VÔN HOẶC VÔN: KHÁI NIỆM VÀ CÔNG THỨC, TƯƠNG ĐƯƠNG, VÍ DỤ - VẬT LÝ - 2026

Các volt hoặc volt là đơn vị được sử dụng trong hệ thống quốc tế của SI đơn vị bày tỏ điện áp và điện thế, một trong những cường độ chính điện. Điện áp thực hiện công việc cần thiết để bắt đầu tích điện và do đó tạo ra dòng điện. Dòng điện di chuyển qua các dây dẫn, có khả năng khởi động động cơ, truyền thông tin, chiếu sáng đường đi và nhà cửa, v.v.

Tên gọi vôn làm đơn vị, được chọn để vinh danh Alessandro Volta (1745-1827), nhà vật lý và hóa học người Ý, người đã phát minh ra pin điện vào khoảng năm 1800. Vào thời điểm đó, nhà giải phẫu học Luigi Galvani đã xác minh rằng chân ếch có thể hợp đồng bằng cách áp dụng điện. Volta, nhận thức được những kết quả này, cũng bắt đầu tìm kiếm điện tích trong mô động vật, sử dụng một kính điện.

Hình 1. Các loại pin AA có điện áp danh định 1,5 V, được sử dụng rộng rãi trong các thiết bị nhỏ như radio, máy ảnh, đèn pin và đồ chơi. Nguồn: Pixabay.

Tuy nhiên, Volta không tìm thấy thứ mà anh ta đang tìm kiếm trong các vật liệu hữu cơ và cuối cùng bị thuyết phục rằng điện tích, bằng cách nào đó, nằm trong kim loại mà anh ta chạm vào chân ếch.

Hình 2. Chân dung Alessandro Volta. Nguồn: Wikimedia Commons.

Volta cũng nhận ra rằng hai kim loại khác nhau tạo ra sự khác biệt tiềm ẩn và một số kết hợp tốt hơn những kim loại khác. Đây là cách ông chế tạo loại pin đầu tiên: các tấm nỉ được làm ẩm trong dung dịch muối giữa hai điện cực bạc và kẽm. Anh ấy đã xếp chồng lên nhau nhiều lớp như vậy và do đó có thể tạo ra một dòng điện ổn định.

Khái niệm và công thức

Vào năm 1874, vôn, cùng với ohm, được chấp nhận làm đơn vị cho điện áp và điện trở tương ứng, bởi một ủy ban của Hiệp hội vì sự tiến bộ của khoa học Anh (BAAS) gồm các nhà khoa học nổi tiếng trên khắp thế giới.

Vào thời điểm đó, chúng được gọi là "đơn vị thực tế" và ngày nay chúng là một phần của Hệ đơn vị quốc tế hay SI.

Trong hầu hết các tài liệu, hiệu điện thế được định nghĩa là năng lượng trên một đơn vị điện tích. Thật vậy, nếu bạn có một điện tích ở giữa một điện trường do một điện tích khác tạo ra, bạn cần phải làm gì để làm cho chúng chuyển động từ nơi này sang nơi khác.

Công được thực hiện được lưu trữ trong cấu hình của các điện tích như một sự thay đổi trong thế năng điện của chúng, mà chúng ta sẽ gọi là ∆U. Ký hiệu ∆ cho biết sự thay đổi hoặc khác biệt này, vì ∆U = U _{cuối cùng} - _{Ban đầu ban đầu} .

Theo cách này, hiệu điện thế giữa hai điểm ∆V được xác định là:

Vì năng lượng có đơn vị là jun (J) và điện tích ở dạng coulomb (C), điện áp 1 vôn (V) bằng 1 jun / coulomb:

Do đó, 1 vôn tương đương với sự chênh lệch tiềm năng thực hiện công việc của 1 jun cho mỗi coulomb.

Định nghĩa thay thế của vôn

Một cách khác để xác định vôn là bằng cách liên kết dòng điện và công suất. Theo cách này, 1 vôn (V) là hiệu điện thế giữa hai điểm của dây dẫn có dòng điện 1 ampe (A) chạy qua nếu công suất tiêu tán là 1 oát (W). Như vậy:

Định nghĩa này rất quan trọng vì nó liên quan đến cường độ dòng điện, một trong những cường độ cơ bản của vật lý. Do đó, ampe thuộc nhóm bảy đơn vị cơ bản:

Có thể kiểm tra rằng cả hai định nghĩa là tương đương nhau, biết rằng 1 watt là 1 jun / giây và 1 ampe là 1 coulomb / giây, do đó:

