ボルト

ボルト（記号：V）は、アレッサンドロ・ボルタにちなんで名付けられ、国際単位系（SI）における電位、電位差（電圧）、起電力の測定単位である。^{[ 1 ]}

1ボルトは、導線の2点間に1アンペアの電流が流れ、その間に1ワットの電力が消費されるときの、導線上の2点間の電位として定義されます。 ^{[ 2 ]} SI基本単位（m、kg、s、A）で表すと次のようになります。

${\displaystyle {\text{V}}={\frac {\text{電力}}{\text{電流}}}={\frac {\text{W}}{\text{A}}}={\frac {{\text{kg}}{\cdot }{\text{m}}^{2}{\cdot }{\text{s}}^{-3}}{\text{A}}}={\text{kg}}{\cdot }{\text{m}}^{2}{\cdot }{\text{s}}^{-3}{\cdot }{{\text{A}}^{-1}}.}$

言い換えれば、それは2点間の電位差であり、そこを通過する電荷1クーロンあたり1ジュールのエネルギーを与える。SI基本単位（ m、kg、s、A）で表すと次のようになる。

${\displaystyle {\text{V}}={\frac {\text{位置エネルギー}}{\text{電荷}}}={\frac {\text{J}}{\text{C}}}={\frac {{\text{kg}}{\cdot }{\text{m}}^{2}{\cdot }{\text{s}}^{-2}}{{\text{A}}{\cdot }{\text{s}}}}={\text{kg}}{\cdot }{\text{m}}^{2}{\cdot }{\text{s}}^{-3}{\cdot }{{\text{A}}^{-1}}.}$

また、アンペア×オーム（電流×抵抗、オームの法則）、ウェーバー毎秒（磁束/時間）、ワット毎アンペア（電力/電流）、またはジュール毎クーロン（エネルギー/電荷）としても表すことができ、これは電子ボルト/素電荷にも相当します。

${\displaystyle {\text{V}}={\text{A}}{\cdot }\Omega ={\frac {\text{Wb}}{\text{s}}}={\frac {\text{W}}{\text{A}}}={\frac {\text{J}}{\text{C}}}={\frac {\text{eV}}{e}}.}$

ボルトはアレッサンドロ・ボルタにちなんで名付けられました。人名にちなんで名付けられたSI単位はすべて、記号が大文字（V）で始まりますが、完全な形で表記する場合は、普通名詞の頭文字を大文字にする規則に従います。つまり、ボルトは文頭やタイトルでは大文字になりますが、それ以外では小文字になります。

水の流れのアナロジーは、電気回路を水で満たされたパイプに例えて説明する際に用いられることがあり、電圧（電位差）は水圧の差に、電流は流れる水の量に比例すると考えられています。抵抗器は、配管内のどこかの直径が小さくなっている部分、あるいは流れに抵抗を与えるラジエーターのようなものに相当します。

電圧と電流の関係は、（抵抗器などのオーム性デバイスでは）オームの法則によって定義されます。オームの法則は、ハーゲン・ポアズイユの式と類似しており、どちらもそれぞれのシステムにおける磁束と電位の関係を表す線形モデルです。

電池内の各電気化学セルが生成する電圧は、そのセルの化学的性質によって決まります（ガルバニ電池§セル電圧を参照）。セルを直列に接続することで、その電圧の倍数を得ることができます。また、追加の回路を設けることで、電圧を異なるレベルに調整することも可能です。機械式発電機は、通常、実現可能な範囲内の任意の電圧で製造できます。 

よく知られている電源の公称電圧：

• 神経細胞の 静止電位：約 75mV ^{[ 6 ]} 
• 単セル、充電式ニッケル水素電池^{[ 7 ]}またはニッケルカドミウム電池： 1.2V
• 単電池（充電不可）（例：AAA、AA、C、D電池）：アルカリ電池：1.5V  ；^{[ 8 ]}亜鉛炭素電池： 新品未使用の場合1.56V
• ロジック電圧レベル：1.2V  、1.5V  、1.8V  、2.5V  、3.3V  、 5.0V
• LiFePO4充電_式バッテリー： 3.3V
• コバルト系リチウムポリマー二次電池：3.75V  （市販電池の種類比較を参照）
• トランジスタ・トランジスタロジック／CMOS（TTL）電源： 5V
• USB：5V  DC
• PP3電池： 9V
• 自動車用バッテリー システムでは、1セルあたり2.1ボルトのセルが使用されます。「  12V」バッテリーは6つのセルを直列接続して12.6 ボルトを生成し、「 24V」バッテリーは12個のセルを直列接続して25.2 ボルトを生成します。一部の旧型車両では、「 6V」の3セルバッテリー、つまり6.3 ボルトが使用されています。
• 家庭用交流電源（国別の電源プラグ、電圧、周波数の一覧については、「 国別の電源」を参照してください）
  •  日本では100V
  •  北米では120V
  •  ヨーロッパ、アジア、アフリカ、オーストラリアでは230V
• 高速鉄道用第三軌条方式：600～ 750V（鉄道電化システム一覧を参照）
• 高速鉄道の架線：25  kV、50  Hz。ただし、例外については「鉄道電化システム一覧」および25  kV、60  Hzを参照のこと。
• 高電圧送電線：110  kV以上（ 記録は1.15 MV、最高有効電圧は1.10  MV ^{[ 9 ]}）
• 雷：最大で約150MV  。^{[ 10 ]}

1800年、ルイージ・ガルヴァーニが提唱したガルバニ反応に関する専門家の意見の相違の結果、アレッサンドロ・ボルタは、定常電流を生成する電池の先駆けである、いわゆるボルタ電池を開発しました。ボルタは、電気を生成するのに最も効果的な異種金属の組み合わせは亜鉛と銀であると判断しました。1861年、ラティマー・クラークとチャールズ・ブライト卿は、抵抗の単位として「ボルト」という名前を考案しました。^{[ 11 ]} 1873年までに、英国科学振興協会は、ボルト、オーム、ファラドを定義しました。^{[ 12 ]} 1881年、国際電気会議（現在の国際電気標準会議（IEC））は、起電力の単位としてボルトを承認しました。^{[ 13 ]}彼らは、ボルトを10⁸ cgs単位の電圧に等しくしました^。cgsシステムは当時、科学における慣習的な単位系でした。彼らがそのような比率を選んだのは、cgs 単位の電圧が不便なほど小さく、この定義における 1 ボルトが、当時の電信システムの標準電圧源であったダニエル電池の起電力にほぼ等しいからである。 ^{[ 14 ]}当時、ボルトは、1アンペアの電流が1ワットの電力を消費するときの導体の両端の電位差 [つまり、今日では「電圧差」と呼ばれるもの] として定義されていた。

「国際ボルト」は1893年にクラーク電池の起電力の1 / 1.434として定義されました。この定義は1908年に国際オームと国際アンペアに基づく定義に置き換えられ、1948年に「再現可能な単位」の完全なセットが廃止されるまで使用されました。^{[ 15 ]}

SIの2019年改訂版（素電荷の値の定義を含む）は、2019年5月20日に発効した。^{[ 16 ]}

• 電気機器の歴史。