¿Qué es el voltaje eléctrico?
El voltaje se puede definir como la magnitud responsable de crear la diferencia de potencial eléctrico entre dos puntos. Por esta razón, a menudo se le denomina tensión eléctrica o diferencia de potencial eléctrico.
En un contexto más técnico, el voltaje se refiere al trabajo realizado por una unidad de carga eléctrica cuando se desplaza a través de dos puntos en un campo eléctrico específico.
Para entender mejor este concepto hay que repasar ciertas palabras clave y sus significados. La electricidad se basa en tres conceptos prácticos, los vatios, los amperios y los voltios. Si iniciamos nuestros conocimientos de electricidad desde cero y olvidamos todas las teorías aprendidas y estudiadas, vamos a ver cómo afectan estos elementos a nuestro día a día.
En nuestra vida cotidiana, por ejemplo, cuando el coche se queda sin batería o tal vez cuando se nos va la electricidad en casa, podemos a partir de estos ejemplos explicar de forma más concreta qué son los vatios, los voltios y los amperios. Vamos a ver aquello realmente importante.
¿Qué es el voltaje? Tipos
No todos los tipos de voltaje son idénticos, ya que pueden variar según sus características, lo que da lugar a la existencia de diversas modalidades de voltaje:
| ⇒ | Voltaje inducido. Este tipo de voltaje se genera para alimentar un circuito eléctrico específico. Cuando el circuito está abierto, este voltaje puede mantener la diferencia de potencial entre dos puntos. Sin embargo, si el circuito está cerrado, se producirá un flujo de corriente eléctrica. |
| ⇒ | Voltaje alterno. El voltaje alterno, abreviado como VA, se representa en gráficos cartesianos con un eje negativo y uno positivo, lo que resulta en una forma de onda sinusoidal. Este tipo de voltaje es comúnmente utilizado en las tomas de corriente, ya que es fácil de transportar y generar. Lo característico del VA son sus valores alternantes, lo que da origen a su nombre. La constancia en el tiempo de este voltaje puede variar según el país o región en el que se encuentre. |
| ⇒ | Voltaje de corriente continua. Este tipo de voltaje se encuentra con mayor frecuencia en baterías y motores, ya que se puede obtener al transformar una corriente alterna en una corriente continua. Sin embargo, no es necesario que sea perfectamente constante, ya que mediante transformadores y fusibles, puede presentar algunas fluctuaciones que no son lo suficientemente grandes como para considerarlo un voltaje alterno. |
| ⇒ | Voltaje continuo. El voltaje continuo, conocido como VCC (voltaje de corriente continua), es aquel en el que la corriente es constante y no presenta fluctuaciones. Se encuentra comúnmente en microprocesadores o chips, ya que estos dispositivos requieren un voltaje constante para funcionar de manera adecuada. Para obtener este tipo de voltaje, generalmente se requiere un tratamiento utilizando condensadores electrolíticos. |
Estos son los tipos de voltaje que existen, cuya clasificación es esencial para entender mejor qué es el voltaje.
¿Qué es el voltaje y cómo se mide?
La medición del voltaje se realiza empleando una herramienta de medición conocida como voltímetro. Este dispositivo se conecta en paralelo con la fuente de energía cuyo potencial eléctrico se desea medir.
No obstante, el voltímetro no es la única herramienta disponible para medir el voltaje, ya que existen otras alternativas como el potenciómetro y el multímetro, que desempeñan la misma función.
En términos generales, el voltaje se calcula considerando la cantidad total de energía necesaria para desplazar una carga eléctrica a lo largo de un circuito específico y luego dividiendo esta carga por su magnitud.
En el marco del Sistema Internacional, la unidad de medida de la tensión eléctrica es el "voltio," representado por la letra V. El término "voltio" deriva de Alejandro Volta, quien inventó la pila voltaica en el siglo XVII. Los voltios se obtienen al dividir un julio por un coulomb.
Voltios: la tensión de una pila
Los electrones son unas partículas que se desplazan entre un componente guía, como un cable de la luz, la cual es encargada de generar electricidad.
Lo que hace que los electrones funcionen, es el voltaje o tensión eléctrica. Tomando como ejemplo un caso sencillo, en base a la ley de la gravedad, cuando tiramos un balón por una cuesta, esta rueda hasta una superficie llana, lo mismo ocurre con los electrones, sin el voltaje, este no funciona.
