Siguiendo con las posibles significados de power, después de energía y potencia, ahora le toca el turno a a la tensión eléctrica, un disfraz más del camaleónico power.
Al igual que en las dos entradas anteriores, pondré ejemplos cotidianos de la tensión eléctrica, para que aprendas bien el concepto. ¿Preparado? Empezamos…
La unidad de la tención eléctrica es el voltio, con el símbolo V.
Voltaje y potencial pueden ser sinónimos de tensión, aunque «potencial» es un término más físico y debe usarse con cuidado. Además, tengo la impresión de que en América Latina se prefiere «tensión» para producción y transporte (centenares o miles de voltios), mientras que «voltaje» para prefiere para electrónica (de unas pocas decenas de voltios, como mucho). ¿Alguien me lo puede confirmar, por favor?
El símil de la presa
Un símil cercano con la electricidad, sería una presa, con un salto de agua:
- La altura de la presa sería la tensión eléctrica; cuanto más alta sea la presa, más fuerte caerá el agua.
- Al abrir las compuertas, saldrá un chorro de agua, que sería la corriente o intensidad (ambos sinónimos).
- La abertura de la compuerta sería la resistencia eléctrica (o más bien, la inversa de la resistencia, porque cuanto más grande sea la abertura, más grande será el chorro de agua).
La ley que une estas tres variables (tensión, corriente y resistencia) es la ley de Ohm:
O bien, con todas las letras:
Espero que me perdonéis por poner aquí una fórmula, pero lo he hecho para decir lo que implica: que cuanto mayor sea la tensión y cuanto menor sea la resistencia, más intensidad circulará. ¿Veis los verbos que rigen? La tensión es, y la corriente circula. La tensión nunca circula*.
O bien, que cuanto más altura tenga la presa, y cuanto más se abra la compuerta, mayor será el chorro de agua.
No más fórmulas, prometido…
Para terminar con el símil de la presa:
- El agua embalsada en la presa sería la carga.
- Las moléculas de agua del chorro serían los electrones.
Tensión eléctrica continua o alterna
En este símil de la presa, el chorro de agua caería de forma continua, siempre caería el mismo chorro; en un circuito eléctrico, hablaríamos de una tensión continua o de una corriente continua. «Continua» quiere decir que no cambia en el tiempo. Esta tensión es que la utilizan internamente muchos de los equipos electrónicos más comunes: televisión, móvil, ordenadores. Las baterías de los coches también tienen una tensión continua, casi siempre de 12 voltios.
Sin embargo, en el mundo real también hay tensión alterna, una tensión cuyo valor varía en el tiempo de esta forma (curva roja de la figura):
Esta curva sube y baja, sus valores instantáneos cambian en el tiempo, pero es periódica, tiene una periodicidad, es decir, que en un momento dado la curva es exactamente igual a como era un determinado tiempo trás, y este tiempo es de unos 20 ms.
Decir que tiene un periodo de 20 ms es lo mismo que decir que tiene una frecuencia de 50 ciclos por segundo, también llamados hercios, o Hz abreviado (esto es así en muchos países, como España, pero hay otros países que tienen una frecuencia de red de 60 Hz, como EE. UU.). Estos 50 o 60 Hz pueden llegar a nuestros oídos si nuestros auriculares inalámbricos o nuestra cadena Hi-Fi no están bien diseñados o no están bien conectados. También se pueden oír si nos situamos justo debajo de un tendido de alta tensión: es una especie de zumbido sordo, y puedes estar seguro de que básicamente es un sonido de 50 Hz.
Curiosamente, en condiciones especiales ¡también se pueden ver estos 50 Hz!: por ejemplo, en las televisiones más antiguas de tubos de rayos catódicos se veía un ligero parpadeo, efecto que las televisiones más modernas (de tecnologías LCD y LED) evitan refrescando la imagen a 100 o 200 Hz, a una velocidad que el ojo humano toma ya no nota el parpadeo de la imagen.
También lo saben los responsables de iluminación de cine, porque los tubos fluorescentes se apagan y encienden con esta cadencia de 50 Hz, y si no se toman medidas, las cámaras tomarán una imagen en la que se apreciará un parpadeo artificial.
Por ejemplo, en España, los domicilios particulares reciben un suministro eléctrico de 220 V de tensión alterna (en otros países tienen 110 V). Las empresas industriales pueden necesitar una tensión más alta (más de 1.000 voltios) e incluso varias fases de suministro eléctrico («trifásica» significa 3 fases del suministro eléctrico, a diferencia de la tensión «monofásica», de una sola fase, que es la que nos llega a casa porque nos es suficiente).
Todos los postes eléctricos de alta tensión que veamos atravesando campos son de tensión alterna. Te estarás preguntando cómo se pasa la tensión alterna a la tensión continua que necesita internamente un televisor, por ejemplo, y te diría «¡Muy buena pregunta!».
La respuesta es que nuestros domicilios y oficinas están llenos de unos módulos electrónicos que convierten esta tensión alterna en tensión continua. Estos módulos tienen la forma externa y visible de un cargador de móvil o de un módulo interno que llevan todos los televisores, que se llama fuente de alimentación; en cualquier caso, se encargan de convertir la tensión alterna en tensión continua y en disminuir el nivel de tensión, de 220 V a 12 V, por ejemplo.
Como ya se ha dicho, la energía eléctrica se distribuye en alterna por todo el país, desde los centros de generación hasta un punto cercano a nuestra casa (llamado centro de transformación o subestación eléctrica), pero a una tensión que puede llegar hasta los a 300.000 V (mucho mayor que los 220 V que tenemos dentro de nuestra casa). El motivo de usar estas tensiones tan altas es para minimizar las pérdidas eléctricas en el cable. Aún así, puede decirse que el 20% de la energía generada se pierde en el cable que te la lleva hasta tu casa.
Para ir terminando, en la naturaleza encontramos tensiones increíbles: dicho de forma muy sencilla, un rayo es una descarga eléctrica casi instantánea desde una nube hasta tierra, y se produce cuando la nube está a un potencial muy alto respecto al suelo, ¡de hasta cientos de millones de voltios!
Un último «por favor» final sobre la tensión:«voltaje» es con jota, no voltage*, que hace daño a los ojos…
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