โวลต์
โวลต์ (สัญลักษณ์ : V) คือหน่วยอนุพัทธ์ในระบบเอสไอของความต่างศักย์ไฟฟ้า ปริมาณที่กำกับด้วยหน่วยโวลต์นั้นคือผลการวัดความเข้มของแหล่งจ่ายไฟฟ้าในแง่ที่ว่าจะสร้างพลังงานได้เท่าใดที่ระดับกระแสค่าหนึ่ง ๆ โวลต์ซึ่งเป็นชื่อของหน่วยนี้ตั้งขึ้นเพื่อเป็นเกียรติแก่ อาเลสซันโดร วอลตา (พ.ศ. 2288–2370) ผู้คิดค้นแบตเตอรี่เคมีชนิดแรกที่เรียกว่าเซลล์โวลตาอิก (Voltaic Pile)
| โวลต์ | |
|---|---|
 แผนผังวงจรรวมของอาร์เรย์รอยต่อแบบจอเซฟสัน พัฒนาขึ้นโดยสถาบันมาตรวิทยาและเทคโนโลยีแห่งชาติสหรัฐอเมริกา (NIST) ซึ่งถูกใช้เป็นค่าโวลต์มาตรฐาน | |
| ข้อมูลทั่วไป | |
| ระบบการวัด | หน่วยอนุพัทธ์เอสไอ |
| เป็นหน่วยของ | ศักย์ไฟฟ้า, แรงเคลื่อนไฟฟ้า |
| สัญลักษณ์ | V |
| ตั้งชื่อตาม | อาเลสซานโดร โวลตา |
| ในหน่วยฐานเอสไอ: | kg·m2·s−3·A−1 |
โวลต์คือหน่วยที่ใช้เรียกเพื่อบอกขนาดของแรงดันไฟฟ้าในบ้าน เช่น 220 V หมายถึง ขนาดของแรงดันไฟฟ้าเท่ากับ 220 โวลต์ (ประเทศไทยใช้ไฟระบบนี้)
1 โวลต์ (V) = 1,000 มิลลิโวลต์ (mV)
นิยาม
นิยามของโวลต์คือความต่างศักย์ไฟฟ้าระหว่างตัวนำที่มีกระแสผ่านหนึ่งแอมแปร์และสูญเสียกำลังไฟฟ้าหนึ่งวัตต์ ดังนั้นหน่วยโวลต์จึงมีค่าเช่นเดียวกับหน่วยฐานเอสไอ ดังนี้ m2 · kg · s-3 · A-1 อันเท่ากับพลังงานหนึ่งจูลต่อประจุหนึ่งคูลอมบ์ (J/C)
- 1 V = 1 W/A = 1 m2·kg·s–3·A–1
ตั้งแต่ปี พ.ศ. 2533 เป็นต้นมา หน่วยโวลต์ที่ใช้อ้างอิงสำหรับการวัดในทางปฏิบัติ ได้รับการดูแลในระดับสากลโดยอาศัยอุปกรณ์ที่ทำงานด้วยปรากฏการณ์จอเซฟสัน ซึ่งค่าที่วัดได้จากอุปกรณ์ดังกล่าวจะนำไปเทียบกับค่าคงตัวจอเซฟสัน ที่มีการกำหนดค่าตายตัวไว้แล้วในการประชุมนานาชาติว่าด้วยการชั่งตวงวัดครั้งที่ 18 (18th General Conference on Weights and Measures) ซึ่ง
- K{J-90} = 0.4835979 GHz/µV.
