Voltaje. Tensión eléctrica
Voltaje
Diferencia de potencial
Para lograr que una lámpara como la de la figura se encienda, debe circular por los cables a los cuales está conectada, una corriente eléctrica
Para que esta corriente circule por loscables debe existir una fuerza llamadaFuente de fuerza electromotriz o paraentender mejor una fuente de voltaje
Una batería (en el caso de corriente continua), que es simplemente unafuente de voltaje, que tiene unidad de voltios
- 1 kilovoltio = 1000 voltios (volts)
- 1 milivoltio = 1 / 1000 = 0.001 voltios (volts)
- 1 milivoltio = 1 / 1000 = 0.001 voltios (volts)
Normalmente las fuentes de voltaje tienen en su salida un valor fijo. Ejemplo: 3, 6, 9, 12 Voltios, etc., pero hay casos de fuentes de voltaje de salida variable, que tienen aplicaciones especiales.
Cuando hablamos del voltaje de una batería o el voltaje que se puede obtener de un tomacorriente en la pared, estamos hablando de una diferencia de potencial.
En el primer caso es una fuente de voltaje decorriente directa y en el segundo una fuente de voltajede corriente alterna.
Tal vez la forma más fácil de entender el significado de un voltaje es haciendo una analogía con un fenómeno de la naturaleza.
Si comparamos el flujo de la corrientecontinua con el flujo de la corriente de agua de un río y al voltaje con la altura de una catarata (caída de agua), se puede entender a que se refiere el término voltaje (diferencia de potencial), que sería la altura (diferencia de alturas) de la caída de agua.
La diferencia de potencial se entiende mejor cuando se habla de la energía potencial.
- La energía es la capacidad de realizar trabajo y....
- Energía potencial es la energía que seasocia a un cuerpo por la posición que tiene. (en nuestro caso es la altura de la catarata)
- Energía potencial es la energía que seasocia a un cuerpo por la posición que tiene. (en nuestro caso es la altura de la catarata)
Dos casos posibles:
- Una fuente que entregue un voltaje elevado con poca corriente. El caso de una caída de agua muy alta con poco caudal (poca corriente de agua)
- Una fuente que entregue un voltaje pequeño pero mucha corriente. El caso de una caída de agua pequeña con mucho caudal (mucha corriente de agua).
Un caso interesante es aquel en que la fuente tiene un valor de voltaje elevado y entrega muchacorriente. Este caso se presentaría en una caída de agua muy alta con un caudal muy grande.
Este caso en especial nos indica que tenemos una fuente de voltaje con gran capacidad de entrega de potencia. Acordarse de la fórmula de potencia.
Potencia = Voltaje x Corriente = V x I
Cómo medir voltaje en c.d.
Para medir tensión / voltaje se selecciona, en el multímetro que estemos utilizando, la unidad (voltios) en DC (c.d.).
Se revisa que los cables rojo y negro estén conectados correctamente.
Se selecciona la escala adecuada, si tiene selector de escala, (si no tenemos idea de que magnitud de voltaje vamos a medir, escoger la escala mas grande).
Si no tiene selector de escala seguramente el multímetroescoge la escala para medir automáticamente.
Se conecta el multímetro a los extremos del componente (se pone en paralelo) y se obtiene la lectura en la pantalla. Si la lectura es negativa significa que el voltaje en el componente medido tiene la polaridad al revés a la supuesta
Normalmente en los multímetros el cable rojo debe tener la tensión mas alta que el cable negro. Ver el diagrama de laderecha
Cómo medir resistencia en c.d.
Para medir una resistencia se selecciona, en el tester que estemos utilizando, la unidad (ohmios).
Revisar que los cables rojo y negro estén conectados correctamente.
Se selecciona la escala adecuada, si tiene selector de escala (si no tenemos idea de que magnitud de la resistencia que vamos a medir, escoger la escala más grande). Si no tiene selector de escala seguramente el multímetro escoge la escala automáticamente.
Para medir una resistencia con el multímetro, éste tiene que ubicarse con las puntas en los extremos del elemento a medir (en paralelo) y se obtiene la lectura en la pantalla.
Lo ideal es que el elemento a medir (una resistencia en este caso) no esté alimentado por ninguna fuente de voltaje (V). El ohmímetro hace circular una corriente I por la resistencia para poder obtener el valor de la ésta.
Nota:
- Multímetro = VOM = Tester = Polímetro.
- Ohmimetro se llama, en este caso, al multímetro preparado para medir una resistencia.
- Multímetro = VOM = Tester = Polímetro.
- Ohmimetro se llama, en este caso, al multímetro preparado para medir una resistencia.
La suma de todas las tensiones en un camino cerrado debe ser forzosamente igual a cero
En otras palabras, en un circuito:
Los incrementos en tensión es igual a las caídas de tensión. (positivos losaumentos y negativas las caídas de tensión)
Aumento de tensión - suma de las caídas de tensión = 0
En un circuito en serie (supongamosresistencias en serie conectadas a unafuente se tensión (una batería), la suma de las tensiones en todo elcircuito debe de ser cero. Ver gráfico. Fuente (5V) - (VR1 + VR2 + VR3) = 0
Con la ayuda de este conocimiento se puede obtener el valor de tensión en cualquier resistencia que esté en un camino cerrado.
Se puede ver con ayuda de los datos que se presentan en el gráfico.
5V = 2V + 2.5V + 0.5V ó
5V - (2V + 2.5V + 0.5V) = 0
5V - (2V + 2.5V + 0.5V) = 0
Circuitos con dos
fuentes o más
Algunas veces en los circuitos serie hay más de dos fuentes de tensión y no es fácil saber en que sentido circula la corriente.
En este caso se supone que la corriente circula en un sentido y se hace el análisis.
Si la corriente que se obtiene tiene signonegativo significa que la suposición que se tomó estaba equivocada.
Pasos a seguir:
1 - Suponer que la corriente siempre circula en sentido horario (ver figura anterior)
2 - Colocar la polaridad de las fuentes de tensión (signos + y -)
3 - Colocar la polaridad de la tensión en las resistencias en consecuencia con el sentido asumido de la corriente. Ver el siguiente gráfico:
4 - Escribir la ecuación de Kirchoff, siguiendo el sentido de la corriente. Los valores de la tensión serán positivos si se encuentra primero la señal de polaridad (+) y negativa si se encuentra la señal (-)
5 - Para calcular la corriente se puede reemplazar la tensión en el resistor por IR (V = IR)
6 - Despejar la corriente.
7 - Si la corriente tiene valor negativo se corrige el sentido anteriormente supuesto con la consiguiente corrección de la polaridad de la caída de tensión en los resistores.
1 - Suponer que la corriente siempre circula en sentido horario (ver figura anterior)
2 - Colocar la polaridad de las fuentes de tensión (signos + y -)
3 - Colocar la polaridad de la tensión en las resistencias en consecuencia con el sentido asumido de la corriente. Ver el siguiente gráfico:
4 - Escribir la ecuación de Kirchoff, siguiendo el sentido de la corriente. Los valores de la tensión serán positivos si se encuentra primero la señal de polaridad (+) y negativa si se encuentra la señal (-)
5 - Para calcular la corriente se puede reemplazar la tensión en el resistor por IR (V = IR)
6 - Despejar la corriente.
7 - Si la corriente tiene valor negativo se corrige el sentido anteriormente supuesto con la consiguiente corrección de la polaridad de la caída de tensión en los resistores.
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