查看“︁伏特”︁的源代码

{{NoteTA
|G1=物理學
|1=zh-hans:架空接触网; zh-tw:高架電車線; zh-hk:架空電纜;
|2=zh-hk:亞歷山德羅·伏打; zh-cn:亚历山德罗·伏特; zh-tw:亞歷山卓·伏打; 
}}
{{NOT|亞歷山德羅·伏打}}
{{Infobox Unit
| name = 伏特（volt）
| image = [[File:NISTvoltChip.jpg|240px]]
| caption = 由[[國家標準暨技術研究院]]制定，作为可产生“一个标准伏特”的[[約瑟夫森結]]晶片陣列
| standard = [[国际单位制导出单位]]
| quantity = [[电势]]、[[电势差]]（[[电压]]）、[[电动势]]
| symbol = V
| dimension = M·L<sup>2</sup>·T<sup>−3</sup>·I
| namedafter = [[亞歷山德羅·伏打]]
| units1 = [[国际单位制基本单位]]
| inunits1 = [[kilogram|kg]]·[[metre|m]]<sup>2</sup>·[[second|s]]<sup>−3</sup>·[[安培|A]]<sup>−1</sup>
}}
'''伏特'''（{{lang-en|volt}}）是[[国际单位制]]中[[电势]]、[[电势差]]（[[电压]]）、[[电动势]]的单位，属于[[国际单位制导出单位|导出单位]]，符号 '''V'''。

在一根均匀的、[[宽度]]和[[温度]]固定的[[导线]]上，假設某兩點間有一[[安培]][[電流]]流動，則兩點間的[[電阻]]會將這兩點內的[[電能]]转化为[[热能]][[功率]]1瓦（W=1J/s），將這兩點間的電壓差就被定義為一伏特。

此单位是以发明[[电池]]的[[意大利]][[物理学家]]——[[亚历山德罗·伏特]]的名字命名的。

== 定義 ==
伏特的[[国际单位制#單位與詞頭|國際單位制（SI）]]定義是以基本的[[電學]]單位：安培（縮寫為英文字母 A），和[[力學]]單位[[瓦特]]（縮寫為英文字母 W）而導出的。依據國際單位制中的安培，將一伏特定義為：「在載有一[[安培]]恆定電流的導線上，當兩點之間導線上的[[功率]]耗散為一[[瓦特]](1W = 1 J/S)時，這兩點之間的[[電位差]]」<ref>{{Cite web |url=http://www.bipm.org/utils/common/pdf/si_brochure_8_en.pdf |title=BIPM SI Brochure: Appendix 1, p. 144 |accessdate=2010-08-19 |archive-date=2013-11-05 |archive-url=https://web.archive.org/web/20131105051930/http://www.bipm.org/utils/common/pdf/si_brochure_8_en.pdf |dead-url=no }}</ref>。
:<math>\mbox{V} = \dfrac{\mbox{W}}{\mbox{A}} = \dfrac{\mbox{J}}{\mbox{A} \cdot \mbox{s}} = \dfrac{\mbox{N} \cdot \mbox{m} }{\mbox{A} \cdot \mbox{s}}</math>


而以基本單位寫出定義公式即為： （公斤 · 平方公尺） ·（秒<sup>−3</sup> · 安培<sup>−1</sup> ）
:<math alt="volt equals kilogram times meter squared per ampere per second cubed">
\text{V} = \frac{\text{potential energy}}{\text{charge}} = \frac{\text{N} {\cdot} \text{m}}{\text{C}} = \frac{\text{kg} {\cdot} \text{m}^2}{\text{A} {\cdot} \text{s}^3}.</math>


也可定義為單位[[庫侖]]電荷的[[能量]],
:<math>\mbox{V} = \dfrac{\mbox{J}}{\mbox{C}}</math>

=== 利用約瑟夫森結的定義 ===
自1990年起國際間利用[[約瑟夫森結]]的實驗來實測一伏特的量值，此實驗配合轉換係數[[約瑟夫森常數]]，即可量測一伏特，約瑟夫森常數在18世紀的[[國際度量衡大會]]訂定，其數值如下：

:''K''<sub>{J-90}</sub> = 2''[[基本電荷|e]]''/''[[普朗克常數|h]]'' = 0.4835979 GHz/µV.

