Unidades de medidas eléctricas

Unidades de medidas eléctricas

Se utilizan para expresar unidades eléctricas estándar junto con sus prefijos cuando las unidades son demasiado pequeñas o demasiado grandes para expresarlas como unidad base.

Las unidades estándar de medida eléctrica utilizadas para la expresión de voltaje, corriente y resistencia son los voltios [ V ], amperios [ A ] y ohmios [ Ω ] respectivamente.

Estas unidades eléctricas de medida se basan en el Sistema Internacional (métrico), también conocido como sistema SI, mientras que otras unidades eléctricas de uso común se derivan de las unidades base SI.

A veces, en circuitos y sistemas eléctricos o electrónicos es necesario utilizar múltiplos o submúltiplos (fracciones) de estas unidades de medida eléctricas estándar cuando las cantidades que se miden son muy grandes o muy pequeñas.

La siguiente tabla proporciona una lista de algunas de las unidades de medida eléctricas estándar utilizadas en fórmulas eléctricas y valores de componentes.

Unidades de medidas eléctricas estándar

 Parámetro eléctrico Unidad de medidaSímboloDescripción
VoltajeVoltioV o EUnidad de potencial eléctricoV = I × R
CorrienteamperioI o iUnidad de corriente eléctricaI = V ÷ R
ResistenciaOhmR o ΩUnidad de resistencia CCR = V ÷ I
ConductanciaSiemenG o ℧Recíproco de resistenciaG = 1 ÷ R
CapacitanciaFaradCUnidad de capacitanciaC = Q ÷ V
CargaCoulombQUnidad de carga eléctricaQ = C × V
InductanciaHenryL o HUnidad de inductanciaVL = -L (di / dt)
PotenciaWattsWUnidad de potenciaP = V × I  o  I2 × R
ImpedanciaOhmZUnidad de resistencia CAZ2 = R2 + X2
FrecuenciaHertzHzUnidad de frecuenciaƒ = 1 ÷ T

Múltiplos y submúltiplos

Existe una amplia gama de valores que se encuentran en la ingeniería eléctrica y electrónica entre un valor máximo y un valor mínimo de una unidad eléctrica estándar. Por ejemplo, la resistencia puede ser inferior a 0,01 Ω o superior a 1.000.000 Ω. Al usar múltiplos y submúltiplos de la unidad estándar, podemos evitar tener que escribir demasiados ceros para definir la posición del punto decimal. La siguiente tabla muestra sus nombres y abreviaturas.

PrefijoSímboloMultiplicador            Potencia de diez
TerraT1.000.000.000.0001012
GigaG1000000000109
MegaM1000000106
kilok1000103
NingunoNinguno1100
centiccentésimas10-2
millim1 / 1.00010-3
microμ1 / 1.000.00010-6
nanon1/100000000010-9
picop1 / 1.000.000.000.00010-12

Así que para mostrar las unidades o múltiplos de unidades, ya sea para resistencia, corriente o voltaje usaríamos como un ejemplo:

  • 1kV = 1 kilo voltios  – que es igual a 1000 voltios.
  • 1mA = 1 miliamperio  , que es igual a milésimas (1/1000) de amperio.
  • 47kΩ = 47 kilo-ohmios  , lo que equivale a 47 mil ohmios.
  • 100uF = 100 micro-faradios  , que es igual a 100 millonésimas (100 / 1.000.000) de un faradio.
  • 1kW = 1 kilovatio  , lo que equivale a 1.000 vatios.
  • 1 MHz = 1 megahercio  , que es igual a un millón de hercios.

Para convertir de un prefijo a otro es necesario multiplicar o dividir por la diferencia entre los dos valores. Por ejemplo, convierta 1MHz a kHz.

Bueno, sabemos desde arriba que 1MHz es igual a un millón (1,000,000) de hercios y que 1kHz es igual a mil (1,000) hercios, por lo que 1MHz es mil veces más grande que 1kHz. Luego, para convertir Mega-hertz en Kilo-hertz, necesitamos multiplicar mega-hertz por mil, ya que 1MHz es igual a 1000 kHz.

Del mismo modo, si tuviéramos que convertir kilohercios en megahercios, tendríamos que dividir por mil. Un método mucho más simple y rápido sería mover el punto decimal hacia la izquierda o hacia la derecha, dependiendo de si necesita multiplicar o dividir.

Además de las unidades de medidas eléctricas “estándar” que se muestran arriba, otras unidades también se utilizan en ingeniería eléctrica para denotar otros valores y cantidades tales como:

  • • Wh: el vatio-hora, la cantidad de energía eléctrica consumida por un circuito a lo largo de un período de tiempo. Por ejemplo, una bombilla consume cien vatios de energía eléctrica durante una hora. Se utiliza comúnmente en forma de: Wh (vatios-hora), kWh (kilovatios-hora) que es de 1.000 vatios-hora o MWh (megavatios-hora) que es de 1.000.000 vatios-hora.
  • • dB – El Decibel. El decibel es una décima unidad del Bel (símbolo B) y se usa para representar la ganancia en voltaje, corriente o potencia. Es una unidad logarítmica expresada en dB y se usa comúnmente para representar la relación de entrada a salida en amplificadores, circuitos de audio o sistemas de altavoces.
    Por ejemplo, la relación en dB de un voltaje de entrada (VIN) a un voltaje de salida (VOUT) se expresa como 20log10 (Vout / Vin). El valor en dB puede ser positivo (20dB) que representa la ganancia o negativo (-20dB) que representa la pérdida con la unidad, es decir, entrada = salida expresada como 0dB.
  • • θ – Ángulo de fase, el ángulo de fase es la diferencia en grados entre la forma de onda de voltaje y la forma de onda de corriente que tienen el mismo tiempo periódico. Es una diferencia de tiempo o un cambio de tiempo y, dependiendo del elemento del circuito, puede tener un valor «adelantado» o «retrasado». El ángulo de fase de una forma de onda se mide en grados o radianes.
  • • ω – Frecuencia angular, otra unidad que se utiliza principalmente en circuitos de CA para representar la relación fasorial entre dos o más formas de onda se llama Frecuencia angular, símbolo ω. Esta es una unidad rotacional de frecuencia angular 2πƒ con unidades en radianes por segundo, rads / s. La revolución completa de un ciclo es 360 grados o 2π, por lo tanto, media revolución se da como 180 grados o π rad.
  • •  τConstante de tiempo, la constante de tiempo de un circuito de impedancia o sistema lineal de primer orden es el tiempo que tarda la salida en alcanzar el 63,7% de su valor de salida máximo o mínimo cuando se somete a una entrada de respuesta escalonada. Es una medida del tiempo de reacción.

En el próximo tutorial sobre la teoría de circuitos de CC, veremos la Ley de circuitos de Kirchhoff, que junto con la Ley de Ohm nos permite calcular los diferentes voltajes y corrientes que circulan alrededor de un circuito complejo.

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