ボルト (単位)

出典: フリー百科事典『ウィキペディア(Wikipedia)』
移動: 案内検索
ボルト
volt
ボルタ電池
ボルタ電池
記号 V
度量衡 メートル法
国際単位系 (SI)
種類 組立単位
電圧起電力
組立 W/A, J/C
定義 1Aの電流が流れる導体の二点間において消費される電力が1Wであるときの、その2点間の電圧
由来 ダニエル電池の起電力
語源 アレッサンドロ・ボルタ
テンプレートを表示

ボルト(volt、記号:V)は、電圧電位差起電力単位である。名称は、ボルタ電池を発明した物理学者アレッサンドロ・ボルタに由来する。

1ボルトは、以下のように定義することができる。表現の仕方が違うだけで、いずれも値は同じである。

国際単位系 (SI) では組立単位となっており、SI基本単位で表すと V = m2·kg·s−3·A−1 となる。

1ボルトの電圧をかけたときに1アンペアの電流が流れる電気抵抗が1オーム (Ω) である。 オームはボルトとアンペアから定義される (Ω = V / A)。

歴史[編集]

1800年、アレッサンドロ・ボルタはボルタ電池を発明した。

1874年英国科学振興協会 (BAAS) は、ボルタにちなんだ起電力の単位ボルトを、電気抵抗の単位オームと共に定めた。1881年には国際電気会議(現在の国際電気標準会議(IEC))により承認された。

このボルトの大きさは現在と同じだが、定義は異なる。当時の単位系の標準はcgs-emu単位系で、cgs-emuの電圧の単位(cgs-emuは3元系なので本来は単位名称を使わないが、便宜上アブボルト (abvolt) と呼ばれる)は10−8ボルトに等しい。ボルトは「cgs-emu単位の108倍」言い換えれば「108アブボルト」として定義された。この係数108は、ダニエル電池の起電力(ボルタ電池の起電力に等しい)がおよそ1(正確には1.1)となるように選ばれた。つまり当時のボルトは、現在のボルトのように基本単位から組み立てられた単位ではなく、実験室で再現可能な量を接頭辞なしで表すための、倍量単位の便利な別名だった。この種の単位は実用単位 (practical unit) と呼ばれた。にもかかわらず現在、ボルトが基本単位アンペアから導出できるのは、アンペアもかつては実用単位で、恣意的に選ばれた係数を含むからである。

ボルトの現示法については、1893年国際ボルトが「クラーク電池の起電力の1.434分の1」と定義された。この定義は1908年に破棄された。

現在のボルトの現示法はジョセフソン効果を利用したもので、1990年に採用された。ジョセフソン接合に外部から周波数 f電波を照射しながら直流的な電流電圧特性を測定すると V=nf\Phi _0 の定電圧ステップが観測される。ここで、整数 n はステップの次数、 \Phi _0磁束量子である。 f原子時計から極めて精度よく校正され、 \Phi _0 は物理定数であるため、電流電圧特性に現れるステップは高精度の電圧目盛りと見なすことができる。ボルトの決定では、 n = 18 における値が用いられている。

組立単位[編集]

ボルト毎メートル[編集]

ボルト毎メートル
記号 V/m
国際単位系 (SI)
種類 組立単位
電界の強さ
定義 1mあたり1Vの電界の強さ
テンプレートを表示

ボルト毎メートル(記号: V/m)は、電界の強さ(電界強度・電場強度または単に電界・電場ともいう)の単位である。

電界とは、空間中に電荷が存在することによって引き起こされる電位勾配のことであり、電界の強さは単位長さ当たりの電位によって示される。ボルト毎メートルは、電位の単位ボルト(V)を長さの単位メートル(m)で除したものである。

日本の計量単位令では、上記のような定義ではなく、「毎メートル真空中において1クーロン(C)の電気量を有する無限に小さい静止している帯電体に働く力が1ニュートン(N)である電界の強さ」(N/C)と定義されている。J=N·mよりN=J/m、V=J/CよりC=J/Vであるので、N/C=V/mとなる。

関連項目[編集]

国際単位系(SI)の電磁気の単位
名称 記号 次元 組立 物理量
アンペアSI基本単位 A I A 電流
クーロン C TI A·s 電荷電気量
ボルト V L2T−3MI−1 J/C = kg·m2·s−3·A−1 電圧電位
オーム Ω L2T−3MI−2 V/A = kg·m2·s−3·A−2 電気抵抗インピーダンスリアクタンス
オームメートル Ω·m L3T−3MI−2 kg·m3·s−3·A−2 電気抵抗率
ワット W L2T−3M V·A = kg·m2·s−3 電力放射束
ファラド F L−2T4M−1I2 C/V = kg−1·m−2·A2·s4 静電容量
ファラドメートル F/m L−3T4I2M−1 kg−1·m−3·A2·s4 誘電率
ファラドダラフ F−1 L2T−4MI−2 kg1·m2·A−2·s−4 エラスタンス
ボルトメートル V/m LT−3MI−1 kg·m·s−3·A−1 電場(電界)の強さ
クーロン平方メートル C/m2 L−2TI C/m2= m−2·A·s 電束密度
ジーメンス S L−2T3M−1I2 Ω−1 = kg−1·m−2·s3·A2 コンダクタンスアドミタンスサセプタンス
ジーメンスメートル S/m L−3T3M−1I2 kg−1·m−3·s3·A2 電気伝導率(電気伝導度・導電率)
ウェーバ Wb L2T−2MI−1 V·s = kg·m2·s−2·A−1 磁束
テスラ T T−2MI−1 Wb/m2 = kg·s−2·A−1 磁束密度
アンペア回数 A I A 起磁力
アンペア毎メートル A/m L−1I m−1·A 磁場(磁界)の強さ
アンペアウェーバ A/Wb L−2T2M−1I2 kg−1·m−2·s2·A2 磁気抵抗(リラクタンス)
ヘンリー H L2T−2MI−2 Wb/A = V·s/A = kg·m2·s−2·A−2 インダクタンスパーミアンス英語版
ヘンリーメートル H/m LT−2MI−2 kg·m·s−2·A−2 透磁率