Electrónica Aplicada Lección 1

Desde el comienzo de su existencia, el hombre ha tenido oportunidad de apreciar fenómenos de naturaleza eléctrica, en forma de rayos. No obstante, recién por el año 600 antes de la era Cristiana aparece el nombre de “ELECTRICIDAD”, cuando el filósofo griego Tales de Mileto llamó la atención sobre el hecho de que el ámbar frotado atrae a objetos livianos. Como el ámbar se llama en griego “Elextron”, esto dio origen a la palabra electricidad y sus derivados.

Las experiencias de Tales fueron realizadas frotando ámbar y acercándolo a trozos de objetos livianos. Las mismas pueden repetirse frotando una varilla de vidrio o celuloide y acercándola a pequeños trozos de papel. Se notará que estos trozos quedan adheridos al vidrio o celuloide durante cierto tiempo y luego se desprenden.

Por el año 1750, el sabio norteamericano Benjamín Franklin investigó los efectos producidos por diferentes sustancias que, al ser frotadas, se comportaban en forma semejante al ámbar. Utilizó bolitas de médula de saúco suspendidas con hilos de seda desde soportes adecuados.

En reemplazo de la médula de saúco puede emplearse corcho o madera de balsa (Figura N° 1).

Franklin observó que si se electriza por frotamiento una barrita de caucho o de vidrio y se la pone en contacto con una bolita de saúco y luego se hace lo mismo con otra bolita suspendida desde otro soporte, al acercar los dos soportes entre sí, las dos bolitas se rechazan.

Comprobó que si se electriza así una bolita de saúco, por tocarla con una barra de vidrio frotada, y luego se electriza otra bolita por medio de una barra de caucho frotada, éstas se atraen entre sí.

Como consecuencia de estas experiencias, Franklin estableció que existían “dos clases de electricidad”, a las que llamó positiva y negativa. Consideró cargados con electricidad positiva a los cuerpos que se comportaban igual que el vidrio, al ser electrizados por frotamiento y cargados con electricidad negativa a los que se comportaban como el caucho. Estas denominaciones de positiva y negativa fueron arbitrarias y solamente servían para formar los dos grupos de sustancias, según sus efectos eléctricos al ser frotadas.

Actualmente se explican los experimentos de Franklin y en general todos los efectos eléctricos, mediante la teoría electrónica, derivada de la teoría sobre la constitución de la materia.

CONSTITUCIÓN DE LA MATERIA

El trozo más pequeño que puede obtenerse de cualquier sustancia, conservando las propiedades que la caracterizan, se llama molécula.

Las reacciones químicas permiten que dos o más sustancias diferentes se obtenga una nueva sustancia con propiedades distintas a las que le dieron origen. Así, si se combina cloro (gas amarillo verdoso) con sodio (metal blando como la cera), se obtiene cloruro de sodio (sal común de cocina). Para poder explicar estos resultados, John Dalton formuló, en 1808 su teoría de que las moléculas están formadas por otras partículas más pequeñas, a las que denominó átomos. De acuerdo a esta teoría, una molécula de cloro está formada por átomos de cloro y una molécula de sodio por átomos de sodio, pero una molécula de cloruro de sodio contiene átomos de cloro y de sodio, porque no existen átomos de cloruro de sodio.

La cantidad de átomos diferentes es relativamente reducida: actualmente hay 104. Su número no es definitivo pues periódicamente se obtienen nuevos elementos en los laboratorios de física atómica. Las combinaciones químicas de dos o más de estos elementos, forman las moléculas de todas las sustancias que existen y de las que puedan existir en el futuro (Figura N°2).

La palabra átomo significa indivisible en griego y se la empleó porque en esa época no hubo necesidad de suponer nuevas divisiones de la materia.

Las experiencias de Becquerel y de los esposos Curie, con las sustancias radioactivas, por el año 1900, indicaron que el átomo debía ser divisible. La teoría actual establece que cada átomo está formado por un núcleo central, alrededor del cual gira uno o más electrones.

El núcleo central está formado por uno o más protones, acompañados generalmente por otras partículas denominadas neutrones, mesones y neutrinos, que solamente pueden faltar en los elementos más simples, es decir en los que tienen menor cantidad de protones.