Giây bị hủy, và J / C vẫn còn, tương đương với 1 newton. mét / coulomb. Do đó 1 vôn cũng được biểu thị là:

Định luật Ohm

Đối với một số vật liệu, mối quan hệ tuyến tính giữa điện áp (V), cường độ dòng điện (I) và điện trở (R) của vật liệu được thỏa mãn, được gọi là định luật Ôm. Như vậy:

Vì đơn vị đo điện trở là ôm (Ω), nên 1 V = 1 A.Ω

Tương đương

Để đo điện áp, chủ yếu sử dụng đồng hồ vạn năng hoặc máy thử và máy hiện sóng. Đầu tiên cung cấp phép đo trực tiếp điện áp và thứ hai có màn hình để hiển thị hình dạng của tín hiệu, cũng như giá trị của nó.

Hình 3. Đồng hồ vạn năng kỹ thuật số dùng để đo các đại lượng điện khác nhau. Nguồn: Pixabay.

Thông thường người ta tìm thấy các giá trị cao hơn hoặc thấp hơn nhiều so với vôn, do đó, rất hữu ích khi có sự tương đương giữa bội số và bội con:

-1 kilovolt (kV) = 1000 V

-1 milivôn (mV) = 10 ^-3 V

-1 microvolt (μV) = 10 ^-6 V

Ví dụ

Điện áp trong sinh học

Trong tim có một khu vực gọi là nút xoang, hoạt động giống như một cục pin bằng cách tạo ra các xung điện kích thích nhịp tim.

Biểu đồ tương tự thu được bằng điện tâm đồ, cung cấp các giá trị của chu kỳ tim: thời gian và biên độ. Nhờ đó, các bất thường trong hoạt động của tim có thể được phát hiện.

Các giá trị điển hình của điện thế màng, bên trong tim, là từ 70-90 mV, trong khi máy điện tâm đồ có khả năng ghi lại các điện áp có bậc 1 mV.

Hình 4. Điện tâm đồ ghi lại hoạt động điện của tim. Nguồn: Pixabay.

Hệ thần kinh cũng hoạt động bằng các xung điện. Có thể đo điện áp khoảng 70 mV trong dây thần kinh của con người.

Điện áp trên Trái đất

Trái đất có điện trường riêng của nó hướng vào bên trong hành tinh, theo cách này người ta biết rằng nó mang điện tích âm. Giữa bề mặt và các lớp trên của khí quyển có các trường mà cường độ của chúng thay đổi trong khoảng 66-150 N / C, và có thể thiết lập sự chênh lệch tiềm năng lên đến 100 kV.

Mặt khác, các dòng tự nhiên chảy trong lòng đất cho phép xác định đặc điểm của địa hình thông qua việc sử dụng các phương pháp điện trong địa vật lý. Một thử nghiệm bao gồm đặt các điện cực trong trường, hai điện cực cho điện áp và hai cho dòng điện và đo cường độ tương ứng.

Bằng cách thay đổi cấu hình của các điện cực theo những cách khác nhau, có thể xác định điện trở suất của đất, một đặc tính cho biết dòng điện dễ hoặc khó có thể chạy trong một vật liệu nhất định. Tùy thuộc vào các giá trị thu được, có thể suy ra sự tồn tại của dị thường điện, điều này có thể chỉ ra sự tồn tại của một số khoáng chất nhất định trong lòng đất.

Điện áp trong các thiết bị thường dùng

- Mạng điện tại nhà (điện áp xoay chiều): 110 V ở Châu Mỹ và 220 ở Châu Âu.

-Spark cắm trên ô tô: 15 kV

- Ắc quy xe: 12V

- Pin khô cho đồ chơi và đèn pin: 1,5 V

- Điện áp trong pin điện thoại thông minh: 3,7 V.

Người giới thiệu

1. Ủy ban kỹ thuật điện quốc tế IEC. Bối cảnh lịch sử. Đã khôi phục từ: iec.ch.
2. Griem-Kee, S. 2016. Phương pháp điện. Được khôi phục từ: geovirtual2.cl.
3. Kirkpatrick, L. 2007. Vật lý: Cái nhìn về thế giới. 6 ^ta Viết tắt Chỉnh sửa. Học tập Cengage.
4. Knight, R. 2017. Vật lý cho các nhà khoa học và kỹ thuật: Phương pháp tiếp cận chiến lược.
5. The Physics Factbook. Điện trường trên Trái đất. Được khôi phục từ: hypertextbook.com.
6. Wikipedia. Điện tâm đồ. Được khôi phục từ: es.wikipedia.org.
7. Wikipedia. Độ lớn vật lý. Được khôi phục từ: es.wikipedia.org.