Voltio

El voltio es la unidad de medida del voltaje, y el voltaje o diferencia de potencial es la fuerza que impulsa a los electrones a moverse entre dos puntos, a través de un material conductor, generando corriente eléctrica. Su símbolo viene representado por una V y su nombre lo recibe de Alessandro Volta, el inventor de la pila eléctrica. Para entenderlo mejor, imaginemos un depósito de agua conectado a una casa por una tubería. Para que el agua (los electrones) llegue a la casa, a través de la tubería (conductor), es necesario que el depósito y la casa estén a diferente altura. Ese desnivel sería la diferencia de potencial o voltaje que miden los voltios. El voltio está íntimamente relacionado con otras unidades de medida como el vatio (potencia) y el amperio (intensidad), un vínculo que resulta vital para comprender cómo funcionan los dispositivos eléctricos y cómo se mide la energía que consumen.

¿Cómo se mide el voltaje en voltios?

El voltaje se mide con un voltímetro, un aparato capaz de cuantificar la diferencia de potencial eléctrico, o tensión, entre dos puntos de un circuito. También puede emplearse con este fin un multímetro —dispositivo multifuncional que, además de la tensión eléctrica (voltios), también mide la corriente eléctrica (amperios) y la resistencia eléctrica (ohmios)—.

En términos técnicos, el voltaje se obtiene calculando la energía total necesaria para mover una carga eléctrica entre dos puntos de un circuito y dividiéndola entre la magnitud de esa carga. De ahí que, en el Sistema Internacional, un voltio equivalga a un julio dividido entre un culombio.

Esta magnitud está además ligada a la ley de Ohm, que establece que la diferencia de potencial aplicada entre los extremos de un conductor equivale al producto de la intensidad de corriente que circula por él y su resistencia (V = R × I). Gracias a esta relación, conociendo dos de estas tres magnitudes —voltaje, intensidad y resistencia— es posible calcular la tercera en cualquier circuito eléctrico.

Diferencias entre voltios, amperios y vatios

Aunque a menudo se confunden por la similitud de sus nombres, cada unidad mide un aspecto distinto de la electricidad: la tensión, la intensidad de la corriente y la potencia resultante, respectivamente.

• Voltios: miden la tensión eléctrica o diferencia de potencial entre dos puntos de un conductor, es decir, la fuerza que empuja a los electrones a desplazarse. En las viviendas españolas, la tensión habitual es de 230 V.
• Amperios: miden la intensidad de la corriente, esto es, la cantidad de carga eléctrica que circula por el conductor por unidad de tiempo. Relacionado con el amperio está el amperio-hora (Ah), que es la carga que transporta una corriente de 1 A durante una hora; equivale a 3600 culombios, la unidad de carga del Sistema Internacional, y es un dato habitual en la capacidad de pilas y baterías.
• Vatios: miden la potencia eléctrica, resultado de combinar el voltaje y la intensidad de corriente. En corriente continua, vatios = voltios × amperios; en corriente alterna, además, hay que multiplicar por el factor de potencia (cos φ), ya que el producto de voltios por amperios da voltamperios (potencia aparente). Esta potencia determina la energía que consume un dispositivo y, en consecuencia, incide directamente en la factura eléctrica.

Tipos de voltaje: corriente continua y corriente alterna

El voltaje o diferencia de potencial eléctrico determina la cantidad de energía que puede suministrarse a los aparatos conectados. Según cómo se comporte a lo largo del tiempo, se distinguen dos tipos. Conocerlos es esencial para entender cómo se transfiere y utiliza la energía eléctrica en diferentes contextos.

• Voltaje alterno (CA): su valor y su sentido cambian periódicamente, con una frecuencia de 50 Hz en España. Es el que llega a enchufes y empresas porque es fácil de generar, de transformar a otros niveles de tensión y de transportar a larga distancia. En España y gran parte de Europa es de 230 V; en Estados Unidos, de unos 120 V.
• Voltaje continuo (CC): mantiene siempre el mismo sentido. Lo proporcionan pilas, baterías y placas fotovoltaicas, o se obtiene a partir del alterno mediante un rectificador (como hacen los cargadores). Es el que necesitan microprocesadores, chips y vehículos eléctricos.

Cada tipo de voltaje tiene su aplicación específica, desde la alimentación de dispositivos electrónicos hasta la transmisión de energía a larga distancia. Conocer estos tipos nos ayuda a comprender mejor cómo se maneja la electricidad en nuestro entorno, cómo llega a las empresas y cómo puede emplearse con mil y un propósitos comerciales.

Ejemplos de voltaje en equipos e instalaciones eléctricas

• Pilas convencionales: entre 1,5 V y 9 V, según el modelo.
• Enchufes y red eléctrica doméstica en España y gran parte de Europa: 230 V entre fase y neutro, la tensión de las instalaciones monofásicas de viviendas y pequeños comercios, y 400 V entre fases, en las trifásicas.
• Red eléctrica doméstica en Estados Unidos y otros países: en torno a 120 V.
• Cargadores de móviles: se conectan a la red de 230 V, pero convierten esa tensión en continua y baja: 5 V en un USB estándar y hasta 20 V, o 48 V, en carga rápida.
• Pequeños electrodomésticos: funcionan directamente con la tensión de la red, 230 V en España.
• Instalaciones industriales y grandes consumidores: emplean voltaje trifásico, así como niveles de media tensión, generalmente entre 1 kV y 30 kV.
• Redes de transporte de energía a larga distancia: recurren a la alta tensión, de 220 kV o más (en la práctica, 220 kV y 400 kV), para minimizar las pérdidas durante el traslado de la electricidad.
• Vehículos eléctricos: funcionan con baterías de alto voltaje que garantizan la autonomía y el rendimiento del vehículo.
• Microprocesadores, chips y sistemas electrónicos: requieren voltaje continuo estable para funcionar correctamente.