Todas las partículas de igual nombre son iguales entre sí, no importa cual sea el átomo a que pertenezcan y tienen siempre cada una un peso determinado. El peso del átomo que forma, es igual a la suma de los pesos de las partículas que lo forman y determina el peso atómico del elemento a que pertenece ese átomo.

La cantidad de electrones que giran en órbitas alrededor del núcleo central es igual a la de protones que hay en éste y constituye el número atómico. Así si se dice que un elemento tiene un número atómico de 32 (corresponde al germanio), esto significa que el núcleo central tiene 32 protones y que alrededor de él giran 32 electrones, en diferentes órbitas.

Cada neutrón pesa igual que un protón más un electrón. Las demás partículas del átomo tienen muy poca masa y por lo tanto alteran muy poco el peso atómico.

Lo que caracteriza a cada elemento es particularmente su número atómico y no su peso atómico. Por ejemplo, el átomo del hidrógeno común tiene su núcleo formado por un protón y alrededor del mismo gira un electrón. Su número es 1 y su peso atómico es 1,008.

Existe otro tipo de hidrógeno (llamado deuterio o hidrógeno pesado) cuyo núcleo está también formado por un protón, pero tiene además un neutrón y alrededor de este núcleo gira un electrón. Su número atómico sigue siendo 1 pero su peso atómico es 2,015.

Con dos átomos de este hidrógeno pesado y un átomo de oxígeno se forma también una molécula de agua, como con el hidrógeno común, pero resulta más pesada, por lo cual se la conoce como agua pesada. Es la que se utiliza en las experiencias de desintegración de los átomos (energía nuclear).

Los átomos de diferente peso de un mismo elemento se llaman isótopos.

LAS CARGAS ELECTRICAS

Los electrones tienen un efecto de repulsión o rechazo entre sí y de atracción con respecto a los protones. Estos también se rechazan entre sí y producen efectos de atracción sobre los electrones. La fuerza de atracción o repulsión de un electrón se neutraliza exactamente con la fuerza de un protón, de modo que ambos tienen la misma fuerza, pero de sentido opuesto.

Al efecto que produce un electrón se lo denomina una carga eléctrica negativa y al de un protón de una carga eléctrica positiva. Los neutrones no producen ningún efecto de atracción o repulsión externo y por eso son neutros (no tienen carga eléctrica resultante). Los mesones pueden ser negativos o positivos. Como los átomos normales tienen igual número de electrones y de protones, su carga eléctrica resultante es cero, es decir que son neutros.

En ciertas condiciones, los átomos pueden tener menor o mayor número de electrones que de protones, constituyendo iones. Cuando el átomo tiene más electrones que protones, se llama ión negativo o anión; en el caso opuesto se llama ión positivo o catión. La carga eléctrica de los iones corresponde al de electrones que tienen de más o de menos.

En síntesis, los efectos eléctricos de atracción se producen cuando actúan entre sí cargas de signos opuestos y las de repulsión cuando actúan cargas de igual signo.

En la mayor parte de los casos son los electrones los que se desplazan atraídos por los protones o cationes o repelidos por otros electrones o aniones.

Las teorías actuales admiten también el desplazamiento de cargas positivas, pero en casos especiales. Así ocurre con las “lagunas” en los transistores y con los cationes en las válvulas gaseosas.

En cada órbita electrónica existe un número máximo determinado de electrones, de modo que cuando el átomo tiene mayor número de electrones que el que puede contener esa órbita, deben disponerse los mismos en una o más órbitas, que están a mayor distancia del núcleo central.

Los electrones que están en la órbita externa pueden llegar a desprenderse, quedando en libertad (electrones libres).

Si estos electrones libres circulan ordenadamente por medios adecuados, constituyen una corriente electrónica o corriente eléctrica (Figura 3)

Los conductores son los medios que normalmente se utilizan para conseguir que circulen las corrientes electrónicas.

El desplazamiento de los electrones produce siempre efectos denominados magnéticos, los cuales pueden apreciarse fácilmente porque desvían la aguja de una brújula de su posición normal.