หน่วยพหุคูณ
| พหุคูณย่อย | พหุคูณใหญ่ | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| ค่า | สัญลักษณ์ | ชื่อ | ค่า | สัญลักษณ์ | ชื่อ | |
| 10–1 V | dV | เดซิโวลต์ | 101 V | daV | เดคาโวลต์ | |
| 10–2 V | cV | เซนติโวลต์ | 102 V | hV | เฮกโตโวลต์ | |
| 10–3 V | mV | มิลลิโวลต์ | 103 V | kV | กิโลโวลต์ | |
| 10–6 V | µV | ไมโครโวลต์ | 106 V | MV | เมกะโวลต์ | |
| 10–9 V | nV | นาโนโวลต์ | 109 V | GV | จิกะโวลต์ | |
| 10–12 V | pV | พิโกโวลต์ | 1012 V | TV | เทระโวลต์ | |
| 10–15 V | fV | เฟมโตโวลต์ | 1015 V | PV | เพตะโวลต์ | |
| 10–18 V | aV | อัตโตโวลต์ | 1018 V | EV | เอกซะโวลต์ | |
| 10–21 V | zV | เซปโตโวลต์ | 1021 V | ZV | เซตตะโวลต์ | |
| 10–24 V | yV | ยอกโตโวลต์ | 1024 V | YV | ยอตตะโวลต์ | |
| หน่วยที่นิยมใช้แสดงเป็นตัวหนา | ||||||
เครื่องมือวัดไฟฟ้า[1]
โวลต์มิเตอร์ เครื่องมือวัดไฟฟ้า
โวลต์มิเตอร์ คือ เครื่องมือวัดไฟฟ้า ที่ใช้วัดแรงดันไฟฟ้าระหว่างจุด 2 จุด ในวงจรความต้านทานภายในของเครื่องโวลต์มิเตอร์มีค่าสูง วิธีใช้ต้องต่อขนานกับวงจรเครื่องมือที่ใช้วัดค่าความต่างศักย์ในวงจรไฟฟ้า ค่าที่วัดได้มีหน่วย โวลต์ (V) โวลต์มิเตอร์ เป็นเครื่องมือที่ดัดแปลงมากจากแกลแวนอมิเตอร์ โดยต่อความต้านทาน แบบอนุกรม กับแกลแวนอมิเตอร์ และใช้วัดความต่างศักย์ในวงจรโดยต่อแบบขนานกับวงจรที่ต้องการวัด
- โวลต์มิเตอร์ที่สร้างขึ้นมาเพื่อใช้วัดแรงดันไฟฟ้า ระหว่างจุดสองจุด ในวงจร ความจริงแล้วโวลต์มิเตอร์ก็คือแอมมิเตอร์นั่นเอง เพราะขณะวัดแรงดันไฟฟ้าในวงจร หรือแหล่ง จ่ายแรงดันจะต้องมี กระแสไฟฟ้าไหลผ่านมิเตอร์จึงทำให้เข็มมิเตอร์บ่ายเบนไป และการที่กระแสไฟฟ้าจะไหล ผ่าน เข้าโวลต์มิเตอร์ได้ ก็ต้องมี แรงดันไฟฟ้าป้อนเข้ามา นั่นเองกระแสไฟฟ้าและแรงดันไฟฟ้ามีความสัมพันธ์ซึ่งกันและกัน กระแสไฟฟ้าไหลได้มากน้อยถ้า จ่ายแรงดันไฟฟ้าเข้ามาน้อย กระแสไฟฟ้าไหลน้อย เข็มชี้บ่ายเบนไปน้อยถ้าจ่าย แรงดันไฟฟ้าเข้ามามาก กระแสไฟฟ้าไหลมาก เข็มชี้บ่ายเบนไปมาก การวัด แรงดันไฟฟ้าด้วยโวลต์มิเตอร์