Tomando como referencia el caso de antes de la pelota, toda la velocidad que llegará a conseguir con la bajada de la cuesta, será lo que en los electrones con voltaje llamamos energía potencial. Los voltios, representados con el símbolo V son los encargados de medir la potencia y energía que se da entre ambos puntos extremos. Alessandro Volta denota el término “voltio”, ya que fue el que descubrió las pilas.
Esta información nos importa más de lo que pensamos. Nuestro día a día está completo de estos vínculos con los voltajes. Mirando cualquier enchufe podemos ver que tienen dos orificios. Tomando como referencia el ejemplo de la pelota, podemos llegar a imaginar que uno de los dos agujeros es el trazo más prominente de la cuesta, y el agujero restante, el punto más bajo. Entre estos dos extremos se da una variabilidad de 230V, traducida en términos de tensión +230V. En el momento en que conectemos algún dispositivo a la toma de corriente, la potencia de electricidad traducida en electrones iniciará el camino de la hipotética cuesta de descenso, donde el voltaje será el encargado de empujar este descenso.
Las pilas eléctricas pueden ser otro ejemplo cotidiano de cómo representar los voltajes, esta representa un total de +1.5 voltios. Además de la batería del automóvil que genera un total de 12.5V o nuestras neuronas, -75 milivoltios.
Amperios: la capacidad de las baterías
La intensidad de la potencia eléctrica está medida por los amperios. Tomando como referencia el anterior ejemplo de la pelota y la pendiente, podríamos determinar que los amperios miden la suma de la energía que necesita dicho balón para moverse entre ambos puntos de la cuesta y cuánto tiempo ha necesitado para llevar a cabo este descenso.
El símbolo Ah representa el denominado amperio-hora. Este término determina la cantidad de energía que puede llegar a circular en un perímetro concreto durante el periodo de una hora. Este elemento se basa principalmente para valorar la cabida en las baterías eléctricas. Podríamos afirmar que una batería de 10Ah puede suministrar un total máximo de 10 amperios en una hora. Es decir, cuantos más amperios tenga el circuito, mayor será el número de electrones que podrán circular en él.
Estos factores nos importan, ya que dependemos de los amperios para poder utilizar nuestros dispositivos cotidianos. El móvil hoy en día tiene una potencia aproximada de 3 amperios-hora, esto determinará que, en cuanto se supere este límite, la batería de tu dispositivo se consumirá.
Los amperios es el término que expresa la capacidad de duración de la batería, por ejemplo de un dispositivo móvil antes de apagarse por insuficiencia de carga.
Vatios: la potencia de tus electrodomésticos
La energía está representada por los vatios. Concretamente miden la potencia albergada en un momento concreto.
Voltios (V) x Amperios (A) = Vatios (W)
De nuevo, siguiendo con el ejemplo de la cuesta y el balón, los vatios (W) hacen referencia a toda la potencia que llevan a cabo las pelotas (Amperios) tal y como bajan la cuesta (Voltios). La letra W representa a los vatios.
Es importante saber que los vatios miden, por ejemplo, la velocidad eléctrica que tenemos contratada en el hogar, o también, para saber cuánto consume un dispositivo. También, los vatios-hora (total de energía que se consume durante el plazo de una hora) puede ser importante para conocer el total de consumo en este periodo de tiempo, por ejemplo, de los electrodomésticos. Es importante conocer todos estos elementos para determinar con exactitud el consumo medio de los recibos eléctricos.
Otra analogía para voltios, vatios y amperios
A parte del ejemplo de la pelota, si no ha sido suficientemente claro o si no te ha gustado, a continuación, te mostramos otro nuevo ejemplo. Esta vez te sugerimos que visualices un río.
- Los voltios, como unidad de medida del voltaje haría referencia al recorrido (altura) que transita el río hasta que desemboca en el mar. Es decir, lo que entendemos por orografía. Si no estuviese en diferentes alturas el trayecto entre el cauce del río y la desembocadura del mar, el agua se quedaría parada.
- Los amperios, entendidos como intensidad, harían referencia a la cantidad de agua, es decir, la cantidad del caudal valorada en litros que el río tiene. De este modo, esta forma de medición puede ser efectiva tomando como referencia el amperio-hora.
- Los vatios los entenderíamos como la potencia que lleva a la corriente eléctrica, que reflejándose en el ejemplo del caudal, haría referencia a la fuerza del agua en movimiento y a la orografía. Mucha carga de voltaje e intensidad conlleva una capacidad eléctrica suficiente para ser utilizada en grandes superficies, como por ejemplo en una central hidroeléctrica.
En el ejemplo del torrente, los vatios serán los que muestran la potencia energética que se genera en el caudal (amperios) mientras el agua baja por la pendiente (voltios).