Cuando la corriente electrónica está formada por un gran número de electrones y éstos se desplazan a suficiente velocidad, además de los efectos magnéticos pueden llegar a apreciarse otros efectos denominados ondas electromagnéticas (calor, luz, ondas de radio, etc.)

Por último, las corrientes eléctricas pueden producir transformaciones químicas al circular a través de ciertos cuerpos, generalmente líquidos (electrólisis).

Estos efectos que producen los electrones al circular, son aprovechados en el funcionamiento de los numerosos dispositivos electrónicos que existen. El movimiento de un tren eléctrico, el calor de una plancha, la luz de un tubo fluorescente, el funcionamiento de los aparatos de radio, de televisión, de RADAR, etc. son producidos por la circulación de electrones a través de medios adecuados y en determinadas condiciones.

Aclaremos ahora la diferencia que existe en el significado de las palabras ELECTRICIDAD Y ELECTRÓNICA:

• ELECTRICIDAD: es la ciencia que comprende y estudia todos los efectos eléctricos y los elementos y dispositivos utilizados para producir y aprovechar dichos efectos.
• ELECTRÓNICA: es la parte de la electricidad que comprende y estudia los efectos, elementos y dispositivos eléctricos en los que se incluyen válvulas termoiónicas, elementos semiconductores o dispositivos capaces de actuar con las propiedades características de éstos.

La Radio, la amplificación y Reproducción Audiofrecuente, la Televisión, el RADAR, etc. Son especialidades electrónicas.

No lo son, en cambio, los motores eléctricos y generadores de electricidad, la iluminación y calefacción eléctricas, la galvanoplastía, etc. Aunque en cualquiera de estas aplicaciones pueden incluirse dispositivos electrónicos para el control de su funcionamiento.

POLARIDAD

Cuando los electrones se mueven en forma ordenada a través de un medio apropiado, lo hacen en el sentido que naturalmente les corresponde, es decir que se dirigen hacia cargas positivas, ya que son atraídos solamente por ellas y provienen de zonas con cargas negativas, ya que son rechazadas por éstas.

Al considerar dos puntos diferentes del recorrido de una corriente electrónica, como los A y B de la figura 4, se considera negativo al punto de donde provienen los electrones, y positivo al punto hacia donde se dirigen, es decir que cualquier punto del recorrido es positivo respecto de los que tiene antes que él, en el sentido de la circulación electrónica, y negativo respecto de los que tiene después que él.

DIFERENCIA DE POTENCIAL

La fuerza que impulsa a los electrones para que circulen por medios apropiados puede tener diferentes orígenes, pero en todos los casos se produce por existir un desequilibrio de cargas eléctricas entre dos puntos. El valor de este desequilibrio de cargas eléctricas se denomina diferencia de potencial.

En la parte izquierda de la Figura 5, se muestran dos cuerpos de igual volumen que tienen una diferencia de potencial de 10 cargas eléctricas. Uniéndolos por medio de un conductor, los electrones circularán en el sentido de la flecha hasta que no exista diferencia de potencial entre ambos cuerpos, como se muestra abajo de la misma figura.

La diferencia de potencial eléctrico se denomina también presión o tensión eléctrica y se mide en volts.

Es importante comprender que no es la diferencia en la cantidad de electrones libres de dos cuerpos la que decide la diferencia de potencial que hay entre ellos, sino la diferencia en la fuerza de repulsión entre los electrones de ambos cuerpos: los electrones dejarán de circular cuando entre ambos cuerpos no exista diferencia de potencial, es decir cuando la fuerza de repulsión sea igual en ambos.

CIRCUITO ELECTRICO

La diferencia de potencial necesaria para que circule la corriente electrónica se obtiene mediante dispositivos llamados generadores de electricidad. Los más empleados actualmente son los químicos (pilas) y los mecánicos (dinamos y alternadores), pero hay también otros sistemas.

En la figura 6, se muestra un generador G, cuyos terminales A y D están unidos a los terminales B y C de una lámpara eléctrica mediante conductores. El filamento de la lámpara eléctrica intercalada es también una forma de conductor. El conjunto formado por todos éstos elementos dispuestos como lo indica la figura, se denomina circuito eléctrico cerrado.

