Conceito e fórmulas de Volt ou Volt, equivalências, exemplos

Ele volt ou volt É a unidade usada no sistema internacional de unidades se para expressar a tensão e o potencial elétrico, uma das principais magnitudes de eletricidade. A tensão faz o trabalho necessário para iniciar as cargas elétricas e, assim, criar uma corrente. A corrente elétrica, viajando pelos motoristas, é capaz de colocar motores, transmitir informações, iluminar avenidas e casas e muito mais.

O nome de Voltio como unidade foi escolhido em homenagem a Alessandro Volta (1745-1827), o físico e químico italiano que inventou a pilha elétrica em torno de 1800. Naquela época, o anatomista Luigi Galvani havia provado que as âncoras de sapos poderiam ser contratadas aplicando eletricidade. Volta, ciente desses resultados, também se dedicou a procurar cargas elétricas em tecidos de animais, usando um eletrocópio.

figura 1. AA Velificação da Bateria com 1 tensão nominal.5 V, amplamente utilizado em dispositivos pequenos, como rádios, câmeras, lanternas e brinquedos. Fonte: Pixabay.

No entanto, Volta não encontrou o que estava procurando em materiais orgânicos e finalmente convencido de que as cargas elétricas estavam, de alguma forma, nos metais com os quais ele tocava as âncoras de Rana.

Figura 2. Alessandro Volta Retrato. Fonte: Wikimedia Commons.

Volta também percebeu que dois metais diferentes produzem uma diferença de potencial e que algumas combinações eram melhores que outras. Assim, ele construiu a primeira bateria: lençóis de feltro umedecidos em solução salina entre dois eletrodos de prata e zinco. Ele empilhou várias dessas camadas e, portanto, foi capaz de produzir uma corrente elétrica estável.

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Conceito e fórmulas

Em 1874, o volt, juntamente com o Ohmio, foi adotado como unidades de tensão e resistência, respectivamente, por uma comissão do Associação Britânica para o Avanço da Ciência (BaaS) formado por cientistas notáveis ​​em todo o mundo.

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Naquela época, eles eram chamados de "unidades práticas" e hoje fazem parte do sistema internacional de unidades ou se.

Na maioria da literatura, a diferença de potencial é definida como Energia por unidade de carga. De fato, se você tiver uma carga elétrica no meio de um campo elétrico produzido por outra carga, é necessário fazer um trabalho para fazê -los se mover de um lugar para outro.

O trabalho realizado é armazenado na configuração de carga como uma mudança em sua energia potencial elétrica, que chamaremos ∆U. O símbolo ∆ indica essa mudança ou diferença, pois ∆U = OU_final - OU_Nicial.

Dessa forma, a diferença de potencial entre dois pontos ∆V, é definido como:

∆V = ∆U/q

Como a energia possui unidades Joule (j) e a carga vem em Coulomb (C), uma tensão de 1 volt (V) é equivalente a 1 Joule/Coulomb:

1 V = 1 J/C 

Assim, 1 volt é equivalente a uma diferença de potencial fazendo o trabalho de 1 joule para cada coulomb.

Definição alternativa de Volt

Outra maneira de definir o volt é vincular a corrente elétrica e a energia. Dessa maneira, 1 volt (v) é a diferença de potencial entre dois pontos de um fio através do qual uma corrente de 1 ampere circula (a) se a potência da Dyspa for 1 watt (W). Portanto:

1 v=1 com

Essa definição é importante porque intervém a intensidade da corrente elétrica, que é uma das magnitudes fundamentais da física. Portanto, a ampere pertence ao grupo das sete unidades fundamentais:

Metro, quilograma, segundo, Ampere, Kelvin, Mol, Candela

É possível comparar que ambas as definições são equivalentes, sabendo que 1 watt é 1 joule/segundo e 1 amperio é 1 coulomb/segundo, daí:

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

Os últimos são cancelados e J/C permanece, equivalente a 1 Newton . Metro/Coulomb. Portanto, 1 volt também é expresso como:

