La Corriente y el Voltaje: Lección 1

4- ¿QUÉ ES EL VOLTAJE?

El casi todos los seres humanos están oyendo hablar de voltaje desde que llegan a este mundo y se sabe que algunos equipos trabajan con 120 voltios mientras otros lo hacen con 220 voltios, 12 voltios, 6 voltios, etc., hay una amplia gama de aplicaciones que usan los más variados rangos de voltaje y los hay que trabajan de forma automática con voltajes de línea desde 90 voltios hasta 250 voltios gracias a las actuales fuentes de voltaje conmutadas y que fuera la firma coreana Gold Star (LG) la primera en desarrollar ese sistema. Pero qué es lo que realmente significa o expresa la palabra voltaje.

Podemos decir que el voltaje no es más que la presión o fuerza con que las cargas eléctricas son “empujadas” a través de un conductor.

Esta presión puede ser explicada como parecida a la presión que tiene el agua en una tubería y puede ser vista al abrir un grifo de agua.

Si no hay presión de agua esta no puede salir para ser usada para llenar un tanque elevado, regar las plantas, llenar la piscina o simplemente tomar un buen baño en la ducha; es la presión ejercida sobre el agua quien la hace fluir con mayor o menor fuerza.

Como sucede con el agua, en electricidad si no existe la presión que haga fluir los electrones por los conductores no se podrá hacer funcionar un motor, un televisor o simplemente encender una luz para alumbrar en la oscuridad.

Esta presión o tensión (voltaje) es quien fuerza a moverse a los electrones y crear una corriente eléctrica como la de un río y mientras mayor sea la presión ejercida para mover esos electrones y crear el flujo o corriente eléctrica, mayor será el trabajo o potencia que podrá realizarse con esa corriente.

Podemos comparar lo descrito en el párrafo anterior con el trabajo que se realiza para poder clavar una puntilla en dependencia de su tamaño en un pedazo de madera.

Mientras mayor es la puntilla a clavar, mayor será el martillo usado para golpearla como se muestra en la figura 5. Con el voltaje sucede lo mismo incluso cuando intentamos clavar una puntilla pequeña con un martillo muy grande, se puede estropear el trabajo.

El voltaje puede ser también comparado con la presión que existe en un tubo en forma de U con una válvula en su centro inferior como se muestra en la figura 6-a.

Mientras más líquido se eche en el tubo mayos presión será ejercida sobre la válvula aunque no exista flujo de corriente, es decir, se “acumula” la presión del líquido dentro del tubo situado a la izquierda.

Cuando la válvula es abierta entonces se produce el flujo del líquido desde el tubo de la izquierda al tubo de la parte derecha y la velocidad con que se llene dependerá de la cantidad de líquido acumulada en el de la izquierda.

El flujo o corriente del líquido continuará de un tubo al otro hasta que se equilibren las presiones en cada uno y se detenga el flujo como se aprecia en la figura 6-b.

El voltaje puede ser explicado entonces como un desequilibrio de presiones, es decir, debe existir esa condición para que exista un voltaje, el desbalance de presión. 

Los electrones fluyen por un conductor mientras exista la condición de desbalance o desigualdad de la presión necesaria para moverlos. Una vez esa presión cesa porque otra igual y contraria a ella la contrarresta, el flujo de electrones también se detiene.

Tomemos ahora una batería (figura-7) como acumulador o almacén de cargas eléctricas, representado como el tubo de la izquierda en la figura 6-a. Si colocamos un reostato o reótato – la real academia lo acepta en sus dos formas – esté hará las veces de la vávula en la figura 6.

En serie con el reostato y la batería situamos una carga que será en este caso una lámpara incandescente con un consumo cercano al límite de corriente que puede ser tomado de la batería.

Cuando el reóstato, que no es más que una resistencia variable, está en el Punto A de la fig.7 lámpara consume su máximo de corriente, alumbra más y la batería se descarga más rápido.

En el circuito de batería-reóstato-lámpara, cuando la flecha se desplaza sobre la resistencia el consumo de corriente de la lámpara se hará menor cada vez hasta que llegado al Punto B la lámpara dejará de iluminar por estar el circuito abierto.

En el punto A la batería se descarga más rápido, cercano al punto b, o en el punto de mayor resistencia del reóstato, la batería se descargará más lento.

Si en lugar de la lámpara y el reóstato se coloca solamente un alambre entre los bornes de la batería esta se descargará rápidamente, se calentará y quedará inservible porque se forzó a fluir una corriente mayor que la que puede entregar la batería.

Eso sucederá con cualquier tipo de fuente de voltaje que no tenga protección contra corriente excesiva o protección contra sobre carga.

Lo mismo sucede con los modernos dispositivos para escuchar música como los reproductores de MP3, teléfonos, laptop y otros dispositivos portables alimentados por baterías. Si se sube el volumen de audio de los dispositivos MP3 o de un teléfono móvil la batería durará menos.

Si la pantalla o display tiene mucho brillo pues sucede lo mismo, se acorta el tiempo de duración de la batería.

La presión eléctrica o voltaje es medida en Voltios o Volts en inglés. Un circuito con 100 voltios tiene el doble de presión que un circuito de 50 voltios, o visto de otra forma, un circuito de 50 voltios tiene la mitad de la presión que uno de 100 voltios.

Los equipos y elementos elementos eléctricos están diseñados para operar sobre un voltaje en particular.

Si se intenta operar a un voltaje superior o a otro tipo de voltaje (AC en lugar de DC) puede suceder o que el elemento no funcione o que este explote o se queme como consecuencia de un voltaje aplicado fuera de parámetro.

Tomemos el ejemplo de un teléfono móvil; si se le alimenta para cargar batería con 12 voltios en lugar de los 5 voltios con que normalmente deben ser alimentados, el teléfono se rompe y sufre grandes daños.

No son pocos los que han puesto a cargar directamente de forma equivocada su dispositivo móvil directamente desde una toma de AC de 110 o 220 voltios.

También puede suceder que se alimente un TV LED con menos de 90 voltios, voltaje mínimo con el que trabaja su fuente auto volt.

Si eso sucede porque baja el voltaje en la línea de alimentación de AC, la fuente del TV LED será dañada porque el elemento oscilador no podrá realizar su trabajo de conmutación y puede quedar en un estado de conducción lo que sobre calentará algún que otro componente y dejará de funcionar.

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