El generador produce una diferencia de potencial entre sus dos terminales y la polaridad señalada en la figura hará que los electrones circulen en el sentido que indican las flechas.

De acuerdo a lo ya mencionado, el punto A es negativo respecto del punto B; B es negativo respecto del punto C y C lo es respecto del punto D.

En la parte del circuito exterior al generador, el punto A es el más negativo, (no hay ninguno más negativo que él) y el punto D es el más positivo.

Por esto esos dos terminales del generador se denominan negativo (-) y positivo (+) respectivamente.

Por dentro del generador los electrones circulan naturalmente desde su terminal llamado positivo hacia su terminal llamado negativo, para poder continuar circulando continuadamente en el mismo sentido por todo el circuito.

Los nombres de polaridad dados a los terminales del generador son por el sentido que toman los electrones al circular por el circuito externo, que es donde se conectan los elementos que aprovechan los efectos de la corriente eléctrica.

Es importante comprender que el generador crea una diferencia de potencial entre sus terminales, pero no genera electrones.

Los electrones que circulan por el circuito han existido siempre en él y cuando se abre el circuito, como se muestra en la figura 7, los electrones dejan de circular, quedando en el interior del generador y en los conductores en igual número que antes y con el movimiento desordenado que mantienen normalmente en los conductores.

Al no existir ahora la corriente electrónica ordenada, la lámpara deja de iluminar. Al volver a cerrar el circuito los electrones vuelven a circular en el sentido de las flechas y la lámpara ilumina nuevamente.

Los generadores de electricidad son en realidad “impulsadores de electrones“. El valor de la diferencia de potencial que crea un generador se llama su fuerza electromotriz (f.e.m.).

En electrónica es frecuente que el circuito se cierre a través de válvulas termoiónicas, como se muestra en la figura 8. En este caso la válvula V está constituida por un elemento llamado cátodo (C) y otro llamado ánodo (A), contenidos en una ampolla de vidrio, dentro de la cual se ha hecho un alto vacío.

Cuando el cátodo está frío, el circuito eléctrico está abierto, porque la corriente electrónica no puede circular desde C hacia A, al no encontrar un medio conductor entre esos dos puntos en el interior de la válvula. Si se calienta suficientemente el cátodo C, los electrones libres de éste forman una nube a su alrededor, alejándose bastante de él.

Los electrones se alejan del cátodo, por un lado por la elevación de su temperatura y por el otro por la atracción que produce sobre ellos el ánodo, que está conectado al terminal positivo del generador G, el cual produce una presión sobre los electrones del circuito en el sentido que indican las flechas.

El circuito queda ahora cerrado por el chorro electrónico que va desde C hacia A, en el interior de la válvula termoiónica.

La corriente electrónica continuará circulando por el circuito mientras el generador impulse a los electrones del mismo.

Si se interrumpe el circuito, desconectando cualquiera de los conductores, cesará la circulación de electrones.

Alrededor del cátodo se mantendrá la nube electrónica, si continúa a alta temperatura y en el generador y en los conductores se mantendrá la misma cantidad de electrones, con su característico movimiento normal desordenado.

En la Figura Nro 9, se muestra el mismo circuito anterior , pero sin el generador G. Los electrones circulan también aquí en el mismo sentido, aunque impulsados por una f.e.m. muy inferior a la del caso anterior. Cuando el cátodo alcanza suficiente temperatura, se forma la nube electrónica en su derredor, quedando cargado positivamente, porque estos electrones son cargas negativas.

Cuando estos electrones alcanzan el ánodo A, continúan circulando en el sentido de las flechas atraídos por el cátodo en el circuito exterior a la válvula.

No pueden hacerlo por el interior porque se lo impide la misma nube electrónica que los rechaza y la nube se mantiene mientras el cátodo está a suficiente temperatura.

El cátodo produce una fuerza de atracción sobre la nube electrónica, pero esta fuerza está contrarrestada por el efecto contrario de la alta temperatura. Si se enfría el cátodo, los electrones de la nube son atraídos por el cátodo en el interior de la válvula y se interrumpe así la circulación electrónica. Esta es una forma de conversión directa del calor en corriente eléctrica.

