Das Volt ist die aus dem internationalen Maßsystem abgeleitete Einheit zur Messung der Differenz des elektrischen Potentials, der elektrischen Spannung oder der elektromotorischen Kraft. Diese Einheit bezieht sich auf die Menge an elektrischer Energie, die erforderlich ist, um eine elektrische Ladung von einem Coulomb durch ein elektrisches Feld zu bewegen. Das Symbol, mit dem diese Einheit dargestellt wird, ist V.
Das Volt ist definiert als die aktuelle Spannung, die einen Strom von einem Ampere erzeugt, der durch einen elektrischen Leiter fließt und ein Watt Leistung verbraucht.
Wie werden Volt gemessen?
Die Spannung wird mit einem Instrument namens Voltmeter gemessen. Es funktioniert durch Parallelschaltung mit der zu messenden Schaltungskomponente und wird je nach Art der zu messenden Spannung konfiguriert.
Das Voltmeter muss einen sehr hohen Innenwiderstand haben, um zu verhindern, dass Strom aus dem Stromkreis in das Voltmeter geshuntet wird und die gemessene Spannung verändert. Daher hätte ein ideales Voltmeter einen unendlichen Innenwiderstand.
Es gibt zwei Arten von Voltmetern: analog und digital.
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Ein analoges Voltmeter verwendet eine Nadel und eine Skala, um die gemessene Spannung anzuzeigen.
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Ein digitales Voltmeter verwendet eine numerische Anzeige, um die gemessene Spannung anzuzeigen, und ist normalerweise genauer.
Beispiele für Messungen
Hier sind einige Beispiele für Volt in verschiedenen Situationen:
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Ein typischer Haushaltsstecker liefert in Nordamerika eine Spannung von 120 Volt Wechselstrom (AC), während in anderen Ländern wie Europa die Spannung einer Haushaltssteckdose 220–240 Volt AC beträgt.
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Eine typische Elektroautobatterie erzeugt eine Spannung von 12 Volt DC (Gleichstrom).
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Energieeffiziente LED-Leuchten, die in Wohnungen und Gebäuden verwendet werden, werden oft mit 12 Volt Gleichstrom betrieben.
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Ein typisches Mobiltelefon hat eine Batterie, die zwischen 3,7 und 4,2 Volt Gleichstrom erzeugt.
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Ein Windkraftgenerator erzeugt eine variable Wechselspannung (AC), die dann in Gleichstrom (DC) zur Verwendung in Häusern und Gebäuden umgewandelt wird.
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Das elektrische System eines Autos, das die Batterie, die Lichtmaschine und die Elektronik umfasst, arbeitet mit einer Vielzahl von Spannungen, einschließlich 12, 24 und 48 Volt.
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Solarmodule erzeugen Spannungen, die je nach Größe und Ausführung variieren, im Allgemeinen jedoch zwischen 12 und 24 Volt Gleichstrom erzeugen.
Im Allgemeinen können die Spannungen je nach Anwendung und den spezifischen Anforderungen jedes Geräts oder elektrischen Systems stark variieren.
Die Beziehung zwischen Volt und elektrischer Energie
Volt und elektrische Energie sind eng miteinander verbunden, da die Spannung die Menge an elektrischer Energie beeinflusst, die durch einen Stromkreis fließt. Die elektrische Leistung wird berechnet, indem die elektrische Leistung mit der Zeit multipliziert wird, und die elektrische Leistung wird berechnet, indem die Spannung mit dem elektrischen Strom multipliziert wird.
Die elektrische Leistung in Watt (W) ist gleich der Anzahl Volt (V) x Ampere (A).
Wenn also die Spannung erhöht wird, werden auch die elektrische Leistung und die elektrische Energie erhöht, solange der elektrische Strom konstant bleibt.
Dieser Zusammenhang zwischen Spannung und Strom ist ebenfalls durch das Ohmsche Gesetz definiert. Das Ohmsche Gesetz besagt, dass die Potentialdifferenz V zwischen zwei Punkten eines Leiters proportional zur Stärke des durch ihn fließenden Stroms ist.