- โวลต์มิเตอร์สร้างขึ้นมาเพื่อวัดค่าความแรงดันไฟฟ้าของแหล่งจ่ายแรงดัน หรือวัดค่าแรงดันไฟฟ้าตกคร่อม ระหว่างจุดสองจุดในวงจร การวัดแรงดันไฟฟ้าด้วย โวลต์มิเตอร์ เหมือนกับการวัดความดันของน้ำในท่อส่ง น้ำด้วยเกจ วัดความดัน โดยต้องต่อท่อเพิ่มจากท่อเดิมไปยังเกจวัดในทำนองเดียวกัน กับการวัดแรงดันไฟฟ้า ใน วงจร ต้องใช้โวลต์มิเตอร์ไปต่อขนานกับจุดวัดในตำแหน่งที่ต้องการวัด เสมอ
การใช้โวลต์มิเตอร์[2]
เมื่อพิจารณาถ่านไฟฉายขนาด 1.5 โวลต์ หรือแบตเตอรี่รถยนต์ 12 โวลต์ หมายถึง ถ่านไฟฉายมีแรงเคลื่อนไฟฟ้า 1.5 โวลต์ หรือ แบตเตอรี่รถยนต์มีแรงเคลื่อนไฟฟ้า 12 โวลต์ แรงเคลื่อนไฟฟ้าหรือแรงดันไฟฟ้า หมายถึง พลังงานไฟฟ้าที่เซลล์ไฟฟ้าจ่ายให้กระแสไฟฟ้าที่เคลื่อนที่ตลอดวงจรไฟฟ้า การวัดความต่างศักย์ระหว่างจุด 2 จุด ในวงจรไฟฟ้า เรานิยมใช้เครื่องมือที่เรียกว่า โวลต์มิเตอร์ โดยมีหน่วยวัด คือ โวลต์ เมื่อเราต้องการวัดแรงดันระหว่างจุด 2 จุดใด ๆ ในวงจรไฟฟ้า เราสามารถทำได้ด้วยการนำโวลต์มิเตอร์ต่อคร่อมระหว่างจุด 2 จุดนั้น ๆ เราเรียกการต่อลักษณะนี้ว่าการต่อแบบขนาน
การใช้โวลต์มิเตอร์ก็เช่นเดียวกับแอมมิเตอร์ ซึ่งมี 2 แบบคือ ใช้กับไฟฟ้ากระแสตรงและไฟฟ้ากระแสสลับ เมื่อต้องการใช้โวลต์มิเตอร์วัดความต่างศักย์ไฟฟ้าระหว่าง จุด 2 จุด ในวงจรไฟฟ้ากระแสตรง จะต้องคำนึงถึงขั้วบวกและขั้วลบด้วย โดยต่อขั้วบวกของโวลต์มิเตอร์เข้ากับขั้วบวกของวงจร และต่อขั้วลบของโวลต์มิเตอร์เข้ากับขั้วลบของวงจร
สำหรับการวัดความต่างศักย์ไฟฟ้าในวงจรที่มีแหล่งจ่ายไฟฟ้าแบบกระแสสลับ เช่น ไฟฟ้าจากเต้ารับภายในบ้าน โดยใช้โวลต์มิเตอร์แบบเข็มชนิดขดลวดเคลื่อนที่และแม่เหล็กถาวร ไฟฟ้ากระแสสลับต้องถูกแปลงไปเป็นไฟฟ้ากระแสตรงก่อนด้วยวงจรเรียงกระแส (rectifier) แล้วจึงนำไฟฟ้ากระแสตรงนั้นไปวัดความต่างศักย์ไฟฟ้ากับโวลต์มิเตอร์ ส่วนมากแล้วในมัลติมิเตอร์ (multimeter) จะมีการทำวงจรเรียงกระแสมาในตัวอยู่แล้ว
การที่กระแสไฟฟ้าไหลอันเนื่องมาจากความต่างศักย์ไฟฟ้าที่เกิดขึ้นที่ขั้วของแหล่งกำเนิดไฟฟ้าแต่ละชนิดก็จะไม่เท่ากัน เช่น ถ่านไฟฉายมีความต่างศักย์ไฟฟ้าประมาณ 1.5 โวลต์ แบตเตอรี่รถยนต์มีความต่างศักย์ไฟฟ้า 12 โวลต์ ส่วนสายไฟภายในบ้านมีความต่างศักย์ไฟฟ้าประมาณ 220 โวลต์ทั้งนี้ถ้าความต่างศักย์ไฟฟ้ามีค่ามากขึ้นระดับพลังงานไฟฟ้าก็จะมากขึ้นด้วย ซึ่งจะมีผลและเป็นอันตรายต่อชีวิตของมนุษย์มากขึ้นด้วยเช่นกัน