CONDUCTORES Y AISLADORES

En las sustancias conductoras hay una considerable cantidad de electrones libres que pueden ser fácilmente orientados en su movimiento por cualquier f.e.m. por pequeña que sea. Entre las sustancias mejores conductoras están la plata, el cobre, el oro, el aluminio, el platino, el hierro, etc.

Existen otras sustancias en las que los electrones de las órbitas exteriores de sus átomos están firmemente retenidos, por lo cual no existen electrones libres para constituir una corriente eléctrica.

Estas son las sustancias aisladoras o aislantes. Para obtener débiles corrientes eléctricas a través de ellas es necesario que actúe una gran f.e.m.

Entre los mejores aisladores están: la gutapercha, la mica, la ebonita, el vidrio, el caucho, la parafina, la porcelana, etc.

La teoría electrónica actual indica que una sustancia es tanto más aisladora cuanto más cercano a 8 es el número de electrones de su órbita externa y es tanto mejor conductor cuanto más se aleje de esa cantidad.

El cobre es muy buen conductor porque tiene un solo electrón en su órbita externa.

RAYOS CATÓDICOS; RAYOS CANALES Y RAYOS X

El chorro electrónico que se desprende del cátodo de una válvula y se dirige al ánodo, se conoce con el nombre de haz de rayos catódicos.

Cuando estos electrones emitidos por el cátodo encuentran algunos átomos en su recorrido hacia el ánodo, son capaces de separar de ellos otros electrones, quedando esos átomos como cationes.

Estos elementos, de carga positiva, son rechazados por el ánodo y atraídos por la nube electrónica del cátodo, constituyendo los rayos canales.

La naturaleza corpuscular del chorro electrónico se evidencia con el dispositivo que se muestra en la Figura 10.

Dentro de un tubo de vidrio en cuyo interior hay gas a muy baja presión, se disponen dos electrodos metálicos A y C, que se conectarán exteriormente a un generador de muy alta tensión. Dentro de este tubo, denominado de Crookes, se ubica un pequeño molinete al aplicar una elevada diferencia de potencial entre el ánodo A y el cátodo C, el molinete gira y su velocidad aumenta si se aumenta la diferencia de potencial.

Si el chorro electrónico es muy intenso, elevará la temperatura del ánodo por su choque contra él pudiendo llegar a fundirlo.

Cuando el haz electrónico choca contra el ánodo o contra cualquier obstáculo que se encuentra en su camino, su detención brusca provoca un movimiento vibratorio de naturaleza semejante a la luz (ondas electromagnéticas) dando origen a los Rayos X. Estos rayos tienen la propiedad de atravesar fácilmente muchos cuerpos opacos a la luz, permitiendo observar y fotografiar el interior del cuerpo humano y de muchas piezas industriales (radioscopia y radiografía).

Todos los efectos mencionados sobre válvulas termoiónicas tienen mucha importancia actual, porque los tubos de imagen para TV y para los osciloscopios son válvulas de ese tipo y aparentemente continuarán empleándose por muchos años más.

UNIDADES ELÉCTRICAS

La cantidad de energía que desarrolla una corriente eléctrica en un tiempo determinado, depende de la cantidad de electrones que interviene y de su velocidad.

Como un electrón es demasiado pequeño para producir efectos eléctricos apreciables, se toma como unidad de cantidad la constituida por 6,28 trillones de electrones (6,28 x 10-18), o sea el número 6 seguido de 18 cifras. Esta cantidad se denomina 1 Coulombio.

La cantidad de electrones que circula por un punto de un circuito en un segundo de tiempo, se denomina intensidad de esa corriente y se toma como unidad de medida el Amperio, que equivale a un Coulombio por segundo.

La cantidad total de electrones que ha circulado, en Coulombios, es igual al valor de la intensidad, en Amperios, multiplicado por el tiempo que se considere, en segundos.

El valor del trabajo eléctrico, que se mide en Joules, es igual a la cantidad de electrones, en Coulombios, multiplicada por la velocidad que tienen, en voltios.

