Diferenzas entre revisións de «Tensión eléctrica»

[[Ficheiro:High voltage warning.svg|right|thumb|Símbolo internacional de seguranza: "Atención, risco de choque eléctrico" (ISO 3864).]]
A '''tensión eléctrica''', tamén denominada '''diferenza de potencial''' ou '''voltaxe''', é a diferenza de [[potencial eléctrico]] entre dous puntos<ref>De acordo coa [http://www.electropedia.org/iev/iev.nsf/display?openform&ievref=121-11-27 IEC.]</ref>. A súa unidade de medida é o [[Volt]], en homenaxe ao físico italiano [[Alessandro Volta]].
É, pois, unha [[magnitude física]]. Tamén se pode definir como o [[Traballo (física)|traballo]] por unidade de [[carga eléctrica|carga]] exercido polo [[campo eléctrico]] sobre unha [[Partícula elemental|partícula]] cargada para movela entre dúas posicións determinadas. Pódese medir cun [[voltímetro]].<ref>[http://books.google.es/books?id=BWgSWTYofiIC&pg=PA514&dq=volt%C3%ADmetro&hl=es&ei=eX08TJbpBOTdsAa_jPXCDg&sa=X&oi=book_result&ct=result&resnum=4&ved=0CDwQ6AEwAzgU#v=onepage&q=volt%C3%ADmetro&f=false ''Física general'', escrito por Santiago Burbano de Ercilla, Carlos Gracía Muñoz] {{es}} </ref>
 
A tensión é independente do camiño percorrido pola carga e depende exclusivamente do potencial eléctrico dos puntos A e B no campo eléctrico, que é un [[campo conservativo]].
 
Se dous puntos que teñen una diferencia de potencial se unen mediante un [[condutor eléctrico|condutor]], producirase un fluxo de [[electrón]]s. Parte da carga que crea o punto de maior potencial trasladarase a través do condutor ao punto de menor potencial e, en ausencia dunha fonte externa (xerador), esta corrente cesará cando ambos puntos igualen o seu potencial eléctrico ([[lei de Henry]]). Este traslado de cargas é o que se coñece como [[corrente eléctrica]].
 
Cando se fala sobre unha diferenza de potencial nun só punto, ou potencial, refírese á diferenza de potencial entre este punto e algún outro onde o potencial se defina como cero.
 
==Características==
O potencial eléctrico mide a forza que unha carga eléctrica experimenta no seo de undun campo eléctrico, expresa pola [[lei de Coulomb]], porpolo tanto a tensión é a tendencia que unha carga ten de ir de undun punto para o outro. Normalmente tomasetómase un punto que se considera de tensión cero e médesemídese a tensión do resto dos puntos relativos a este.
 
A tensión eléctrica entre dous puntos, ou sexa [(+) e (-)] é definida matematicamente como a [[integral de liña]] do [[campo eléctrico]]:
: <math>V_a - V_b = \int _a ^b \mathbf{E}\cdot d\mathbf{l} = \int _a ^b E \cos \phi dl.</math>
 
Para facilitar o entendemento da tensión eléctrica pódese facer un paralelo desta coa [[presión hidráulica]]<ref>Understanding electrecity: an analogy with water [http://www.4qdtec.com/water.html]</ref>. Canto maior a diferenza de presión hidráulica entre dous puntos, maior será o fluxo, caso haxa comunicación entre estes dous puntos. O fluxo (que en electrodinámica seriasería a [[corrente eléctrica]]) será así unha función da presión hidráulica (tensión eléctrica) e da oposición á pasaxe do [[fluído]] ([[resistencia eléctrica]]). Este é o fundamento da [[lei de Ohm]], para a [[corrente continua]]:
 
: <math>U = R \cdot I </math>
Polo [[fasor|método fasorial]], en corrente alternada, todas as variábeis da ecuación son [[número complexo|complexas]]. A impedancia representa, alén da resistencia a pasaxe de corrente eléctrica, tamén o deslocamento angular na forma de onda producido polo equipamento ([[capacitor]]es e bobinas ou [[indutor]]es).
 
== Polaridade en corrente continua ==
[[Ficheiro:Digital Multimeter Aka.jpg|thumb|Un [[polímetro]] axustado para medir tensión.]]
[[Ficheiro:Polaridad.png|thumb|450px|[[Polaridade]] dunha diferenza de potencial.]]
 
