Así mismo, el voltio se define de forma equivalente como la diferencia de potencial existente entre dos puntos tales que hay que realizar un trabajo de 1 J para trasladar del uno al otro la carga de 1 C.
Puede ser expresado en las unidades básicas del SI (m, kg, s, y A) como:
El instrumento de medición para medir la tensión eléctrica es el voltímetro.
El voltio estándar se define utilizando un oscilador de unión Josephson, cuya frecuencia de oscilación (extraordinariamente estable) viene dada por:
La relación entre la frecuencia y la tensión a través de la unión, depende únicamente de las constantes fundamentales e (carga del electrón) y h (constante de Planck). Para un microvoltio aplicado a la unión, la frecuencia es:
El voltio estándar se define como el voltaje necesario para producir una frecuencia de 483,5979 MHz en un oscilador de unión Josephson.[6]
En 1800, como resultado de un desacuerdo profesional[7] sobre la respuesta galvánica propugnada por Luigi Galvani, Alessandro Volta desarrolló su propia pila voltaica, que a la postre se convertiría en precursora de la batería, que producía una corriente eléctrica constante. Volta había determinado la más eficaz manera de utilizar metales para producir electricidad, estos metales eran el zinc y la plata. En 1861, Latimer Clark y Sir Charles Bright acuñaron el nombre «voltio» para la unidad de resistencia.[8] Para 1873, la Asociación Británica para el Avance de la Ciencia hebía definido al voltio, el ohm, y el faradio.[9] En 1881, el Congreso Eléctrico Internacional, en la actualidad la Comisión Electrotécnica Internacional (IEC), aprobó el voltio como la unidad de fuerza electromotriz.[10] Hicieron el voltio igual a 108 unidades de voltaje en el sistema cgs, siendo el sistema cgs en ese momento el sistema habitual de unidades en la ciencia. Eligieron esa relación porque la unidad cgs de voltaje es incómodamente pequeña y un voltio en esta definición es aproximadamente la emf de una célula Daniell, la fuente estándar de voltaje en los sistemas telegráficos de la época.[11] En aquella época, el voltio se definía como la diferencia de potencial [es decir, lo que hoy en día se denomina «tensión (diferencia)»] a través de un conductor cuando una corriente de un amperio disipa un vatio de potencia.
En la década de 1880, el Congreso Internacional de electricidad, ahora conocida como Comisión Electrotécnica Internacional (IEC), aprobó el voltio como unidad para medir la fuerza electromotriz. En ese momento, el voltio estaba definido como la diferencia de potencial a través de un conductor eléctrico cuando una corriente de un amperio disipa un vatio de potencia. Antes de la evolución del sistema de medición de la tensión estándar de Josephson, en los laboratorios el voltio de referencia se medía mediante baterías especiales debidamente calibradas y construidas al efecto.
Analogía hidráulica
La analogía hidráulica se utiliza en muchas ocasiones para explicar el funcionamiento de los circuitos eléctricos: la corriente eléctrica se suele comparar con el agua en las tuberías. La tensión se asemeja a la presión del agua, ya que en los fluidos esta presión es la que determina su velocidad; el fluido circulante se asemeja a la intensidad de los electrones en el circuito eléctrico. La corriente (en amperios), en la misma analogía, es una medida del caudal de agua que fluye a través de un determinado punto, y la potencia total se mide en vatios.
Se tiene una ecuación para unir los tres criterios: .
Múltiplos del Sistema Internacional para voltio (V)
Submúltiplos
Múltiplos
Valor
Símbolo
Nombre
Valor
Símbolo
Nombre
10−1 V
dV
decivoltio
101 V
daV
decavoltio
10−2 V
cV
centivoltio
102 V
hV
hectovoltio
10−3 V
mV
milivoltio
103 V
kV
kilovoltio
10−6 V
µV
microvoltio
106 V
MV
megavoltio
10−9 V
nV
nanovoltio
109 V
GV
gigavoltio
10−12 V
pV
picovoltio
1012 V
TV
teravoltio
10−15 V
fV
femtovoltio
1015 V
PV
petavoltio
10−18 V
aV
attovoltio
1018 V
EV
exavoltio
10−21 V
zV
zeptovoltio
1021 V
ZV
zettavoltio
10−24 V
yV
yoctovoltio
1024 V
YV
yottavoltio
10−27 V
rV
rontovoltio
1027 V
RV
ronnavoltio
10−30 V
qV
quectovoltio
1030 V
QV
quettavoltio
Prefijos comunes de unidades están en negrita.
Esta unidad del Sistema Internacional es nombrada así en honor a Alessandro Volta. En las unidades del SI cuyo nombre proviene del nombre propio de una persona, la primera letra del símbolo se escribe con mayúscula (V), en tanto que su nombre siempre empieza con una letra minúscula (voltio), salvo en el caso de que inicie una frase o un título.
230 V en Europa, Asia (salvo Japón) y África;
220 V en Sudamérica (menos en Colombia, Ecuador, Brasil y Venezuela);
120 V en Norteamérica;
110 V en Ecuador, Colombia, Brasil, Guatemala, El Salvador, Venezuela, República Dominicana y México;
100 V en Japón.
↑Como nombres para las unidades de diversas magnitudes eléctricas, Bright y Clark sugirieron «ohma» para el voltaje, «faradio» para la carga, «galvat» para la corriente y «voltio» para la resistencia. Véase: * Latimer Clark and Sir Charles Bright (1861) "On the formation of standards of electrical quantity and resistance", Report of the Thirty-first Meeting of the British Association for the Advancement of Science (Manchester, England: September 1861), section: Mathematics and Physics, pp. 37-38.
↑Sir W. Thomson, et al. (1873) "First report of the Committee for the Selection and Nomenclature of Dynamical and Electrical Units", Report of the 43rd Meeting of the British Association for the Advancement of Science (Bradford, September 1873), pp. 222-225. From p. 223: "The "ohm," as represented by the original standard coil, is approximately 109 C.G.S. units of resistance; the "volt" is approximately 108 C.G.S. units of electromotive force; and the "farad" is approximately 1/109 of the C.G.S. unit of capacity."
