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伏特（国际单位制表示电压的基本单位）

次浏览 | 更新时间：2023-05-16

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伏特

国际单位制表示电压的基本单位

伏特（Volt）是电学中的常用单位之一，用来表示电压的大小。它的国际单位符号是V，1伏特（V）表示当电流为1安培（A）时，通过电阻为1欧姆（Ω）的电阻器之间施加的电压值。伏特是以意大利物理学家亚历山大·伏特（Alessandro Volta）的名字命名的。他在1799年发明了第一个电池，这是电学领域的里程碑，基于他的先驱贡献，电压的单位被命名为“伏特”（Volt），以纪念他的发明和研究，伏特定义为焦耳/库仑。

基本信息

中文名

伏特

英文名

Volt

别名

绝对伏特

运用领域

物理、电子工程等

原理

单位正电荷从a点移到b点时，电场力所做的功，用公式表示为：U_ab= W/q

功能

电动势、电位差及电压的单位

应用学科

电工学

伏特过去有两种叫法，一种叫“国际伏特”它的定义为：通过两点间施加的稳定电场，在这两点间使电荷为单位正电荷所经历的电势差。

另外一种叫“绝对伏特”它的定义是：两点之间的电场强度，在强度为1牛/库仑时施加的电场力下，使单位正电荷从电势为0的点沿着静电力线移动1米所需要的功。1国际伏特=1.00034绝对伏特。

在1960年举办的第11届国际计量大会上，委员会将伏特作为国际单位制的一个导出单位的专用名称来作为电压的单位。

历史

亚历山德罗·伏特（Alessandro Volta，1745年2月18日-1827年3月5日）是一位来自意大利的物理学家，他是电学领域的先驱，创造了第一个电池并为电学做出了巨大的贡献。

伏特在家庭中接受了良好的教育，在巴黎深入学习了数学和物理学。他后来回到意大利，在帕维亚大学担任教授，并开始了他的电学研究。在1780年代，伏特开始研究脉冲放电以及与静电机、扭曲电场和化学效应相关的电学现象。1791年，他发明了电容器，从而开创了电学储存领域的新时代。

1799年，伏特发明了第一个真正的电池，这是由锌和铜片交替排列组成的，这被称为伏特电池。它的原理是通过化学反应产生电流，从而提供了稳定的电源。这是电学领域的一个历史性的成就，继而为电气工业的发展打下了坚实的基础。伏特不仅对电学做出了重大贡献，还通过研究和创造各种物理学装置来扩展和发展了该领域，他于1827年逝世，享年82岁。人们为了纪念伏特在物理学方面的伟大贡献，即用他的姓氏作为电动势、电位差及电压的单位名称，定名为“伏特”，简称“伏”。

1881年，国际电工大会，即现在的国际电工委员会(IEC)，批准了伏特作为电动势的单位。当时伏特的定义是一个流过一安培电流的导体，其功率消耗为一瓦特时，导体二端的电势差，“国际伏特”在 1893 年被定义为克拉克电池电动势的1/1.434 (Clark cell）。1908 年放弃了这个定义，取而代之的是基于国际欧姆和国际安培的定义，不过相关的设备在1948年才不再使用。

在1960年举办的第11届国际计量大会上，委员会将伏特作为国际单位制的一个导出单位的专用名称来作为电压的单位。

基本定义

根据电势能

如果在电场中某个点上的一个单位电荷（即一个电子）从该点移动到另一个点，那么在这个过程中所做的功就是这两点电势差的大小，即：电场力将1库仑（C）正电荷由a点移至b点所做的功为1焦耳（J）时，a、b两点间的电压为1伏特（V）。

根据功率

在载有1安培（A）恒定电流导线的两点间消耗1瓦（W）的功率，这两点间的电位差就是1伏特（V）。伏特也可以用公式表示为：U= P/I。

根据欧姆定律

通过某段导体的电流跟这段导体两端的电压成正比，跟这段导体的电阻成反比，即：当电流为1安培（A）时，通过电阻为1欧姆（Ω）的电阻器之间施加的电压为1伏特（V），伏特也可以用公式表示为：U= IR。

约瑟夫森结的电压-电流特性

自1990年起国际间利用约瑟夫森结的实验来实测一伏特的量值，此实验配合转换系数约瑟夫森常数，即可量测一伏特，约瑟夫森常数在18世纪的国际度量衡大会订定，其数值如下：

K｛J-90｝ = 2e/h = 0.4835979 GHz/uv

一般而言此实验都是使用数千或上万的约瑟夫森结阵列，用10至80GHz的微波(依实验设计不同而不同)做为激发讯号。

伏特计

伏特计的工作原理通常是利用一个标准电池或电压源，将其与待测电源相比较，然后通过知道它们之间的电压差来确定待测电源的电压。其中，标准电池/电压源往往是一种稳定的电压源，其输出电压的值已经被确认。当伏特计对其进行测量时，超出标准电池的电势差就可以被称为待测电源的电势差或电压。

伏特计的种类和结构非常多样，一般可分为将电势差转化为电流的电动伏特计和将电势差转化为机械位移的静电伏特计。其中电动伏特计的测量范围比较广，准确度也比较高，静电伏特计则常用于高电压场合，例如用于测量输电线路的电压。

伏特计在电学和电子学领域有广泛的应用，常用于测量电子元器件的电压、电动势、电磁场强度等等。

常用电压单位

伏特和单位之间的换算关系为：

1伏特 = 0.001千伏（kV）

1伏特 = 0.000001兆伏（MV）

1伏特 = 1000毫伏（mV）

1伏特 = 1000000微伏（μV）

1伏特 = 1000000000纳伏（nV）

单位之间可以通过简单的乘数关系来进行换算，如：

1千伏（kV） = 1000伏特

1兆伏（MV） = 1000000伏特

1微伏（μV）= 0.000001伏特

常见电压值

设备

家用电器：常见的家用电器如电灯、电视机、洗衣机、烤箱等设备，通常以110伏特（V）或220伏特（V）为电源电压。
手机、笔记本电脑等电子设备：通常以5伏特（V）或12伏特（V）为电源电压。
交流电机和其他大型设备：常见的电动机和其他大型机器，通常使用三相交流电源并以110伏特（V）或220伏特（V）为电源电压。

国家和地区

国家或地区	家用电压（V）	频率（Hz）
澳大利亚	240	50
比利时	230	50
巴西	110/220	60
加拿大	120	60
智利	220	50
中国内地	220	50
中国香港	230	50
中国台湾	110	60
埃及	220	60
法国	230	50
德国	230	50
印度	230	50
伊拉克	220	50
意大利	127/220	50
日本	100	50/60
韩国	110/220	60
墨西哥	127	60
荷兰	230	50
挪威	230	50
菲律宾	110/220	60
俄罗斯	220	50
西班牙	127/220	50
瑞士	220	50
美国	110	60
英国	230	50

参考

补充知识

中国的国标GB4706.1中规定：安全特低电压是人体可以直接接触的电压，最大不超过42V，空载不超过50V，而实际人体触电电压并非是唯一标准，需要根据不同的环境，电压、电流等综合考虑。

人体的主要器官如皮肤、血液和肌肉都具有一定的导电性，能够传输电荷。当人体接触到带电物体时，如果电荷传递到人体导电器官，如双手、脚等，则会出现电流流过身体的现象。如果电流强度很小，则可能不会引起任何症状，但当电流强度达到一定水平时，就可能引起疼痛、抽筋、心率异常等症状，并可能危及生命。

所以切不可单纯的认为是低压设备就随意触摸。

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