El voltaje es un parámetro importante en los circuitos. Es la diferencia de potencial entre dos puntos cargados por unidad de carga en un campo eléctrico. En este artículo, hablaremos sobre el voltaje, los símbolos de voltaje, las unidades de voltaje, las propiedades del voltaje, las fórmulas de voltaje y los tipos de voltaje. También cubriremos cómo medir el voltaje.
¿Qué es el voltaje?
El voltaje es la cantidad de presión necesaria para mover una carga eléctrica (electrones) de un punto a otro en un circuito eléctrico. El voltaje también se conoce como «diferencia de potencial eléctrico», «tensión eléctrica» o «presión eléctrica» y es la diferencia de potencial eléctrico entre dos puntos de un circuito eléctrico.
Símbolo de voltaje
El voltaje se representa con el símbolo V. El siguiente diagrama representa el símbolo del voltaje.
Unidad de voltaje
El voltaje se mide en la unidad «voltio». Un voltio equivale a un julio de energía por culombio de carga. Un «voltímetro» mide el voltaje entre dos puntos de un sistema.
Propiedades del voltaje
A continuación se enumeran algunas propiedades del voltaje:
- Su unidad en el SI es el voltio (V).
- En ecuaciones y diagramas de circuitos, se representa con el símbolo «V».
- Define la diferencia de potencial eléctrico entre dos puntos de un circuito eléctrico.
- Es una cantidad escalar.
- Tiene magnitud pero no tiene una dirección específica.
- Describe la magnitud de la diferencia de potencial entre dos puntos, pero no indica la dirección del flujo de corriente en un circuito.
- Varias fuentes, como baterías, generadores, fuentes de alimentación y células fotovoltaicas pueden generarla.
Fórmula del voltaje
La fórmula del voltaje se puede determinar de dos maneras:
- Fórmula de voltaje usando el trabajo realizado y la carga eléctrica
- Fórmula de voltaje usando la ley de Ohm
- Fórmula de voltaje usando potencia y corriente
- Fórmula de voltaje usando potencia y resistencia
Fórmula de voltaje que utiliza el trabajo realizado y la carga eléctrica
En términos de campo eléctrico estático, matemáticamente el voltaje se define como la cantidad de trabajo realizado (W) para mover una carga eléctrica (Q).
Voltaje (V) = Trabajo realizado (W) / Carga (Q)
Fórmula de voltaje usando la ley de Ohm
En términos de la ley de Ohm, el voltaje se define como el producto de la resistencia del conductor y la corriente que fluye a través de él.
Voltaje (V) = I * R
donde,
- I representa la corriente que fluye en amperios (A).
- R representa la resistencia en ohmios (Ω).
Fórmula de voltaje usando potencia y corriente
En términos de potencia y corriente, el voltaje se define por la relación entre la potencia y la corriente que fluye a través de él.
V = P / I
donde,
- V es voltaje
- P es potencia
- I es corriente
Fórmula de voltaje usando potencia y resistencia
En términos de potencia y resistencia, el voltaje se define como la raíz cuadrada del producto de potencia y resistencia.
V = √(P × R)
donde,
- V es voltaje
- P es potencia
Tipos de voltaje
El voltaje se clasifica en dos tipos según la dirección y la magnitud de la corriente que fluye:
- Voltaje de CA (corriente alterna)
- Voltaje de CC (corriente continua)
Voltaje de corriente continua (CC)
El voltaje de corriente continua (CC) mantiene una dirección constante y la electricidad fluye en una dirección determinada. El voltaje de corriente continua puede ser un voltaje constante o un voltaje pulsante. Si es un voltaje constante, la magnitud del voltaje no cambia con respecto al tiempo, mientras que si es un voltaje pulsante, la magnitud cambia con respecto al tiempo. Se utiliza principalmente en dispositivos con baterías, teléfonos inteligentes, laptops y vehículos eléctricos (VE).
Voltaje de corriente alterna (CA)
El voltaje de CA alterna la dirección del voltaje periódicamente, cambia de positivo a negativo y de negativo a positivo, y la dirección de la corriente también cambia periódicamente en consecuencia. La magnitud del voltaje cambia continuamente y la dirección también cambia periódicamente. Se utiliza principalmente en electrodomésticos, sistemas de iluminación y dispositivos electrónicos.
¿Cómo medir el voltaje?
Hay varias formas de medir el voltaje que se mencionan a continuación.
Medir el voltaje con un voltímetro
El voltaje entre dos puntos de un sistema se puede medir con un voltímetro. El voltímetro se utiliza para medir el voltaje de circuitos de corriente alterna (CA) o de corriente continua (CC). El voltímetro conectado a través de los dos puntos mide la caída de voltaje entre ellos cuando la corriente fluye a través del circuito.
Existen dos tipos de voltímetros:
- Voltímetro analógico
- Voltímetro digital
Voltímetro analógico
Los voltímetros analógicos proporcionan lecturas continuas y son adecuados para medir voltajes de CA y CC. El voltímetro analógico tiene un puntero o aguja para indicar el voltaje en una escala. Tienen un diseño de bobina móvil o hierro móvil. Debido al voltímetro digital, en la actualidad el voltímetro analógico se usa menos.
Voltímetro digital
El voltímetro digital contiene lecturas de voltaje como valores numéricos en una pantalla digital. Son más precisos y fáciles de leer que los voltímetros analógicos. El multímetro digital mide y muestra las lecturas de voltaje en una pantalla LCD en forma de dígitos. La principal ventaja de usar un voltímetro digital es que podemos medir tanto el voltaje directo como el voltaje alterno con el mismo dispositivo simplemente cambiando los ajustes del medidor, como el voltaje de CA y el voltaje de CC.
Aplicaciones del voltaje
El voltaje juega un papel importante en algunos circuitos eléctricos y aplicaciones eléctricas. A continuación, se muestran algunos ejemplos de cómo se utiliza el voltaje en aplicaciones de la vida diaria:
- Las baterías de los automóviles, como las de los automóviles eléctricos, tienen un voltaje de alrededor de 350 voltios.
- Las baterías alcalinas AA normales tienen un voltaje de 1,5 voltios.
- Las líneas de transmisión de alto voltaje transportan voltajes de 100.000 voltios o más.
- Las baterías de los teléfonos celulares, como las de litio, contienen un voltaje de carga de alrededor de 3,7 voltios.
- Los puertos USB de las computadoras y los cargadores suelen proporcionar un voltaje de 5 voltios.
Conclusión
De lo expuesto anteriormente podemos concluir que el voltaje es la parte principal de un circuito eléctrico y se obtiene a partir del producto de la corriente y la resistencia presentes en el circuito. Además, existen dos tipos de voltaje: voltaje de corriente alterna y voltaje de corriente continua. El voltaje se mide con un voltímetro.
