== Múltiples i submultiples ==
{| class=wikitable
|-----
! Múltiple
! Nom
! Símbol
!
! Submúltiple
! Nom
! Símbol
|-----
| 10<sup>0</sup> || '''volt''' || V || rowspan="11" | || &#160;
| &#160; || &#160;
|-----
| 10¹ || decavolt || daV || 10<sup>−1</sup> || decivolt
| dV
|-----
| 10² || hectovolt || hV || 10<sup>−2</sup> || centivolt
| cV
|-----
| 10<sup>3</sup> || quilovolt || kV || 10<sup>−3</sup> || mil·livolt
| mV
|-----
| 10⁶ || megavolt || MV || 10<sup>−6</sup> || microvolt
| µV
|-----
| 10⁹ || gigavolt || GV || 10<sup>−9</sup> || nanovolt
| nV
|-----
| 10<sup>12</sup> || teravolt || TV || 10<sup>−12</sup> || picovolt
| pV
|-----
| 10<sup>15</sup> || petavolt || PV || 10<sup>−15</sup> || femtovolt
| fV
|-----
| 10<sup>18</sup> || exavolt || EV || 10<sup>−18</sup> || attovolt
| aV
|-----
| 10<sup>21</sup> || zettavolt || ZV || 10<sup>−21</sup> || zeptovolt
| zV
|-----
| 10<sup>24</sup> || yottavolt || YV || 10<sup>−24</sup> || yoctovolt
| yV
|}

== Voltatges comuns ==
[[Fitxer:Digital Multimeter Aka.jpg|miniatura|[[Multímetre]] amb què es poden mesurar diferents fenòmens elèctrics, incloent-hi el [[voltatge]].]]

{| class=wikitable border=1
! Aparell
! Voltatge
|-----
| [[Potencial d'acció]] d'una [[neurona]]
| a prop de 75 mV
|-bgcolor="#EFEFEF"
| Bateria de cèl·lula simple
| 1,2 V
|-----
| Bateria de mercuri
| 1,355 V
|-bgcolor="#EFEFEF"
| Bateria alcalina no recarregable
| 1,5 V
|-----
| Bateria recarregable de liti
| 3,75 V
|-bgcolor="#EFEFEF"
| Transistor de [[tecnologia TTL]]
| 5 V
|-----
| Bateria PP3
| 9 V
|-bgcolor="#EFEFEF"
| Sistema elèctric d'un [[automòbil]]
| 12 V 
|-----
| Electricitat central d'un habitatge
| 240 V a Oceania; 230 V Europa, Àsia, Àfrica; 
120 V Nord-amèrica; 110 V Sud-amèrica (menys Argentina, Xile i el Perú 220 V), 100 V Japó
|-bgcolor="#EFEFEF"
| [[Via fèrria|Rails del tren]]
| 600 a 700 V
|-----
| Línies de potència de [[tren]]s d'alt voltatge
| aprox. 25 kV
|-bgcolor="#EFEFEF"
| [[Xarxa de distribució d'energia elèctrica]] d'alt voltatge
| 110 kV o més
|-----
| [[Llamp]]s
| 100 MV
|}

