Principales Unidades Eléctricas. Magnitudes eléctricas

Principales unidades eléctricas

La importancia de los instrumentos eléctricos de medición es incalculable, ya que mediante el uso de ellos se miden e indican magnitudes eléctricas, como corriente, carga, potencial y energía, o las características eléctricas de los circuitos, como la resistencia, la capacidad, la capacitancia y la inductancia.


Además que permiten localizar las causas de una operación defectuosa en aparatos eléctricos en los cuales, como es bien sabidos, no es posible apreciar su funcionamiento en una forma visual, como en el caso de un aparato mecánico. La información que suministran los instrumentos de medición eléctrica se da normalmente en unidades eléctricas estándar: ohmios, voltios, amperios, culombios, henrios, faradios, vatios o julios.

Unidades eléctricas, unidades empleadas para medir cuantitativamente toda clase de fenómenos electrostáticos y electromagnéticos, así como las características electromagnéticas de los componentes de un circuito eléctrico. Las unidades eléctricas empleadas en técnica y ciencia se definen en el Sistema Internacional de Unidades. Sin embargo, se siguen utilizando algunas unidades más antiguas.

Sistema Internacional de Unidades (SI)

  • La unidad de intensidad de corriente en el Sistema Internacional de unidades es el amperio (A).
  • La unidad de carga eléctrica es el culombio, que es la cantidad de electricidad que pasa en un segundo por cualquier punto de un circuito por el que fluye una corriente de 1 amperio.
  • El voltio (V) es la unidad SI de diferencia de potencial y se define como la diferencia de potencial que existe entre dos puntos cuando es necesario realizar un trabajo de 1 julio para mover una carga de 1 culombio de un punto a otro.
  • La unidad de potencia eléctrica es el vatio (W), y representa la generación o consumo de 1 julio de energía eléctrica por segundo. Un kilovatio es igual a 1.000 vatios.
Intensidad de la Corriente Eléctrica
Tensión de la Corriente Eléctrica

Equivalencias de las unidades a definiciones prácticas

Las unidades también tienen las siguientes definiciones prácticas, empleadas para calibrar instrumentos:

  1. El amperio es la cantidad de electricidad que deposita 0,001118 gramos de plata por segundo en uno de los electrodos si se hace pasar a través de una solución de nitrato de plata.
  2. El voltio es la fuerza electromotriz necesaria para producir una corriente de 1 amperio a través de una resistencia de 1 ohmio.
  3. La resistencia eléctrica de una columna de mercurio de 106,3 cm de altura y 1 mm2 de sección transversal a una temperatura de 0 ºC.
  4. El voltio también se define a partir de una pila voltaica patrón, la denominada pila de Weston, con polos de amalgama de cadmio y sulfato de mercurio (I) y un electrólito de sulfato de cadmio. El voltio se define como 0,98203 veces el potencial de esta pila patrón a 20 ºC.

En todas las unidades eléctricas prácticas se emplean los prefijos convencionales del sistema métrico para indicar fracciones y múltiplos de las unidades básicas. Por ejemplo, un micro amperio es una millonésima de amperio, un milivoltio es una milésima de voltio y 1 mega ohmio es un millón de ohmios.

Resistencia, capacidad e inductancia

Todos los componentes de un circuito eléctrico exhiben en mayor o menor medida una cierta resistencia, capacidad e inductancia.

  • La unidad de resistencia comúnmente usada es el ohmio (), que es la resistencia de un conductor en el que una diferencia de potencial de 1 voltio produce una corriente de 1 amperio.
Resistencia Eléctrica
  • La capacidad de un condensador se mide en faradios (F): un condensador de 1 faradio tiene una diferencia de potencial entre sus placas de 1 voltio cuando éstas presentan una carga de 1 culombio.
  • La unidad de inductancia es el henrio. Una bobina tiene una autoinductancia de 1 henrio cuando un cambio de 1 amperio/segundo en la corriente eléctrica que fluye a través de ella provoca una fuerza electromotriz opuesta de 1 voltio. Un transformador, o dos circuitos cualesquiera magnéticamente acoplados, tienen una inductancia mutua de 1 henrio cuando un cambio de 1 amperio por segundo en la corriente del circuito primario induce una tensión de 1 voltio en el circuito secundario.

Dado que todas las formas de la materia presentan una o más características eléctricas es posible tomar mediciones eléctricas de un número ilimitado de fuentes.

Calibración de los medidores

Para garantizar la uniformidad y la precisión de las medidas los medidores eléctricos se calibran conforme a los patrones de medida aceptados para una determinada unidad eléctrica, como el ohmio, el amperio, el voltio o el vatio.

Patrones principales y medidas absolutas

Los patrones principales del ohmio y el amperio de basan en definiciones de estas unidades aceptadas en el ámbito internacional y basadas en la masa, el tamaño del conductor y el tiempo. Las técnicas de medición que utilizan estas unidades básicas son precisas y reproducibles.

Por ejemplo, las medidas absolutas de amperios implican la utilización de una especie de balanza que mide la fuerza que se produce entre un conjunto de bobinas fijas y una bobina móvil.

Estas mediciones absolutas de intensidad de corriente y diferencia de potencial tienen su aplicación principal en el laboratorio, mientras que en la mayoría de los casos se utilizan medidas relativas.

Magnitudes y Unidades eléctricas

La siguiente es una tabla con diferentes Magnitudes y Unidades eléctricas y sus correspondientes símbolos y formulas de conversión:

MagnitudUnidadRelaciones
NombreSímboloNombreSímbolo
Intensidad
de corriente
IAmpereA
MiliamperemA1mA = 0,001A
Fuerza
automotriz Tensión 
UVoltV
KilovoltkV1kV = 1000V
ResistenciaROhm
Kiloohm
Megohm
Microhm
Potencia
(para corr. alt.:
Potenc. activa)
PWattW
KilowattkW
1kW = 1000W 1CV=0,736kW
Potencia
aparente
Potencia
reactiva
{Volt-AmpereVA
Kilovolt-AmperekVA1kWA = 1000 VA
EnergíaWWatt-horaWh
1 Wh=Wx1h1 Wh=3600 Joule
1 Wh=367kgxm0
Kilowatt-horakWh1kWh = 1000Wh 1kWh=860 Calorías
Cantidad de
electricidad
OCoulomb
Ampere-hora
C
Ah
1C=1Ax1Seg1Cx1V=1Joule
1 Ah=3600 Q 1 Ahx1V=1Wh
CapacidadCFarad
Microfarad
F
  
InductanciaLHenryH
FrecuenciafHertzHz
1Hz=1 ciclo/seg 1kilociclo=1000ciclos

Algunas aclaraciones

El ángulo j corresponde al desplazamiento entre la intensidad y la tensión y la magnitud cos φ se llama “factor de potencia”, porque la potencia depende de ese valor.

En corriente continua para todos los casos y en corriente alterna para circuitos con aparatos basados en el efecto del calor (lámpara incandescente, cocinas, planchas, etc.), φ = 0 y cos φ = 1 porque la intensidad y la tensión están en fase.