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por Ron Kurtus (revisado el 23 de octubre de 2019)
Las unidades básicas de un circuito eléctrico simple son el amperio, el voltio y el ohmio.
Un circuito simple suele estar formado por una fuente de tensión, cables metálicos que conducen la corriente eléctrica y uno o más resistentes a la conducción de la corriente. La corriente puede ser continua (DC) o alterna (AC), y no debe haber dispositivos adicionales que afecten a la corriente.
La unidad de corriente eléctrica -el amperio- es una unidad básica del Estándar Internacional (SI). La unidad de tensión y la unidad de resistencia se derivan del amperio y de otras unidades estándar. Desgraciadamente, el comité internacional de científicos hizo las definiciones más complejas de lo necesario.
Las preguntas que puedes tener incluyen:
- ¿Cuál es la definición de un amperio?
- ¿Qué es un voltio?
- ¿Cuál es la unidad de resistencia?
Esta lección responderá a esas preguntas. Herramienta útil: Conversión de unidades
Amperio
El amperio (A) es una unidad básica del SI de corriente eléctrica. Se puede definir como la cantidad de carga eléctrica o número de electrones que pasan por un punto de un circuito en un segundo. Un amperio equivale a 6,241*1018 electrones que pasan por un punto por segundo o un culombio por segundo. (El culombio (C) es la unidad del SI de carga eléctrica.)
La definición oficial del SI de un amperio es algo extraña:
«El amperio es la corriente constante que, si se mantiene en dos conductores rectos paralelos de longitud infinita, de sección circular despreciable, y colocados a 1 metro de distancia en el vacío, produciría entre estos conductores una fuerza igual a 2*10-7 newton por metro de longitud.»
Nota: Mi opinión es que requerir un conductor de longitud infinita y sección transversal «despreciable» no es práctico y no pertenece a una definición estándar. Además, hay implicaciones no declaradas de la relación de fuerza entre dos hilos y la corriente que deberían expresarse.
Dado que A es una unidad básica del SI, no se expresa en términos de otras unidades.
Voltio
El voltio (V) es la unidad derivada del SI de potencial eléctrico o fuerza electromotriz que hace que los electrones se muevan. Dado que una fuente de electricidad crea energía, un voltio puede definirse como la diferencia de potencial entre dos puntos de un circuito eléctrico que impartirá un julio (J) de energía por cada culombio (C) de carga que lo atraviese.
V = J/C
La tensión también se puede expresar como el potencial eléctrico a lo largo de un cable cuando una corriente eléctrica de un amperio disipa un vatio (W) de potencia (W = J/s).
V = W/A
Un voltio se puede expresar en unidades básicas del SI como 1 V = 1 kg m2 s-3 A-1 (un kilogramo metro cuadrado por segundo al cubo por amperio).
Considerando la definición oficial del SI de un amperio, un voltio es también igual a la diferencia de potencial entre dos planos paralelos e infinitos separados 1 metro que crean un campo eléctrico de 1 newton por culombio.
Ohm
El ohmio (Ω) es la unidad de resistencia eléctrica en un circuito. Se define como la resistencia entre dos puntos de un conductor cuando una diferencia de potencial constante de 1 voltio (V), aplicada a estos puntos, produce en el conductor una corriente de 1,0 amperios (A), siempre que el conductor no sea la fuente de ninguna fuerza electromotriz, como en una batería.
Ω = V/A
Nótese que ésta es también la ecuación de la Ley de Ohm.
Expresando la resistencia en términos de unidades básicas del SI:
Ω = kg m2 s-3 A-2
La resistencia eléctrica también es función de la sección del cable, así como de su temperatura.
Resumen
El amperio (A) es una unidad básica del SI que consiste en la cantidad de carga eléctrica o número de electrones que pasan por un punto de un circuito eléctrico en un segundo. El voltio (V) es el potencial eléctrico que hace que los electrones se muevan por un cable. Es un julio de energía por culombio de carga. The ohm (Ω) is the unit of electric resistance equal to the 1 volt divided by 1 ampere.
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Resources and references
Ron Kurtus’ Credentials
Websites
Unit of electric current (ampere) – National Institute of Standards and Technology (NIST)
Ampere – Wikipedia
Coulomb Force – Wolfram Science World
Coulomb – Wikipedia
Voltage – HyperPhysics
Electric Potential Difference – Physics Classroom
Volt – Wikipedia
Ohm – Wikipedia
DC and AC Electricity Resources
Physics Resources
Books
Teach Yourself Electricity and Electronics by Stan Gibilisco; McGraw-Hill; (2001) $34.95 – Guide for professionals, hobbyists and technicians desiring to learn AC and DC circuits
Questions and comments
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