Cando entre dous puntos dun [[circuíto eléctrico|circuíto]] pode circular unha corrente eléctrica [[corrente continua|continua]], a [[polaridade]] da tensión vén determinada polo sentido que segue a corrente (cargas positivas), que é oposto ao sentido que seguen os electróns (cargas negativas); isto é, desde o punto con maior potencial cara ao que ten menor potencial. Polo tanto, se polo [[resistor]] R da figura da dereita circula unha corrente de intensidade I, desde o punto A até o B, producirase unha caída de tensión na mesma coa polaridade indicada.
 
== Tensión en compoñentes pasivos ==
A diferenza de potencial entre os terminais dun [[compoñente pasivo]] dependen das características do compoñente e da intensidade da corrente eléctrica.
<big>
</big>
 
=== Tensión nun condensador ===
 
:<math>V = \frac{1}{C} \cdot q = \frac{1}{C} \cdot \int_{0}^{t} i \cdot dt + \frac{q_0}{C}</math>
 
=== Tensión nunha bobina ===
 
:<math>V = L \cdot \frac{di}{dt}</math>
 
== Tensión eficaz ==
[[Ficheiro:Digital_Multimeter_Aka.jpg|thumb|Un [[multímetro]] coa función de [[voltímetro]] seleccionada. En [[corrente alterna]] indica o [[valor eficaz]] da tensión.]]
 
A tensión eficaz ou [[valor eficaz]] da tensión é o valor medido pola maioría dos voltímetros de [[corrente alterna]]. Equivale a unha tensión constante que, aplicada sobre unha mesma [[resistencia eléctrica]], consume a mesma potencia eléctrica, transformando a [[enerxía eléctrica]] en [[enerxía térmica]] por [[efecto Joule]].
 
A enerxía consumida nun período de tempo ''T'' por unha resistencia eléctrica é igual a
 
:<math>W = P \cdot T = I_{ef}^2 \cdot R \cdot T = \frac{1}{R} \cdot V_{ef}^2 \cdot T = \frac{1}{R} \cdot {\int_{0}^{T} {V^2(t)}\, dt}</math>,
 
onde ''W'' é a enerxía consumida, ''P'' é a potencia, ''T'' é o período de tempo, ''I<sub>ef</sub>'' é a [[intensidade eléctrica]], ''V<sub>ef</sub>'' é a tensión eficaz e ''V(t)'' é o valor instantáneo da tensión en función do tempo ''t''.
 
Despexando a tensión eficaz obtense a [[media cuadrática]] da tensión:
:<math>V_{ef} = \sqrt {{1 \over {T}} {\int_{0}^{T} {V^2(t)}\, dt}}</math>.
 
[[Ficheiro:Sin.svg|thumb|[[Sinusoide|Onda sinusoidal]].]]
En [[corrente alterna]], a tensión varía conforme unha [[Sinusoide|onda sinusoidal]].
 
:<math>V(t)=V_0 \cdot \sin(\omega t + \phi)</math>,
 
onde se expresa a tensión ''V'' en función do tempo ''t''. ''V<sub>0</sub>'' é a [[amplitude]] da tensión, <math>\omega</math> é a [[frecuencia angular]] e <math>\phi</math> é o [[desfase]].
 
Tomando como período de integración o período da onda (<math>T = 2\pi/\omega</math>), tense:
 
:<math>V_{ef} = \sqrt {{\frac{\omega}{2\pi}} {\int_{0}^{\frac{2\pi}{\omega}} {V_0^2 \sin^2(\omega t)}\, dt}}</math>;
Como a amplitude da tensión ''V<sub>0</sub>'' é constante pode sacarse fóra da integral.
:<math>V_{ef} = \sqrt {{\frac{V_0^2\omega}{2\pi}} {\int_{0}^{\frac{2\pi}{\omega}} {\sin^2(\omega t)}\, dt}}</math>.
Aplicando unha [[identidade trigonométrica]] para eliminar a potencia cuadrática dunha [[función trigonométrica]]:
:<math>V_{ef} = \sqrt {{\frac{V_0^2\omega}{2\pi}} {\int_{0}^{\frac{2\pi}{\omega}} {{1 - \cos(2\omega t) \over 2}}\, dt}}</math>;
[[Integración|Integrando]]:
:<math>V_{ef} = \sqrt {{\frac{V_0^2\omega}{2\pi}} \Big [ {\frac{t}{2}-\frac{\sin({2\omega t})}{4\omega}} \Big ]_{0}^{\frac{2\pi}{\omega}} }</math>
:<math>V_{ef} = \sqrt {{\frac{V_0^2\omega}{2\pi}} \cdot \frac{\pi}{\omega} }</math>
:<math>V_{ef} = \frac{1}{\sqrt {2}} V_0</math>
 
== Notas ==
12.925

edicións