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Unidad didáctica 1. Principios y magnitudes eléctricas

1.3. Magnitudes eléctricas
Las magnitudes eléctricas son aquellas propiedades físicas de la electricidad que podemos medir; en consecuencia, podemos conocer su valor y utilizarlas en varias aplicaciones. Las más importantes son la tensión, la intensidad, la resistencia y la potencia.A lo largo de esta unidad conoceremos qué son cada una de ellas, cómo se relacionan
entre sí y de qué forma podemos medirlas.

1.3.1. Tensión o voltaje
De manera aplicada, la diferencia de potencial entre dos puntos de un circuito no es
nada más que la tensión eléctrica o voltaje existente entre esos dos puntos.
Así pues, podemos definir la tensión eléctrica o voltaje entre dos puntos deun
circuito como la energía con que un generador ha de impulsar una carga eléctrica
de 1 culombio entre los dos puntos del circuito. La tensión eléctrica se mide en
voltios (V).

Tensión continua y tensión alterna
Debemos señalar que la tensión entre dos puntos puede presentar un valor y una polaridad constante o no.
Cuando el valor y la polaridad son constantes nos referimos a la denominadatensión
continua, y la representamos con mayúsculas (U). Éste sería el caso que muestra la figura 1.14, en el que trasladamos la carga siguiendo un único sentido de desplazamiento (de B a A) y un recorrido constante d.
Sin embargo, en electrotecnia es muy habitual tratar con tensiones que cambian su
valor y polaridad en el transcurso del tiempo. Ésta es la denominada tensión alterna,
querepresentamos con minúsculas (u) para indicar que se trata de una tensión cuyo
valor instantáneo varía con el tiempo. Sería el caso que mostramos en la figura 1.15,
en la que una carga Q que se mueve dentro de un campo eléctrico E recorre alternativamente las distancias d y d’ que separa el punto A de los puntos B y B’.
Fig. 1.15.
Diferencia de potencial
respecto de A con
desplazamiento de cargaen
ambos sentidos.

Hay que indicar que la distancia d que recorre la carga Q está estrechamente relacionada con el valor máximo de la tensión que podemos obtener, y que la posición respecto del punto de referencia A determina la polaridad de la citada tensión.
En la figura 1.16 mostramos la forma de onda de una tensión continua y otra alterna.
Observemos lo siguiente:
En el caso a) tenemosuna tensión continua positiva de valor U constante en el
tiempo.
En el caso b) tenemos una tensión alterna u, cuyo valor y polaridad varían continuamente en función del tiempo, por ello se acostumbra a denominar u(t).

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Fig. 1.16.
Aspecto de la forma de onda
de una tensión: a) continua; b)
alterna triangular.

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Unidaddidáctica 1. Principios y magnitudes eléctricas

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Ejemplo 1.6
La pila que se muestra en la figura 1.17 genera una intensidad de campo
eléctrico de 30 V/m. ¿Cuál es la diferencia de potencial existente entre
sus bornes A y B, sabiendo que los separa una distancia de 5 centímetros?
Solución: De la expresión (1.3) obtendremos directamente una UAB de:

U AB = E · r = 30 · 0,05 = 1,5 V
Fig.1.17. Intensidad de campo eléctrico
generado por una pila de 1,5 voltios.

Esto nos indica que el voltaje de la pila es de 1,5 voltios.

La frecuencia
Llamamos frecuencia (F) a las veces por segundo (ciclos) que una onda de tensión o
corriente alterna cambia de signo. La unidad de frecuencia es el hercio (Hz).
Por ejemplo, la frecuencia de la tensión que se tiene en una base de enchufe dela red
eléctrica de una vivienda es de 50 Hz; esto significa que en un segundo la tensión
cambia 50 veces de polaridad.

1.3.2. Intensidad eléctrica
Denominamos intensidad eléctrica a la cantidad de carga eléctrica que circula por
un material o sustancia en un segundo.
La intensidad eléctrica es conocida habitualmente con el nombre de corriente eléctrica o, simplemente, corriente. Se mide...