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Voltaje

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Tensión eléctrica
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Linea electrica.jpg
Concepto:Magnitud física que impulsa a los electrones a lo largo de un conductor en un circuito eléctrico cerrado.

Voltaje. Denominado también como tensión o diferencia de potencial es una magnitud física que impulsa a los electrones a lo largo de un conductor en un circuito eléctrico cerrado, provocando el flujo de una corriente eléctrica.

La diferencia de potencial también se define como el trabajo por unidad de carga ejercido por el Campo eléctrico, sobre una Partícula cargada, para moverla de un lugar a otro. Se puede medir con un Voltímetro.

En el Sistema Internacional de Unidades, la diferencia de potencial se mide en Voltios ( V ), al igual que el Potencial.

Polaridad

La tensión es independiente del camino recorrido por la carga, y depende exclusivamente del potencial eléctrico de los puntos A y B en el campo.

Si dos puntos que tienen una diferencia de potencial se unen mediante un conductor, se producirá un flujo de electrones. Parte de la carga que crea el punto de mayor potencial se trasladará a través del conductor al punto de menor potencial y, en ausencia de una fuente externa (generador), esta corriente cesará cuando ambos puntos igualen su potencial eléctrico (Ley de Henry). Este traslado de cargas es lo que se conoce como Corriente eléctrica.

Cuando se habla sobre una diferencia de potencial en un sólo punto, o potencial, se refiere a la diferencia de potencial entre este punto y algún otro donde el potencial sea cero.

Polaridad.jpg

Cuando por dos puntos de un circuito puede circular una corriente eléctrica, la polaridad de la caída de tensión viene determinada por la dirección convencional de la misma; esto es, del punto de mayor potencial al de menor. Por lo tanto, si por el Resistor R circula una corriente de intensidad I, desde el punto A hacia el B, se producirá una caída de tensión en la misma con la polaridad indicada, y se dice que el punto A es más positivo que el B.

Otra de las formas de expresar la tensión entre dos puntos es en función de la intensidad de corriente y la resistencia existentes entre ellos; así se obtiene uno de los enunciados de la Ley de Ohm, que dice:

 R = U / I

Donde:

Es importante destacar que ( V ) no se refiere al Potencial eléctrico sino a la diferencia de potencial ( ΔV ) entre dos puntos.

Carga eléctrica

Si un material se le quitan electrones, su carga eléctrica total será positiva (recordar que se le está quitando a un átomo neutro (no tiene carga) electrones de carga negativa. Esto causa que el Átomo ya no sea neutro sino que tenga carga positiva Ver que en este caso hay en el átomo 6 protones (carga positiva) y 4 electrones (carga negativa). En conclusión la carga total es positiva.

Carga positiva.jpg
Si ahora al material se aumentan electrones (tiene ahora más de los que tiene cuando el átomo es neutro), su carga total será negativa Ver que en este caso hay en el átomo 6 protones (carga positiva) y 8 electrones (carga negativa). En conclusión la carga total es negativa.
Carga negativa.jpg

Si se tienen dos materiales con diferentes niveles o tipos de carga, se dice entonces que hay una diferencia de potencial entre ellos. Para poder lograr cargar de alguna manera los materiales, es necesario aplicar energía al átomo. Hay varios métodos para lograrlo: - por frotamiento - por presión - por calor - por magnetismo - por una acción química

Diferencia de potencial

Para lograr que una Lámpara se encienda, debe circular por los cables a los cuales está conectada, una corriente eléctrica. Para que esta corriente circule por los cables debe existir una fuerza llamada Fuente de fuerza electromotriz o para entender mejor, una Fuente de voltaje Una batería (en el caso de corriente continua), que es simplemente una fuente de voltaje, que tiene unidad de voltios

  • 1 kilovoltio = 1000 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 de Corriente directa y en el segundo una fuente de voltaje de 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 corriente continua 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 se asocia a un cuerpo por la posición que tiene. (en nuestro caso es la altura de la catarata)

Dos casos posibles

  1. 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)
  2. 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 mucha corriente. 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

Fuentes