Tensión (electricidad) – wikipedia, la enciclopedia libre gas urban dictionary

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La tensión eléctrica o diferencia de potencial (también denominada voltaje) [1 ]​ [2 ]​ es una magnitud física que cuantifica la diferencia de potencial eléctrico entre dos puntos. También se puede definir como el trabajo por unidad de carga ejercido por el campo eléctrico sobre una partícula cargada para moverla entre dos posiciones determinadas. Se puede medir con un voltímetro. [3 ]​ Su unidad en el Sistema Internacional de Unidades (SI) es el voltio.

La tensión entre dos puntos A {\displaystyle A} y B {\displaystyle B} es independiente del camino recorrido por la carga y depende exclusivamente del potencial eléctrico de dichos puntos A {\displaystyle A} y B {\displaystyle B} en el campo eléctrico, que es un campo conservativo.

Si dos puntos que tienen una diferencia de potencial se unen mediante un conductor, se producirá un flujo de electrones. Parte de la carga que crea el punto de mayor potencial se trasladará a través del conductor al punto de menor potencial y, en ausencia de una fuente externa (generador), esta corriente cesará cuando ambos puntos igualen su potencial eléctrico. Este traslado de cargas es lo que se conoce como corriente eléctrica.

• Bomba propulsora de agua: En el equivalente eléctrico seria la fuente de voltaje, que ejerce presión sobre los electrones (agua). Si la bomba está apagada no fluye agua o electrones. Si la bomba está encendida hay una diferencia de presión (tensión) que mueve el agua (electrones).

En el caso del voltaje debe existir un voltaje en A {\displaystyle A} diferente al del punto B {\displaystyle B} , se le llama diferencia de tensión a V a − V b = Δ V {\displaystyle V_{a}-V_{b}=\Delta V} . Si V a {\displaystyle V_{a}} es mayor que V b {\displaystyle V_{b}} habrá cierta tensión o desequilibrio en dichos puntos, se establecerá un campo eléctrico que moverá los electrones desde el punto A {\displaystyle A} hacia el B {\displaystyle B} . Como el campo eléctrico es conservativo debe existir un camino cerrado desde el punto A {\displaystyle A} al B {\displaystyle B} para que se produzca flujo eléctrico y trabajo en la carga. [4 ]​ Tensión en componentes pasivos [ editar ]

Una bobina es un conductor o alambre enrollado en espiral. Las bobinas se emplean mayormente en corriente alterna, que es una corriente que cambia de magnitud con el tiempo, generando una diferencia de potencial en sus terminales que resulta: V = d Φ c d t = d L i d t {\displaystyle V={d\Phi c \over dt}={dLi \over dt}}

Dos placas paralelas de un material conductor en un medio aislante eléctrico forman un condensador sencillo. La tensión en un condensador produce un flujo de electrones en donde en una placa queda un exceso de electrones y en la otra falta de ellos, por lo tanto, la ecuación típica es: [ cita requerida] i = d q d t = d ( C V ) d t {\displaystyle i={{dq} \over {dt}}={{d(CV)} \over {dt}}}

De la cual se deduce la diferencia de tensión Vb-Va. Suponiendo Va = 0 o tierra. La tensión en una de las placas paralelas sería: V = 1 C ⋅ q = 1 C ⋅ ∫ 0 t i ⋅ d t + q 0 C {\displaystyle V={\frac {1}{C}}\cdot q={\frac {1}{C}}\cdot \int _{0}^{t}i\cdot dt+{\frac {q_{0}}{C}}} Tensión eficaz [ editar ]

La tensión eficaz o valor eficaz de la tensión es el valor medido por la mayoría de los voltímetros de corriente alterna. Equivale a una tensión constante que, aplicada sobre una misma resistencia eléctrica, consume la misma potencia eléctrica en un período, transformando la energía eléctrica en energía térmica por efecto Joule.

La energía consumida en un periodo de tiempo T {\displaystyle T} por una resistencia eléctrica es igual a W = P ⋅ T = I e f 2 ⋅ R ⋅ T = 1 R ⋅ V e f 2 ⋅ T = 1 R ⋅ ∫ 0 T V 2 ( t ) d t {\displaystyle W=P\cdot T=I_{\rm {ef}}^{2}\cdot R\cdot T={\frac {1}{R}}\cdot V_{\rm {ef}}^{2}\cdot T={\frac {1}{R}}\cdot {\int _{0}^{T}{V^{2}(t)}\,dt}} ,

donde W {\displaystyle W} es la energía consumida, P {\displaystyle P} es la potencia, T {\displaystyle T} es el periodo de tiempo, I {\displaystyle I} ef es el valor eficaz de la intensidad eléctrica, V {\displaystyle V} ef es la tensión eficaz y V {\displaystyle V} ( t {\displaystyle t} ) es el valor instantáneo de la tensión en función del tiempo t {\displaystyle t} .

donde se expresa la tensión V {\displaystyle V} en función del tiempo t {\displaystyle t} , V {\displaystyle V} 0 es la amplitud de la tensión, ω {\displaystyle \omega } es la frecuencia angular y ϕ {\displaystyle \phi } es la fase o el desfase.

Tomando como periodo de integración el periodo de la onda ( T = 2 π / ω {\displaystyle T=2\pi /\omega } ), se tiene: V e f = ω 2 π ∫ 0 2 π ω V 0 2 sin 2 ⁡ ( ω t ) d t {\displaystyle V_{\rm {ef}}={\sqrt {{\frac {\omega }{2\pi }}{\int _{0}^{\frac {2\pi }{\omega }}{V_{0}^{2}\sin ^{2}(\omega t)}\,dt}}}} ;

Como la amplitud de la tensión V 0 {\displaystyle V0} es constante puede sacarse fuera de la integral. V e f = V 0 2 ω 2 π ∫ 0 2 π ω sin 2 ⁡ ( ω t ) d t {\displaystyle V_{\rm {ef}}={\sqrt {{\frac {V_{0}^{2}\omega }{2\pi }}{\int _{0}^{\frac {2\pi }{\omega }}{\sin ^{2}(\omega t)}\,dt}}}} .

Aplicando una identidad trigonométrica para eliminar la potencia cuadrática de una función trigonométrica: V e f = V 0 2 ω 2 π ∫ 0 2 π ω 1 − cos ⁡ ( 2 ω t ) 2 d t {\displaystyle V_{\rm {ef}}={\sqrt {{\frac {V_{0}^{2}\omega }{2\pi }}{\int _{0}^{\frac {2\pi }{\omega }}{1-\cos(2\omega t) \over 2}\,dt}}}} ;

Integrando: V e f = V 0 2 ω 2 π [ t 2 − sin ⁡ ( 2 ω t ) 4 ω ] 0 2 π ω {\displaystyle V_{\rm {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 }}}}} V e f = V 0 2 ω 2 π ⋅ π ω {\displaystyle V_{\rm {ef}}={\sqrt {{\frac {V_{0}^{2}\omega }{2\pi }}\cdot {\frac {\pi }{\omega }}}}} V e f = 1 2 V 0 {\displaystyle V_{\rm {ef}}={\frac {1}{\sqrt {2}}}V_{0}} Relaciones matemáticas [ editar ]