== Història ==
[[Fitxer:Alessandro Volta.jpeg|upright|esquerra|miniatura|Alessandro Volta]]
[[Fitxer:PSM V85 D521 Group photograph of herman helmholtz and academic friends.png|miniatura|Fotografia de grup d'[[Hermann von Helmholtz|Hermann Helmholtz]], la seva dona (assegut) i els seus amics acadèmics [[Hugo Kronecker]] (esquerra), [[Thomas Corwin Mendenhall]] (dreta), [[Henry Villard]] (centre) durant el Congrés Internacional d'Electricitat]]
L'any [[1800]], com a resultat d'un desacord professional sobre el [[galvanisme]] que propugnava [[Luigi Galvani]], [[Alessandro Volta]] va desenvolupar la [[pila voltaica]] un precursor de la [[bateria elèctrica]], que produïa un [[Corrent elèctric|corrent]] estable. Volta va determinar que el parell de [[metalls]] més efectiu per a la producció d'electricitat era el [[zinc]] i la [[plata]]. Durant els anys 80 del {{segle|XIX|s}} l{{'}}''International Electrical Congress'', avui dia [[Comissió Electrotècnica Internacional]], va aprovar el volt com a unitat de [[força electromotriu]]. En aquell moment es va definir el volt com la diferència de potencial al llarg d'un conductor quan un corrent d'un [[ampere]] dissipa un [[watt]] de potència. Volta havia determinat que el parell de metalls diferents més eficaç per produir electricitat era el [[zinc]] i la [[plata]]. El 1861, [[Latimer Clark]] i Sir [[Charles Tilston Bright|Charles Bright]] van encunyar el nom "volt" per a la unitat de resistència.<ref>Com a noms per a unitats de diverses magnituds elèctriques, Bright i Clark van suggerir "ohma" per a la tensió, "farad" per a càrrega, "galvat" per a corrent i "volt" per a la resistència. Vegeu:
* Latimer Clark i Sir Charles Bright (1861) [https://www.biodiversitylibrary.org/item/93052#page/483/mode/1up "On the formation of standards of electrical quantity and resistance,"] ''Report of the Thirty-first Meeting of the British Association for the Advancement of Science'' (Manchester, England: September 1861), section: Mathematics and Physics, pp. 37-38.
* Latimer Clark and Sir Charles Bright (November 9, 1861) [https://babel.hathitrust.org/cgi/pt?id=nyp.33433090837166;view=1up;seq=15 "Measurement of electrical quantities and resistance,"] ''The Electrician'', '''1''' (1) : 3–4.</ref> El 1873, l'Associació Britànica per a l'Avenç de la Ciència havia definit el volt, l'ohm i el farad.<ref>Sir W. Thomson, et al. (1873) [https://www.biodiversitylibrary.org/page/29853513#page/324/mode/1up "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 10<sup>8</sup> C.G.S. units of electromotive force ; and the "farad" is approximately 1/10⁹ of the C.G.S. unit of capacity."</ref> El 1881, el Congrés Elèctric Internacional, ara la [[Comissió Electrotècnica Internacional]] (IEC), va aprovar el volt com a unitat de força electromotriu.<ref>(Anon.) (September 24, 1881) [https://babel.hathitrust.org/cgi/pt?id=nyp.33433090837489;view=1up;seq=309 "The Electrical Congress,"] ''The Electrician'', '''7''' : 297.</ref> Van fer el volt igual a 10<sup>8</sup> [[Sistema CGS|unitats cgs]] de tensió, el sistema cgs en aquell moment era el sistema habitual d'unitats de la ciència. Van triar aquesta relació perquè la unitat de tensió cgs és inconvenientment petita i un volt en aquesta definició és aproximadament l'emf d'una [[cel·la Daniell]], la font estàndard de tensió en els sistemes telègrafs de l'època.<ref name=Hamer>{{ref-llibre|títol=Standard Cells: Their Construction, Maintenance, and Characteristics |editorial=US National Bureau of Standards |cognom=Hamer |nom=Walter J. |data=15 gener 1965 |series=National Bureau of Standards Monograph #84 |url=https://www.nist.gov/calibrations/upload/mn84.pdf}}</ref> En aquell moment, el volt es va definir com la diferència de potencial [és a dir, el que avui dia s'anomena "tensió (diferència)"] a través d'un conductor quan un corrent d'un [[ampere]] dissipa un [[watt]] de potència.

El [[1893]] es va definir el ''volt internacional'' com 1/1,434 de la força electromotriu (fem) d'una [[cel·la Clark]]. Aquesta definició va ser abandonada el [[1908]] en favor d'una definició basada en l{{'}}''ohm internacional'' i en l{{'}}''ampere internacional'', aquesta definició va ser abandonada el 1948.<ref name=BLR47.12>{{ref-publicació|data=desembre 1947 |títol=Revised Values for Electrical Units |publicació= Bell Laboratories Record |volum=XXV |exemplar=12 |pàgines=441 |url=http://www.americanradiohistory.com/Archive-Bell-Laboratories-Record/40s/Bell-Laboratories-Record-1947-12.pdf |autor= <!--Staff writer(s); no by-line.-->}}</ref>

Abans del desenvolupament del voltatge estàndard basar en la junció de Josephson, el volt era mantingut a laboratoris de diferents països basant-se en la utilització de bateries especials, les ''cel·les estàndard'' que eren [[Cel·la Weston|cel·les Weston]]. Una cel·la Weston a una [[temperatura]] de 20 [[Grau Celsius|°C]] generava un voltatge d'1,01865 volts.

En el [[Sistema Internacional d'Unitats|SI]] la unitat porta el nom d'[[Alessandro Volta]]. Com altres unitats del SI, es denomina amb el nom propi de la persona, que el descobreix. La primera lletra del seu [[símbol]] va en majúscula ('''V'''). Com a unitat del SI, el nom ha de començar amb una lletra minúscula ('''volt'''), llevat que la paraula estigui al principi d'una frase o sigui un títol.