1 V = 1 n.m/c

Lei de Ohm

Para alguns materiais, é cumprida uma relação linear entre a tensão (V), a corrente (i) e a resistência elétrica (R) de um material, que é conhecido como Lei OHM, é cumprido, que é conhecido como Lei de Ohm. Desta forma:

V = i.R

Como as unidades para resistência elétrica são o ohms (Ω), acontece que 1 V = 1 a.Ω

Equivalências

Para medir tensões, multímetro ou Testador e o osciloscópio. O primeiro oferece uma medida direta da tensão e a segunda tem uma tela para exibir a forma do sinal, além de seu valor.

Figura 3. Multímetro digital usado para medir várias magnitudes elétricas. Fonte: Pixabay.

É comum encontrar valores muito maiores ou mais baixos que o volt, portanto, é útil ter as equivalências entre múltiplos e submultiplos:

-1 Kilovolt (KV) = 1000 V

-1 Milivoltio (MV) = 10^-3  V

-1 microvolt (μV) = 10^-6 V

Exemplos

Tensões em biologia

No coração, há uma área chamada nó sinusal, que se comporta como uma bateria ao gerar impulsos elétricos que estimulam os batimentos cardíacos.

O gráfico deles é obtido por um eletrocardiograma, que oferece os valores do ciclo cardíaco: duração e amplitude. Graças a isso, as anomalias podem ser detectadas no funcionamento do coração.

Os valores de potencial de membrana típicos, dentro do coração, estão entre 70 a 90 mV, enquanto o eletrocardiógrafo é capaz de registrar tensões da ordem de 1 mV.

Pode atendê -lo: corpos celestes Figura 4. Um eletrocardiograma registra a atividade elétrica do coração. Fonte: Pixabay.

O sistema nervoso também funciona através de impulsos elétricos. Nos nervos de humanos, você pode medir tensões de cerca de 70 mV.

Tensões na terra

A Terra tem seu próprio campo elétrico direcionado para o planeta, portanto, sabe -se que é carregado negativamente. Entre a superfície e as camadas superiores da atmosfera, existem campos cuja magnitude varia entre 66-150 N/c, e as diferenças potenciais de até 100 kV podem ser estabelecidas.

Por outro lado, as correntes naturais que fluem no subsolo permitem caracterizar uma terra através do uso de métodos elétricos na geofísica. Um teste consiste em inserir eletrodos no campo, dois por tensão e dois para corrente e medir as respectivas magnitudes.

Variando de diferentes maneiras a configuração dos eletrodos, é possível determinar a resistividade da terra, uma propriedade que indica quão fácil ou difícil a corrente pode fluir para um determinado material. Dependendo dos valores obtidos, a existência de uma anomalia elétrica pode ser inferida, o que pode indicar a existência de certos minerais no subsolo.

Tensões em dispositivos de uso comum

-Network de Alimentos Domésticos (tensão alternativa): 110 V na América e 220 na Europa.

-Bugs no carro: 15 kV

-A bateria do carro: 12 V

-Uma bateria seca para brinquedos e lanternas: 1.5 v

-Tensão em uma bateria Smartphone: 3.7 v.

Referências

1. Comissão Eletrotecniana Internacional IEC. Antecedentes históricos. Recuperado de: IEC.CH.
2. Grieme-kee, s. 2016. Métodos elétricos. Recuperado de: geovirtual2.Cl.
3. Kirkpatrick, l. 2007. Física: uma olhada no mundo. 6^ta Edição abreviada. Cengage Learning.
4. Cavaleiro, r.  2017. Física para cientistas e engenharia: uma abordagem de estratégia.
5. O Livro de Facas da Física. Campo elétrico na terra. Recuperado de: HypertextBook.com.
6. Wikipedia. Eletrocardiograma. Recuperado de: é.Wikipedia.org.
7. Wikipedia. Magnitude física. Recuperado de: é.Wikipedia.org.