Utilizando los símbolos correspondientes, que se indican al final de esta lección, las relaciones mencionadas se escriben en la siguiente forma:

Q = I x t (1)

I = Q / t (2)

J = Q x V (3)

Si se considera solamente la cantidad de electrones que actúa durante un segundo de tiempo, el trabajo eléctrico realizado se llama potencia eléctrica y se mide en Watts o vatios. La potencia de 1 watt es el trabajo de un joule realizado en un tiempo de un segundo.

La fórmula 3, considerando el tiempo de 1 segundo, se convierte en:

W = I x V (4)

Conociendo el valor de la potencia eléctrica, puede calcularse el trabajo realizado en un tiempo dado, multiplicándolo, por el tiempo en segundos:

J = W x t (5)

VELOCIDAD, TENSIÓN, DIFERENCIA DE POTENCIAL Y FUERZA ELECTROMOTRIZ

El voltio no es la unidad de velocidad de los electrones, sino de la fuerza que actúa sobre los electrones, y que le obligará a desarrollar una cierta velocidad, si ellos pueden desplazarse. La velocidad que adquieren depende de las dificultades que encuentran en su camino, pero siempre es proporcional a la fuerza que impulsa a los electrones, manteniéndose las demás circunstancias o factores iguales. Como esta fuerza es la tensión o presión electrónica, el voltio es siempre la unidad que le corresponde.

Ayudará a aclarar estos conceptos la comparación del trabajo que realiza una corriente eléctrica, con el que realiza una cierta cantidad de agua al caer.

La Figura 11, muestra un recipiente A con agua, que sale por la llave B, en una cantidad por segundo que depende, entre otros factores, de la posición de esa llave.

El trabajo que puede realizar la máquina M 1 depende de la cantidad de agua que sale por segundo del recipiente A (equivalente a la intensidad eléctrica en Amperios) y del desnivel o distancia vertical que existe entre el recipiente A y la máquina M 1 (nivel C).

Si se coloca debajo de la máquina M 1, otra máquina igual, M 2, existiendo entre ambas máquinas igual desnivel que entre M 1 y el recipiente A, la segunda máquina recibirá la misma cantidad de agua cayendo desde una altura igual, y por lo tanto realizará un trabajo equivalente.

Si las dos máquinas ofrecen igual resistencia, las ruedas girarán a la misma velocidad. En ambos casos el resultado de multiplicar el valor de la cantidad de agua que sale por segundo por el valor del desnivel, es el mismo. Este desnivel es equivalente a lo que en electricidad denominamos desnivel eléctrico o diferencia de potencial.

Si eliminamos la máquina M1, el desnivel entre el recipiente A y la máquina M 2 resulta el doble del que había entre C y D, y como consecuencia la máquina M 2 trabajará con el doble de potencia, es decir que realiza el doble de trabajo en un tiempo determinado.

Considerando esto eléctricamente, diremos que el mismo valor de intensidad se multiplica por un valor doble de diferencia de potencial, presión o tensión.

En el caso de la Figura 11, el valor de la f.e.m. total que actúa, es el desnivel que existe entre el recipiente A y la tierra.

Si entre A y C hay 5 m, entre C y D otros 5 m y entre D y E también 5 m, entre A y E habrá: 5 + 5 + 5 = 15 m.

En la Figura 12 se muestra un ejemplo de circuito eléctrico donde es posible aplicar conceptos equivalentes a los recién indicados.

En este circuito eléctrico la f.e.m. total que actúa es de 15 V (equivalente a los 15 m del ejemplo anterior).

Las diferencias de potencial o tensiones parciales son: entre A y C, C y D, y D y E = 5 V.

Naturalmente entre A y D la diferencia de potencial es de 5+ 5 = 10 V.

RESISTENCIA – CONDUCTANCIA

El valor del trabajo que realizan los electrones al circular por un circuito eléctrico, depende de la intensidad de la corriente que forman y de la dificultad, oposición o resistencia que encuentran en su recorrido.

Ninguna sustancia es perfectamente aisladora ni perfectamente conductora.

La propiedad que tienen todas las sustancias de permitir en alguna medida el paso de los electrones se llama conductividad o conductancia, lo cual puede ser considerado desde un punto de vista opuesto diciendo que la propiedad que tienen todas las sustancias de ofrecer alguna dificultad al paso de los electrones se llama resistividad o resistencia.