El 20 de maig de 2019 va entrar en vigor una [[redefinició 2019 de les unitats base SI|redefinició de les unitats base SI]], inclosa la definició del valor de la [[càrrega elemental]].<ref name=draft-resolution-A>{{citar ref|títol=Draft Resolution A "On the revision of the International System of units (SI)" to be submitted to the CGPM at its 26th meeting (2018)
 |url=https://www.bipm.org/utils/en/pdf/CGPM/Draft-Resolution-A-EN.pdf
 |consulta=2018-11-02
 |arxiudata=2018-04-29
 |arxiuurl=https://web.archive.org/web/20180429025229/https://www.bipm.org/utils/en/pdf/CGPM/Draft-Resolution-A-EN.pdf
 |url-status=dead
 }}</ref>

== Fórmules útils ==
=== Circuits de corrent continu ===
En els [[Circuit elèctric|circuits elèctrics]] de [[corrent continu]] es verifica que:

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

On V és el voltage, I és el corrent elèctric, R és la [[Resistència elèctrica (propietat)|resistència elèctrica]] i P és la potència elèctrica.

=== Circuits de corrent altern ===
En els circuits elèctrics de [[corrent altern]] es verifica que:

:<math> V = \frac{P}{I\cos\theta}</math>
:<math> V = \frac{\sqrt{PZ}}{\sqrt{\cos\theta}} \!\ </math>
:<math> V = \frac{IR}{\cos\theta}</math>

On V és el voltage, I és el corrent elèctric, R és la resistència elèctrica, P és la potència elèctrica efectiva, Z és la [[impedància]] i θ l'angle de fase ([[fasor]]).

=== Conversions en corrent altern ===
[[Fitxer:Sine voltage.svg|miniatura|Voltatge altern sinusoidal <br />1 = Amplitud, <br />2 = Amplitud pic a pic, <br />3 = Amplitud eficaç, <br />4 = Període]]
:<math> V_{mig} =,637V_{pic} \!\ </math>
:<math> V_{efect} =,707V_{pic} \!\ </math>
:<math> V_{efect} =,354V_{ppic}\!\ </math>
:<math> V_{mig} =,319V_{ppic} \!\ </math>
:<math> V_{mig} =,9V_{mig} \!\ </math>
:<math> V_{pic} =,5V_{ppic} \!\ </math>

On ''Vpic'' és el pic de voltatge, ''Vppic'' és el valor del voltatge ''pic a pic'', ''Vmig'' és el valor mitjà del voltatge, ''Vefect'' és al valor del voltatge efectiu.

=== Voltatge total ===
Fonts de voltatge i caigudes en un [[Circuit en sèrie|circuit elèctric en sèrie]]:

:<math> V_T = V_1 + V_2 + V_3 + V_4 + ... \!\ </math>

Fonts de voltatge i caigudes en un [[Circuit en paral·lel|circuit elèctric en paral·lel]]:

:<math> V_T = V_1 = V_2 = V_3 = V_4 = ... \!\ </math>

=== Caiguda de tensió ===
La caiguda de tensió per a alguns [[components]] és:

* A una [[Resistència elèctrica (component)|resistència]] ''r''
::<math> V_r = IR_r \!\ </math>
* A un [[condensador]] ''c''
::<math> V_c = IX_c \!\ </math>
* A un [[inductor]] ''i''
::<math> V_i = IX_i \!\ </math>

On V és el voltage, I és el corrent elèctric, R és la resistència elèctrica (la propietat) i X és la [[reactància]].

== Vegeu també ==
* [[Ampere]]
* [[Diferència de potencial]]
* [[Voltímetre]]
* [[Watt]]

== Notes i referències ==
{{Referències}}

== Enllaços externs ==
* [http://video.google.cat/videoplay?docid=5645396659673218353&q=Physics+for+Future+Presidents+Electricity&total=5&start=0&num=10&so=0&type=search&plindex=0#0h20m30s Lliçó sobre l'electricitat i el volt] {{Webarchive|url= https://web.archive.org/web/20110520022521/http://video.google.cat/videoplay?docid=5645396659673218353&q=Physics+for+Future+Presidents+Electricity&total=5&start=0&num=10&so=0&type=search&plindex=0#0h20m30s |date=2011-05-20 }} a Google Videos, de Richard A. Muller {{en}}

{{Unitats del SI}}

{{ORDENA:Volt}}
[[Categoria:Unitats derivades del SI]]
[[Categoria:Unitats electromagnètiques]]