一般而言此實驗都是使用數千或上萬的約瑟夫森結陣列，用10至80GHz的微波（依實驗設計不同而不同）做為激發訊號<ref>{{Citation |url=http://www.nist.gov/cgi-bin/view_pub.cgi?pub_id=15238 |title=1 Volt DC Programmable Josephson Voltage Standard |first1=Charles J. |last1=Burroughs |first2=Samuel P. |last2=Benz |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}}</ref>。

== 電的水力類比 ==
有時會用水的管路系統來說明電路，電壓（電位差）可以類比為水壓差，而電流會類比為水在管路特定位置的[[體積流率]]，是由管路的寬度（可類比為[[電導率]]）及管路二端子的水壓差（可類比為電壓）決定。

在歐姆式導體中，導體兩端電壓和流過導體的電流會成正比關係，[[歐姆定律]]就在說明上述的關係。

== 常見電壓 ==
[[File:Electronic multi meter.jpg|thumb|250px| [[三用電表]]可以量測二點之間的電壓]]

[[File:BateriaR14.jpg|150px|thumb|1.5V 的二號電池]]

以下是一些常見電壓源的電壓：
* [[神經]]細胞的[[靜息電位]]：大約 −75&nbsp;mV<ref>Bullock, Orkand, and Grinnell, pp. 150–151; Junge, pp. 89–90; Schmidt-Nielsen, p. 484</ref>。
* 一顆可充電的[[鎳氫電池|NiMH]]或[[鎳鎘電池|NiCd]][[電池]]：1.2&nbsp;V。
* [[水銀電池]]：1.355&nbsp;V。
* 一顆不可充電的[[碳鋅電池]]或[[鹼性電池]]：1.5&nbsp;V。
* 可充電的[[磷酸锂铁|LiFePO<sub>4</sub>]]電池：3.3&nbsp;V。
* 可充電的[[鋰離子聚合物電池]]：3.75&nbsp;V。
* [[電晶體－電晶體邏輯|TTL]]電源：5&nbsp;V。
* [[PP3電池]]：9&nbsp;V。
* [[車輛]]的電力系統：標準電壓12&nbsp;V，放電時約11.8&nbsp;V，充電時約12.8&nbsp;V，若在車輛行進中的充電電壓，可以到13.8–14.4&nbsp;V。
* [[市電|家用電源]]：[[歐洲]]、[[亚洲]]、[[非洲]]為230&nbsp;V，[[北美]]為120&nbsp;V，[[日本]]為100&nbsp;V，[[台灣]]為110&nbsp;V，[[中国大陆]]、[[香港]]为220&nbsp;V，此處所列的電壓均為交流電壓的[[均方根|RMS]]值（其他國家的電源，請參考[[家用電源列表]]）。
* [[卡車]]或貨車的電源：24&nbsp;V DC。
*[[通訊裝置|電信設備]]：-48&nbsp;V DC
* [[城市軌道交通系統]]的[[軌道供電|第三軌供電]]：電壓依國家不同，由500&nbsp;V DC到1500&nbsp;V DC不等。
* 鐵路的[[高架電車線]]：交流電壓[[均方根|RMS]]值25kV（千伏），頻率為50或60Hz。
* [[三相電|三相交流]][[輸電系統|輸電]]：中國1000kV，美國765kV，英國400kV
* [[高壓直流輸電]]：最高±1100kV（[[新疆]][[准東]]至[[安徽]][[皖南]]）
* [[閃電]]：多半在100MV左右。
上述的電壓源若提供交流電，其列的電壓值是以[[均方根|RMS]]值為準，若一個中心值為0的[[弦波]]電壓，其峰值電壓會是RMS電壓的<math>\sqrt{2}</math>倍。

== 伏特的歷史 ==
在19世紀時，[[路易吉·伽伐尼]]發現死[[青蛙]]的[[肌肉]]接觸火花時會顫動，認為電存在于生物體內，[[亞歷山德羅·伏打]]不認同他的看法，也開始從事有關電的研究。亞歷山德羅·伏打發明了[[伏打電堆]]，是第一個現代的化學[[電池]]，可以提供穩定的電流，亞歷山德羅·伏打也發現了在電堆兩極的金屬為[[鋅]]及[[銀]]時，產生電力的效果最好。在19世紀80年代時国际电工協會，也就是現在的[[国际电工委员会]]（IEC），確立伏特為電動勢的單位。當時伏特的定義是一個流過一安培電流的導體，其功率消耗為一瓦特時，導體二端的電位差。

在1893年時，國際上將伏特定義為[[克拉克電池]]（{{tsl|en|Clark cell|Clark cell}}）電動勢的1/1.434。在1908年時，由於國際上已改以[[歐姆]]及[[安培]]來定義伏特，因此不再使用上述的定義，不過相關的設備在1948年才不再使用。

在使用約瑟夫森結來做為伏特的基準前，國際上的實驗室使用一種稱為[[標準電池]]的特殊電池做為伏特的基準，美國在1905-1972年時使用一種特殊設計的標準電池，稱為[[韋斯頓電池]]。

== 參考 ==
{{reflist}}

== 相關連結 ==
* [[電子伏特]]

{{国际单位制基本单位}}
{{以人名命名的国际单位制单位}}

[[Category:电学单位|V]]
[[Category:国际单位制导出单位|V]]