Disminuir la resistencia eléctrica a la mitad de un cierto valor, significa lo mismo que aumentar su conductividad eléctrica al doble de valor. La unidad de medida de la resistencia eléctrica es el Ohm, que se simboliza con la letra griega omega mayúscula: Ω

Cuando entre dos puntos de un circuito eléctrico (Figura 13), hay una diferencia de potencial de 1V, y la intensidad que circula en esos puntos es de 1 A, el valor de resistencia que existe entre esos puntos es de 1 Ω.

Cuando esa misma propiedad se indica como conductancia, se ha convenido utilizar como unidad el mho, cuyas letras son las mismas que las de ohm, leídas de atrás hacia adelante.

El valor de conductancia, en mhos, es igual al número 1 dividido por el valor de resistencia, en ohms, y viceversa:

G = 1 / R (6)

R = 1 / G (7)

Como al dividir el número 1 por cualquier otro, el resultado se denomina su valor recíproco, podemos decir que el valor de resistencia es el recíproco de conductancia y viceversa.

Para obtener unidades físicas materiales de comparación, en el Congreso Internacional de Electricidad, realizado en París en el año 1881, se denominó “ohmio internacional“ al valor de resistencia eléctrica ofrecido por una columna de mercurio de sección constante, de 1.063 mm de longitud y un peso de 14,4521 g, a la temperatura de 0° C.

En ese mismo Congreso se definió al “amperio internacional“ como a la intensidad de corriente eléctrica que, al circular a través de una solución de nitrato de plata, depositó la plata a razón de 0,001118 g por segundo. Actualmente, el amperio internacional se define por la fuerza que se produce en un campo magnético, basado en las unidades establecidas por los métodos anteriores.

El “voltio internacional“ es la diferencia que debe existir entre los extremos de un conductor cuya resistencia es de 1Ω internacional, para que a su través circule una intensidad de 1 A internacional.

Todas las unidades eléctricas indicadas, principalmente las de intensidad, tensión, resistencia y potencia, resultan en unos casos demasiado grandes y en otros demasiado pequeñas. Por eso se emplean con frecuencia submúltiplos 1.000 y 1.000.000 de veces menores y múltiplos 1.000 y 1.000.000 de veces mayores, los cuales se nombran respectivamente, anteponiéndose a las unidades los afijos: mili, micro, kilo y mega. Como ejemplos, aplicaremos cada uno de ellos a las principales unidades antes mencionadas:

1 miliamperio = 1 / 1.000 A

1 microvoltio = 1 / 1.000.000 V

1 kilovatio = 1 X 1.000 W

1 megohmio = 1 X 1.000.000 Ω.

En casos especiales se emplean los afijos: tera, que significa 1 billón (1012), giga, que significa 1000 millones (109) y nano, que significa un mil millonésimo (10-9).

Por ejemplo, el teravatio equivale a 1 billón de vatios, el gigavoltio equivale a mil millones de voltios y el nanoamperio equivale a 1 mil millonésimo de amperio.

Los afijos empleados para los múltiplos y submúltiplos de las unidades son:

SÍMBOLO

TERA……………….. 10¹²…………………T

GIGA………………….10⁹………………….G

MEGA………………..10⁶………………….M

KILO…………………..10³………………….k

HECTO………………10²…………………..h

DEKA…………………10…………………..da

DECI………………….10^-1………………….d

SÍMBOLO

CENTI………………….10^-2…………………C

MILI……………………..10^-3………………..m

MICRO…………………10^-6…………………u

NANO…………………..10^-9…………………n

PICO…………………….10^-12……………….p

FEMTO…………………10^-15………………..f

ATTO……………………10^-18……………….a

Recordamos que 1012 significa 1 seguido de 12 ceros y que 10-18 significa 1 colocado en el lugar 18 después de la coma decimal.

TABLA DE SÍMBOLOS

En la actualidad para expresar una tensión o diferencia de potencial en volts, se usan indistintamente las letras E, V ó U, aunque lo común en electrónica es usar la E y en electricidad la U.

ISBN 978-987-24907-2-0

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