Josephson-Konstante

Einheit
Norm	SI-Einheitensystem
Einheitenname	Volt
Einheitenzeichen	V
Beschriebene Größe(n)	elektrische Spannung
Größensymbol(e)	$U,\, E$
In SI-Einheiten	$\mathrm{1\, V = 1\, \frac{W}{A} = 1\,\frac{J}{C}}$ $\mathrm{{} = 1\,\frac{kg\, m^2}{A\, s^3} = 1\,\frac{N\, m}{A\, s}}$
In elektrostatischen CGS-Einheiten (CGS-ESU)	$\mathrm{1\, V = \frac{1}{300}\,\frac{\sqrt{cm\, g}}{s}}$
In elektromagnetischen CGS-Einheiten (CGS-EMU)	$\mathrm{1\, V = 10^8\,\frac{\sqrt{cm^3\, g}}{s^2}}$
Benannt nach	Alessandro Volta

Das Volt ist die abgeleitete SI-Einheit der elektrischen Spannung mit dem Einheitenzeichen V. Das Volt ist nach dem italienischen Physiker Alessandro Volta benannt.

Definition

Die elektrische Spannung von einem Volt zwischen zwei Punkten eines homogenen, gleichmäßig temperierten Linienleiters liegt dann vor, wenn bei einem stationären Strom von einem Ampere zwischen diesen beiden Punkten die Leistung von einem Watt umgesetzt wird.

$[U]_{SI}=\mathrm{V}=\frac{\mathrm{J}}{\mathrm{C}} =\frac{\mathrm{W}}{\mathrm{A}} =\frac{\mathrm{kg}\cdot\mathrm{m}^2}{\mathrm{s}^3\cdot\mathrm{A}}$

In Formelzeichen gilt: $U=\frac{W}{Q}$ "Spannung ist Arbeitsvermögen pro Ladungsmenge"

International ist das Formelzeichen für Spannung ein E, im angelsächsischen Sprachraum auch häufig ein V (Voltage).

Praktische Festlegung

Da die obige Definition in der Praxis nur schwer als genaue Referenz eingesetzt werden kann, wird seit 1990 ein Volt mittels des Josephson-Effekts und der Josephson-Konstante, des Kehrwerts des magnetischen Flussquantums, festgelegt. Diese Konstante beträgt:

$K_J = \frac{2e}{h} = 4,835979 \cdot 10^\mathrm{14}\frac{Hz}{V}$

Damit kann für Referenzmessungen die Festlegung von einem Volt auf eine sehr genaue Frequenzmessung (Zeitmessung) zurück geführt werden.

Historische Definition

Früher wurde die Definition von einem Volt von dem Weston-Normalelement abgeleitet. Dieses Element liefert bei einer Temperatur von genau 20 °C eine elektrische Spannung von

U_N = 1,01865 V.

Dezimale Vielfache und Teile des Volt

SI-Präfixe

Name	Yotta	Zetta	Exa	Peta	Tera	Giga	Mega	Kilo	Hekto	Deka
Symbol	Y	Z	E	P	T	G	M	k	h	da
Faktor	1024	1021	1018	1015	1012	109	106	103	102	101
Name	Yokto	Zepto	Atto	Femto	Piko	Nano	Mikro	Milli	Zenti	Dezi
Symbol	y	z	a	f	p	n	µ	m	c	d
Faktor	10−24	10−21	10−18	10−15	10−12	10−9	10−6	10−3	10−2	10−1

Siehe auch Vorsätze für Maßeinheiten.

Gebräuchliche Teile

• Kilovolt Ein Kilovolt, kV, entspricht 1.000 Volt: 1 kV = 10³ V. Es wird insbesondere in der Energietechnik für Hochspannungen benutzt.

• Millivolt Ein Millivolt, abgekürzt mV, entspricht dem Tausendstel eines Volt: 1 mV = 10^-3 V oder 0,001 V. Gebräuchlich ist diese Teileinheit in der Elektronik, welche auch mit niedrigen Spannungen arbeitet.

Siehe auch

• Elektrizität – ein Überblick über das Thema