Voltio

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Volt
Estándar Unidades derivadas del Sistema Internacional
Magnitud Potencial eléctrico, tensión eléctrica
Símbolo V
Nombrada en honor de Alessandro Volta
Equivalencias
Unidades básicas del Sistema Internacional 1 V = W / A
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Pilas ideadas por Alessandro Volta.

El voltio,[1] o volt,[2] por símbolo V, es la unidad derivada del Sistema Internacional para el potencial eléctrico, la fuerza electromotriz y la tensión eléctrica. Recibe su nombre en honor a Alessandro Volta, quien en 1800 inventó la pila voltaica, la primera batería química.

Conceptos[editar]

Definición clásica[editar]

El voltio se define como la diferencia de potencial a lo largo de un conductor cuando una corriente de un amperio utiliza un vatio de potencia.[3]

Así mismo, el voltio se define de forma equivalente como la diferencia de potencial existente entre dos puntos tales que hay que realizar un trabajo de 1 joule para trasladar del uno al otro la carga de 1 Culomb.

Puede ser expresado en las unidades básicas del SI (m, kg, s, y A) como:

V = \frac {W}{A}  = \frac {C}{F} = \frac {J}{C} = \frac {N \cdot m}{A \cdot s} = \frac{kg \cdot m^2}{A \cdot s^3}

El instrumento de medición para medir la tensión eléctrica es el voltímetro.

Definición estándar[editar]

El voltio estándar se define utilizando un oscilador de unión Josephson, cuya frecuencia de oscilación (extraordinariamente estable) viene dada por:

 f_{Josephson} = \frac {2 e \Delta V}{h}

La relación entre la frecuencia y el voltaje a través de la unión, depende únicamente de las constantes fundamentales e (carga del electrón) y h (constante de Planck). Para un microvoltio aplicado a la unión, la frecuencia es:

 f_{Josephson} = 483,6 MHz

El voltio estándar se define como el voltaje necesario para producir una frecuencia de 483.597,9 GHz en un oscilador de unión Josephson.[4]

Historia[editar]

En 1800, como resultado de un desacuerdo profesional[5] sobre la respuesta galvánica propugnada por Luigi Galvani, Alessandro Volta desarrolló su propia pila, que a la postre se convertiría en precursora de la batería, que produjo una corriente eléctrica constante. Volta había determinado la más eficaz manera de utilizar metales para producir electricidad, estos metales eran el zinc y la plata.

En la década de 1880, el Congreso Internacional de electricidad, ahora conocida como Comisión Electrotécnica Internacional (IEC), aprobó el voltio como unidad para medir la fuerza electromotriz. En ese momento, el voltio estaba definido como la diferencia de potencial a través de un conductor eléctrico cuando una corriente de un amperio disipa un vatio de potencia. Antes de la evolución del sistema de medición de la tensión de voltaje estándar de Josephson, en los laboratorios el voltio de referencia se medía mediante baterías especiales debidamente calibradas y construidas al efecto.

Analogía hidráulica[editar]

La analogía hidráulica se utiliza en muchas ocasiones para explicar el funcionamiento de los circuitos eléctricos: la corriente eléctrica se suele comparar con el agua en las tuberías. El voltaje se asemeja a la presión del agua, ya que en los fluidos esta presión es la que determina su velocidad; el fluído circulante se asemeja a la intensidad de los electrones en el circuito eléctrico. La corriente (en amperios), en la misma analogía, es una medida del caudal de agua que fluye a través de un determinado punto, y la potencia total se mide en vatios.

Se tiene una ecuación para unir los tres criterios: \ voltios \cdot amperios = vatios.

Múltiplos del Sistema Internacional[editar]

A continuación figura una tabla de los múltiplos y submúltiplos del Voltio en el Sistema Internacional de Unidades:


Múltiplos del Sistema Internacional para voltio (V)
Submúltiplos Múltiplos
Valor Símbolo Nombre Valor Símbolo Nombre
10−1 V dV decivoltio 101 V daV decavoltio
10−2 V cV centivoltio 102 V hV hectovoltio
10−3 V mV milivoltio 103 V kV kilovoltio
10−6 V µV microvoltio 106 V MV megavoltio
10−9 V nV nanovoltio 109 V GV gigavoltio
10−12 V pV picovoltio 1012 V TV teravoltio
10−15 V fV femtovoltio 1015 V PV petavoltio
10−18 V aV attovoltio 1018 V EV exavoltio
10−21 V zV zeptovoltio 1021 V ZV zettavoltio
10−24 V yV yoctovoltio 1024 V YV yottavoltio
Prefijos comunes de unidades están en negrita.

Esta unidad del Sistema Internacional es nombrada así en honor a Alessandro Volta. En las unidades del SI cuyo nombre proviene del nombre propio de una persona, la primera letra del símbolo se escribe con mayúscula (V), en tanto que su nombre siempre empieza con una letra minúscula (voltio), salvo en el caso de que inicie una frase o un título.

Basado en The International System of Units, sección 5.2.


Valores comunes[editar]

Multímetro donde pueden medirse varias magnitudes eléctricas, incluida la tensión.
Aparato Valor
Potencial de acción de una neurona cerca de 75 mV
Batería de célula simple 1,2 V
Batería de mercurio 1,355 V
Batería alcalina no recargable 1,5 V
Batería recargable de litio 3,75 V
Transistor de tecnología TTL 5 V
Batería PP3 9 V
Sistema eléctrico de un automóvil 12 V (en algunos casos: 16 V y 24 V)
Electricidad central de una vivienda 240 V en Oceanía;

230 V en Europa, Asia (salvo Japón) y África;
220 V en Sudamérica (menos en Colombia, Ecuador, Brasil y Venezuela);
120 V en Norteamérica;
110 V en Ecuador, Colombia, Brasil, Guatemala, El Salvador, Venezuela Y República Dominicana;
100 V en Japón.

Rieles del tren 600 a 700 V
Líneas de corriente de trenes de alto voltaje aprox. 25 kV
Red de transporte de energía eléctrica de alto voltaje 110 kV o más
Rayo 100 MV

Véase también[editar]

Referencias[editar]

Enlaces externos[editar]