¿Es lo mismo la tensión eléctrica y el voltaje?

Continuando con los conceptos básicos de electrónica, hoy te hablaré del concepto de tensión eléctrica y responderemos a la pregunta sobre ¿Qué es el voltaje? De entrada te digo que la palabra tensión eléctrica y voltaje son lo mismo en la jerga popular de la electrónica, no obstante, en términos estrictos lo correcto es tensión eléctrica, pero vayamos poco a poco para que todo quede claro.

Lo primero que haremos es revisar algunas definiciones para que vayamos analizando cada término, ya que, de esta manera estoy seguro te será mucho más fácil comprender cómo se manifiesta la tensión eléctrica.

Bien, comencemos diciendo lo siguiente, si quisiéramos obtener corriente eléctrica, tendríamos que:

• Mover los electrones a la misma velocidad y en un mismo sentido a través de un conductor.
• Y para poder mover dichos electrones, requerimos exitarlos o darles un impulso que los obligue a dejar el átomo al que se encuentran ligados.

A esta fuerza o impulso se le conoce como diferencia de potencial, tensión eléctrica o voltaje, entonces:

Tensión eléctrica: ¿Qué es el voltaje?

El concepto de voltaje, correctamente llamado tensión eléctrica o diferencia de potencial, es una magnitud física que impulsa a los electrones a través un conductor de un circuito eléctrico ocasionando un flujo de corriente eléctrica.

Por lo tanto, la tensión eléctrica es la fuerza que impulsa el movimiento de electrones, tal y como te mencione anteriormente.

¿Cuál es la diferencia entre tensión eléctrica y voltaje?

Bien, ya tenemos nuestra primera definición y, si te das cuenta hablar de:

• Tensión eléctrica
• Voltaje
• Diferencia de potencial

Hacemos referencia a lo mismo, no obstante, pudiera haber algunas diferencias que se encuentran en la forma de expresarnos, por ejemplo:

• La tensión eléctrica es común nombrarla, sólo cuando nos referimos al movimiento de electrones.
• La diferencia de potencial la utilizamos cuando interviene el concepto de trabajo en el movimiento de electrones.
• Y voltaje lo utilizamos en honor a Alessandro Volta quien entre 1799 y 1800 descubrió la pila eléctrica

Ahora, técnicamente la tensión eléctrica y diferencia de potencial son el término correcto, y voltaje es una opción más, al final los tres significan los mismo.

Expuesto esto, nuestra definición anterior la podemos replantear de la siguiente manera, ya que, el mover electrones de un punto a otro al final es un trabajo.

¿Qué es diferencia de potencial?

La diferencia de potencial es el trabajo por unidad de carga que ejerce un campo eléctrico sobre una partícula que se encuentra cargada eléctricamente, permitiendo moverla entre dos puntos determinados, por ejemplo, en un conductor son sus terminales.

Unidad de medida de la tensión eléctrica o voltaje

En el Sistema Internacional de Unidades, la tensión eléctrica se mide en Volts o Voltios y se representa con la letra ( V )

Voltaje y la Polaridad

En el voltaje podemos tener dos situaciones respecto a la polaridad por ejemplo:

• La diferencia de potencial es independiente del camino que sigue la carga.
• Pero, depende totalmente del potencial eléctrico presente en dos puntos A y B del campo eléctrico existente.

Por lo tanto, si dos puntos tienen una diferencia de potencial significativa y están relacionados a través de un conductor, se producirá un flujo de electrones y por ende una corriente eléctrica.

Esto sucede por que gran parte de la carga que es producida en el punto de mayor potencial se trasladará por medio del conductor al punto de menor potencial y esta corriente cesará cuando los dos puntos igualen su capacidad eléctrico según la Ley de Henry.

Bien, cuando se hablamos sobre una diferencia de potencial en un único punto, siempre se entiende que habrá un diferencial de tensión entre este punto y algún otro donde el potencial sea cero.

Relación entre Corriente y voltaje

Cuando por dos puntos de un circuito circular una corriente eléctrica, la polaridad de la caída de tensión viene dada por la dirección de la misma, esto significa, del punto de mayor potencial al de menor potencial eléctrico.  Entonces:

• Si por el Resistor R circula una corriente eléctrica de intensidad I
• Desde el punto A hacia el B
• Se va a producir una caída de tensión en la misma con la polaridad indicada
• Por lo que se dice que el punto A es más positivo que el B.

Otra de las maneras de expresar la tensión entre dos puntos es en funcionalidad de la intensidad de corriente y la resistencia que ya están entre ellos, de esta forma se obtiene uno de los enunciados de la Ley de Ohm, que dice:

Donde:

• V es la Tensión eléctrica, dada en Volt (V).
• R es la Resistencia eléctrica, dada en Ohm (Ω).
• I es la Intensidad eléctrica, dada en Amperes (A).

¿Cómo se mide el voltaje?

Bueno, en la práctica podemos utilizar un multímetro para medir la caída de tensión entre dos puntos, ya sea en un componente o en un circuito. Aquí algunos ejemplos de multímetros que te pueden interesar.

También podemos hacerlo en papel, utilizando otras leyes de la electrónica como la ley de Ohm o Leyes de Kirchhoff, actualmente ya tengo dos artículos donde te hablo todo sobre estas leyes, espero los visites.

Por ejemplo, aquí en el siguiente formulario podemos ver un poco cómo se relaciona el, voltaje, corriente y resistencia, cambia los valores y juega con ella un rato.

Carga y tensión eléctrica

Existe un principio básico:

• Si un material se le quitan electrones, su carga eléctrica total va a ser positiva.
• Por otra parte, si aumentamos el número de electrones, el átomo pasara a ser mas negativo.

Lo anterior es importante ya que, si tenemos dos materiales con diferentes niveles de carga o mejor dicho tipos de carga, se presentará una diferencia de potencial entre ambos materiales, no obstante, para modificar o aplicar una carga en los materiales, necesitamos aplicar energía ya sea del tipo:

• Frotamiento
• A través de presión
• Aplicando calor
• Presencia de magnetismo
• Incluso por una acción química

¿Cómo se comporta la tensión eléctrica en diferentes componentes?

La tensión eléctrica en un componente se comporta diferente según el componente al que se le esta aplicando una diferencia de potencial, aquí te dejo unos ejemplos de voltaje en componentes pasivos:

Voltaje en una resistencia

Suele ser el caso mas sencillo y se puede analizar a través de la ley de Ohm, tal como te lo deje en un apartado mas arriba, en tal caso el voltaje es:

Voltaje en una Bobina

En una bobina es un poco mas complicado, ya que por lo regular la corriente que circula es alterna y hay una dependencia o razón de cambio respecto al tiempo, sin embargo, en forma general podemos decir que el voltaje en una bobina es:

Sin embargo, si la inductancia L es constante podemos expresar el voltaje de la siguiente forma:

Voltaje en un Capacitor o condensador

Otro de los componentes básicos es el capacitor, al igual que en una bobina es muy usado en corriente alterna. Aquí lo importante es que un condensador produce un flujo de electrones en una de sus capas, mientras que la otra hay una falta de ellos, por lo que, el voltaje en un condensador se puede representar por:

La fórmula refleja un caso común pronto estaré subiendo un artículo completo sobre el Capacitor, suscríbete a mi boletín para que te enteres.

Vídeo sobre el uso y funcionamiento del voltaje

Excelente, ahora ya comprendes qué es el voltaje y como es que esta magnitud provoca un movimiento de electrones, no obstante, lo más importante es conocer como se manifiesta en diferentes componentes y, sobre todo, como calcularlos, así que nos vemos en el siguiente tema.