Términos Eléctricos
por Nick Gromicko, CMI®
Los inspectores deberían entender los conceptos eléctricos a fin de llevar a cabo inspecciones eléctricas competentes. Este artículo busca aclarar algunos términos y conceptos eléctricos elementales que a veces se confunden.
Unidades Básicas de Medición Eléctrica
- Voltaje, medido en voltios (V), es la medida de la energía potencial por unidad de carga. Usando la analogía de “caños con agua”, el voltaje en el sistema eléctrico es comparable con la presión del agua en un sistema de tuberías. La alta “presión “o voltaje en un conductor eléctrico significa que el conductor es capaz de entregar mucha electricidad al usuario.
La mayoría de la corriente de uso doméstico es “empujada” a 120 o 240 voltios, aunque estos valores son nominales, y pueden existir variaciones considerables. La mayoría (pero no todos) del equipamiento eléctrico moderno puede manejar pequeñas variaciones y diferencias de voltaje sin problemas. Por ejemplo, un artefacto de 240V puede manejar sin problemas 216V. El equipamiento electrónico más sensible puede necesitar la instalación de un estabilizador de voltaje. - Resistencia, medida en Ohms (Ω), es la medición de la restricción de flujo de corriente eléctrica a través de un material. Todos los materiales, excepto los superconductores, tienen una resistencia mayor que cero. Los metales tienen muchos electrones libres, por lo tanto, tienen baja resistencia, por eso se usan en cableado. En un circuito eléctrico, es importante usar cables que posean una resistencia lo suficientemente baja para transferir adecuadamente la corriente necesaria para la aplicación. Los alambres gruesos se usan para aplicaciones de alta potencia porque tienen baja resistencia.
Considere la lámpara de bulbo incandescente. Thomas Edison y otros antiguos investigadores descubrieron que si la resistencia en un alambre es lo suficientemente alta, el alambre se calienta y brilla y produce luz utilizable. Utilizaron este conocimiento para crear el bulbo incandescente, en el cual una corriente se aplica a un filamento ultra fino, de muy alta resistencia, provocando que brille. Los alambres de cobre estándar, a diferencia del filamento del bulbo, tienen baja resistencia eléctrica. Sin embargo, hasta el alambre de cobre puede brillar y hasta comenzar un incendio si es muy resistente a la corriente que circula por éste. - Amperes es una medida del número de electrones que fluyen en la misma dirección a lo largo de un conductor. También conocido como corriente, este valor es proporcional al voltaje aplicado y a la resistencia del material. Por ejemplo, si se conecta una bombilla a una batería, la corriente que fluye puede calcularse con I = V/ R, donde I es la corriente, V es el voltaje de la batería, y R es la resistencia de la bombilla. Esta relación se la conoce como Ley de Ohm. De este ejemplo se puede ver que para duplicar la corriente que fluye por la bombilla, se necesita duplicar el voltaje aplicado a ésta.
- Potencia es una medida de la cantidad de trabajo realizado en un sistema con respecto al tiempo (o energía usada por segundo). En un sistema eléctrico, la potencia puede calcularse usando la fórmula P = VI. De ésta, se puede ver cómo el voltaje y la corriente en un sistema se relacionan con la cantidad total de potencia utilizada. La unidad de un Watt (W) es equivalente a joules por segundo, por lo tanto, un Watt es igual a un joule por segundo.
Corriente Alterna y Corriente Continua
- La Corriente Alterna (CA) se usa casi universalmente al hablar de potencia eléctrica hogareña. La cantidad de voltaje aplicado en un circuito de CA cambia constantemente de cero a máximo y nuevamente a cero en una dirección, y de cero a un máximo y vuelta a cero en la otra dirección. Como el voltaje es equivalente a la presión que produce el flujo de corriente, la corriente también varía de cero a máximo. Cada cambio completo de cero a máximo se denomina un hertzio (Hz). Hertzio se abrevia a veces como "cps" (ciclos por segundo) o Hz, lo que se verá marcado en algunos dispositivos eléctricos.
- La Corriente Continua se encuentra más comúnmente en los hogares en la forma de energía eléctrica almacenada en las baterías. En un circuito de CA, la cantidad de voltaje y la dirección de aplicación son constantes. La cantidad de voltaje lo determina el tipo y tamaño de la batería. La dirección del flujo de corriente también es constante y, como en el caso de los circuitos de CA, la cantidad de flujo de corriente lo determina la resistencia. Las baterías transforman la energía química en energía eléctrica. La energía química puede ser húmeda, como en el caso de la batería de un auto, o puede ser seca, como lo es en las baterías de las linternas, los juguetes y los equipos portátiles de música. Algunas baterías son diseñadas para recargarse con una fuente de CA. El voltaje de todas las baterías decrecerá gradualmente, a menos que se las recargue. La potencia en CA puede convertirse en potencia en CC para determinados usos hogareños. La conversión la produce un dispositivo llamado rectificador o conversor de corriente.
Cuál es peligroso: el voltaje o la corriente?
Un viejo adagio dice, “Lo que mata no es el voltaje, es la corriente”. Esto es esencialmente correcto. Sin embargo, si el voltaje no generara peligro, nadie debería colocar signos diciendo “PELIGRO-ALTO VOLTAJE”. Es la corriente eléctrica la que quema la piel, paraliza los músculos, y fibrila corazones. Sin embargo, la corriente eléctrica no sucede por sí misma- necesita haber voltaje presente para que los electrones se muevan a través de la víctima.
El alto voltaje no es inherentemente peligroso. Desplácese sobre una alfombra en un día seco de invierno y su cuerpo se cargará con miles de voltios. Si entonces toca un metal, la descarga estática resultante entregará un voltaje muchas veces mayor que la del sistema eléctrico hogareño, aunque Usted estará perfectamente seguro porque la corriente no es sostenida.
El cuerpo de una persona tiene resistencia a la corriente. Las siguientes dos variables determinan parcialmente si una descarga eléctrica provocará lesiones corporales:
- Química individual del cuerpo. Hay gente altamente sensible a la corriente, y experimenta contracciones musculares involuntarias a causa de descargas por electricidad estática. Otros podrán aguantar grandes chispas de la descarga de electricidad estática y apenas sentirlo, mucho menos sufrirán un espasmo muscular.
- Cuando el contacto es con la piel, por ejemplo al darse la mano, o pie con pie, mano a codo, etc., una descarga eléctrica puede pasar de una mano a otra a través del corazón y puede conducir a un paro cardíaco. La misma corriente, si pasa solo por una mano, puede no ser tan peligrosa. También, el contacto con un alambre a través de una mano húmeda o una herida abierta ofrecerá mucha menor resistencia a la corriente que cuando se hace a través de piel limpia y seca. La transpiración y la sangre son ricas en sales y minerales, lo que los hace excelentes conductores.
Resumiendo, los términos eléctricos como voltios, amperes, ohmios y vatios describen los diferentes fenómenos eléctricos, aunque dependen entre sí.
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