Tensión eléctrica

A tensión eléctrica, tamén denominada diferenza de potencial ou voltaxe, é a diferenza de potencial eléctrico entre dous puntosDe acordo coa IEC.. A súa unidade de medida é o Volt, en homenaxe ao físico italiano Alessandro Volta.
É, pois, unha magnitude física. Tamén se pode definir como o traballo por unidade de carga exercido polo campo eléctrico sobre unha partícula cargada para movela entre dúas posicións determinadas. Pódese medir cun voltímetro.Física general, escrito por Santiago Burbano de Ercilla, Carlos Gracía Muñoz 

A tensión é independente do camiño percorrido pola carga e depende exclusivamente do potencial eléctrico dos puntos A e B no campo eléctrico, que é un campo conservativo.

Se dous puntos que teñen unha diferenza de potencial se unen mediante un condutor, producirase un fluxo de electróns. Parte da carga que crea o punto de maior potencial trasladarase a través do condutor ao punto de menor potencial e, en ausencia dunha fonte externa (xerador), esta corrente cesará cando ambos puntos igualen o seu potencial eléctrico (lei de Henry). Este traslado de cargas é o que se coñece como corrente eléctrica.

Cando se fala sobre unha diferenza de potencial nun só punto, ou potencial, refírese á diferenza de potencial entre este punto e algún outro onde o potencial se defina como cero.

Características
O potencial eléctrico mide a forza que unha carga eléctrica experimenta no seo dun campo eléctrico, expresa pola lei de Coulomb, polo tanto a tensión é a tendencia que unha carga ten de ir dun punto para outro. Normalmente tómase un punto que se considera de tensión cero e mídese a tensión do resto dos puntos relativos a este.

A tensión eléctrica entre dous puntos, ou sexa [(+) e (-)] é definida matematicamente como a integral de liña do campo eléctrico:



Para facilitar o entendemento da tensión eléctrica pódese facer un paralelo desta coa presión hidráulicaUnderstanding electrecity: an analogy with water. Canto maior a diferenza de presión hidráulica entre dous puntos, maior será o fluxo, caso haxa comunicación entre estes dous puntos. O fluxo (que en electrodinámica sería a corrente eléctrica) será así unha función da presión hidráulica (tensión eléctrica) e da oposición á pasaxe do fluído (resistencia eléctrica). Este é o fundamento da lei de Ohm, para a corrente continua:



onde:
 R = Resistencia (Ohms)
 I = Intensidade da corrente (Amperes)
 U = Diferenza de potencial ou tensión (Volts)

En corrente alternada, substitúese a resistencia pola impedancia:



onde:
 Z = Impedancia (Ohms)

Polo método fasorial, en corrente alternada, todas as variábeis da ecuación son complexas. A impedancia representa, alén da resistencia a pasaxe de corrente eléctrica, tamén o deslocamento angular na forma de onda producido polo equipamento (capacitores e bobinas ou indutores).

 Polaridade en corrente continua 
miniatura|450px|Polaridade dunha diferenza de potencial.

Cando entre dous puntos dun circuíto pode circular unha corrente eléctrica continua, a polaridade da tensión vén determinada polo sentido que segue a corrente (cargas positivas), que é oposto ao sentido que seguen os electróns (cargas negativas); isto é, desde o punto con maior potencial cara ao que ten menor potencial. Polo tanto, se polo resistor R da figura da dereita circula unha corrente de intensidade I, desde o punto A até o B, producirase unha caída de tensión na mesma coa polaridade indicada.

 Tensión en compoñentes pasivos 
A diferenza de potencial entre os terminais dun compoñente pasivo dependen das características do compoñente e da intensidade da corrente eléctrica.

 Tensión nun condensador 

 Tensión nunha bobina 

 Tensión eficaz 
miniatura|Un multímetro coa función de voltímetro seleccionada. En corrente alterna indica o valor eficaz da tensión.

A tensión eficaz ou valor eficaz da tensión é o valor medido pola maioría dos voltímetros de corrente alterna. Equivale a unha tensión constante que, aplicada sobre unha mesma resistencia eléctrica, consome a mesma potencia eléctrica, transformando a enerxía eléctrica en enerxía térmica por efecto Joule.

A enerxía consumida nun período de tempo T por unha resistencia eléctrica é igual a

,

onde W é a enerxía consumida, P é a potencia, T é o período de tempo, Ief é a intensidade eléctrica, Vef é a tensión eficaz e V(t) é o valor instantáneo da tensión en función do tempo t.

Despexando a tensión eficaz obtense a media cuadrática da tensión:
.

miniatura|Onda sinusoidal.
En corrente alterna, a tensión varía conforme unha onda sinusoidal.

,

onde se expresa a tensión V en función do tempo t. V0 é a amplitude da tensión,  é a frecuencia angular e  é o desfase.

Tomando como período de integración o período da onda (), tense:

;
Como a amplitude da tensión V0 é constante pode sacarse fóra da integral.
.
Aplicando unha identidade trigonométrica para eliminar a potencia cuadrática dunha función trigonométrica:
;
Integrando:

 Notas 

Categoría:Electricidade