Voltio: unidad de diferencia de potencial eléctrico del Sistema Internacional
Voltio (V): unidad SI de diferencia de potencial eléctrico. Definición, equivalencias, ley de Ohm, origen histórico, realización metrológica y usos prácticos en electrónica y redes.
Para el prototipo de vehículo híbrido enchufable, véase Chevrolet Volt. Para el sello discográfico, véase Volt Records.
Definición
El voltio (símbolo: V) es la unidad derivada del SI que mide la diferencia de potencial eléctrico o la fuerza electromotriz, término que suele denominarse también voltaje.
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Interpretación física y equivalencias
- Por definición física, 1 voltio equivale a una diferencia de potencial que hace que una carga eléctrica de un culombio (C) adquiera una energía de un julio (J): 1 V = 1 J/C.
- Expresado en unidades básicas del SI: 1 V = 1 kg·m²·s⁻³·A⁻¹.
- En circuitos eléctricos, la relación entre voltaje (V), corriente (I) y resistencia (R) se describe mediante la ley de Ohm: V = I·R.
Nombre y origen histórico
El nombre voltio honra al físico italiano Alessandro Volta (1745–1827). Volta es conocido por haber construido la pila voltaica, considerada la primera batería química práctica, lo que vincula su nombre con la medición de diferencias de potencial eléctrico.
Realización y normas
- El voltio es una unidad derivada del Sistema Internacional; su valor conceptual está fijado por las definiciones de las unidades base del SI.
- Para mediciones de alta precisión se emplean estándares basados en efectos cuánticos (p. ej. el efecto Josephson) que permiten relacionar frecuencias con voltajes con gran exactitud.
Usos y ejemplos prácticos
- Pilas y baterías: celdas secas comunes proporcionan voltajes del orden de 1,5 V; pilas de 9 V y los acumuladores de automoción son otros ejemplos típicos.
- Red eléctrica: las tensiones de alimentación doméstica varían por región, siendo habituales valores nominales próximos a 120 V o 230 V.
- Electrónica: el voltaje define niveles lógicos y alimentaciones de circuitos, sensores y componentes.
- Instrumentación: el voltimétro (voltímetro) es el instrumento básico para medir diferencias de potencial.
Notas sobre nomenclatura y símbolo
- El símbolo oficial del voltio es la letra latina mayúscula V. Cuando se escribe junto a un número, se separa normalmente por un espacio (por ejemplo, 12 V).
- En algunos contextos coloquiales se usa indistintamente "volt" o "voltaje", aunque "voltio" es el nombre de la unidad y "voltaje" describe la diferencia de potencial.
Véase también
- Chevrolet Volt — vehículo cuyo nombre comercial hace referencia a la unidad.
- Volt Records — sello discográfico que utiliza el término en su marca.
Definición
El voltio se define como la diferencia de potencial a través de un conductor cuando una corriente de un amperio disipa un vatio de potencia. Por tanto, es la representación base del SI m 2- kg - s −3- A −1, que puede representarse igualmente como un julio de energía por culombio de carga, J/C.
V = W A = J C = m 2 ⋅ kg s 3 ⋅ A {\displaystyle {\mbox{V}}={dfrac {\mbox{W}}{\mbox{A}}={dfrac {\mbox{J}{\mbox{C}}={dfrac {\mbox{m}^2}{\cdot {\mbox{kg}}{\mbox{s}^3}{\cdot {\mbox{A}}}}} 
Analogía hidráulica
En la analogía hidráulica que a veces se utiliza para explicar los circuitos eléctricos comparándolos con tuberías llenas de agua, el voltaje se asemeja a la presión del agua: determina la velocidad a la que los electrones se desplazan por el circuito. La corriente (en amperios), en la misma analogía, es una medida del volumen de agua que pasa por un punto determinado, cuyo ritmo viene determinado por el voltaje, y la potencia total medida en vatios. La ecuación que reúne los tres componentes es: voltios × amperios = vatios
Tensiones comunes
Tensiones nominales de las fuentes conocidas:
- Potencial de acción de las células nerviosas: alrededor de 30 mV
- Batería recargable de NiMH o NiCd: 1,2 V
- Batería de mercurio 1,355 V
- Pila alcalina no recargable (por ejemplo, AAA, AA, C y D): 1,5 V
- Batería recargable de polímero de litio: 3,75 V
- Fuente de alimentación lógica de transistores (TTL): 5 V
- Pila PP3: 9 V
- Sistema eléctrico del automóvil: 12 V (nominal)
- Red eléctrica doméstica: 230 V RMS en Europa, Australia, Asia y África, 120 V RMS en América del Norte, 100 V RMS en Japón (véase la lista de países con enchufes, tensiones y frecuencias)
- Tercer carril de tránsito rápido: 600 a 700 V (véase la lista de sistemas actuales de tracción eléctrica ferroviaria)
- Líneas eléctricas aéreas de trenes de alta velocidad: 25 kV RMS a 50 Hz, pero véase la lista de sistemas de corriente para la tracción eléctrica ferroviaria para las excepciones.
- Líneas de transmisión de energía eléctrica de alta tensión: A partir de 110 kV RMS (1150 kV RMS es el récord en 2005)
- Rayos: Varía mucho, a menudo alrededor de 100 MV.
Nota: Cuando se indica "RMS" (media cuadrática), la tensión de pico es 2 
veces mayor que la tensión RMS para una señal sinusoidal.
Historia del voltio
En 1800, como resultado de un desacuerdo profesional sobre la respuesta galvánica defendida por Luigi Galvani, Alessandro Volta desarrolló la llamada pila voltaica, precursora de la pila, que producía una corriente eléctrica constante. Volta había determinado que el par de metales disímiles más eficaz para producir electricidad era el zinc y la plata. En la década de 1880, el Congreso Internacional de Electricidad, ahora la Comisión Electrotécnica Internacional (CEI), aprobó el voltio para la fuerza electromotriz. El voltio se definió como la diferencia de potencial a través de un conductor cuando una corriente de un amperio disipa un vatio de potencia.
Páginas relacionadas
- SI para los prefijos de las unidades
- Unidades de electromagnetismo del SI
- Voltímetro
- Watt
- Ampere
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Autor
AlegsaOnline.com Voltio: unidad de diferencia de potencial eléctrico del Sistema Internacional Leandro Alegsa
URL: https://es.alegsaonline.com/art/105880