lunes, 17 de agosto de 2009

Uso correcto de las unidades eléctricas

Si quisiéramos establecer un sistema de unidades sólo para los fenómenos eléctricos y magnéticos, necesitaríamos tres unidades de base, elegidas entre tensión, corriente, resistencia, carga, inductancia, capacidad y tiempo. Por ello, en el origen se eligieron la tensión, la resistencia y el tiempo.

Pero luego se buscó vincular las unidades eléctricas con las mecánicas. Para ello pueden seguirse dos caminos:

a) partir de la fuerza mecánica entre cargas en reposo (ley de Coulomb) y formular un sistema de unidades electrostático.

b) partir de la fuerza entre cargas en movimiento (ley de Ampere) y formular un sistema de unidades electromagnético.

En ambos casos se requiere definir cuatro unidades de base, utilizándose por conveniencia tres mecánicas (longitud, masa y tiempo) y una eléctrica.

La elección de la unidad eléctrica produjo discrepancias desde el principio. Algunos investigadores se inclinaron por la permitividad ε0 o por la permeabilidad magnética μ0; mientras que otros preferían que la elección simplificara las ecuaciones, eliminando exponentes fraccionarios.

De esta manera surgieron los sistemas de unidades electroestático (UES), electromagnético (UEM), CGS, práctico, Giorgi (MKS) y Giorgi racionalizado. Así pasaron muchos años, hasta que en 1948 la Conferencia General de Pesas y Medidas (CGPM) adoptara oficialmente al ampere como unidad de base eléctrica.

Esto condujo a que la forma de definir el ampere (A) haya evolucionado con el tiempo. En 1881 se definió como “un décimo de la unidad electromagnética (UEM) correspondiente”, en el año 1893 como “la corriente que deposita 1,118 mg de plata por segundo en un voltámetro de nitrato de plata”, y finalmente en 1948 se estableció la definición actual que indica que “es aquella corriente eléctrica constante que mantenida en dos conductores paralelos rectilíneos, de longitud infinita, de sección circular despreciable y ubicados a una distancia de un metro entre sí, en el vacío, produce una fuerza por metro de 2 10-7 newton”.

El Sistema Internacional de Unidades está constituido por unidades de base y derivadas adoptadas por la Conferencia General de Pesas y Medidas (CGPM). Las 7 unidades de base corresponden a las magnitudes de longitud (metro), masa (kilogramo), tiempo (segundo), corriente eléctrica (ampere), temperatura termodinámica (kelvin), cantidad de materia (mol) e intensidad luminosa (candela).

Las unidades derivadas se obtienen por multiplicación o por división de unidades de base o de sus respectivas potencias; y algunas tienen nombres y símbolos especiales que las identifican. A continuación se presenta un cuadro con algunas unidades derivadas eléctricas.

Magnitud

Nombre especial

Símbolo especial

Expresión en unidades de base

Expresión en unidades derivadas

Frecuencia

hertz

Hz

s-1

Energía, trabajo, cantidad de calor

joule

J

m2 . kg . s-2

N . m

Potencia, flujo energético

watt

W

m2 . kg . s-3

J / s

Cantidad de electricidad, carga eléctrica

coulomb

C

s . A

Potencial eléctrico, diferencia de potencial, tensión eléctrica, fuerza electromotriz

volt

V

m2 . kg . s-3 . A-1

W / A

Capacidad eléctrica

farad

F

m-2 . kg-1 . s4 . A2

C / V

Resistencia eléctrica

ohm

Ω

m2 . kg . s-3 . A-2

V / A

Conductancia eléctrica

siemens

S

m-2 . kg-1 . s3 . A2

A / V

Flujo magnético

weber

Wb

m2 . kg . s-2 . A-1

V . s

Inducción magnética, densidad de flujo magnético

tesla

T

kg . s-2 . A-1

Wb / m2

Inductancia

henry

H

m2 . kg . s-2 . A-2

Wb / A

Campo magnético

m-1 . A

Campo eléctrico

m . kg . s-3 . A-1

V / m

Los múltiplos y submúltiplos decimales de las unidades se forman empleando los prefijos de la tabla a continuación:

Nombre

Símbolo

Factor

exa

E

1018

peta

P

1015

tera

T

1012

giga

G

109

mega

M

106

kilo

k

103

hecto

h

102

deca

da

101

deci

d

10-1

centi

c

10-2

mili

m

10-3

micro

μ

10-6

nano

n

10-9

pico

p

10-12

femto

f

10-15

atto

a

10-18

IMPORTANTE: Por razones históricas, para la masa, los múltiplos y submúltiplos decimales se forman empleando el gramo.

Por su parte, las unidades eléctricas que no pertenecen al Sistema Internacional de Unidades son el voltampere (V.A), el voltampere reactivo (V.A r), el electrón-volt (eV), el watt hora (W.h) y el ampere hora (A.h).

Los nombres de las unidades se escriben en minúsculas. Por ejemplo “un tesla”.

Los nombres de las unidades que derivan de nombres propios no se deben castellanizar. Por ejemplo se debe decir “volt” y no “voltio”. Aunque ya somos muchas las personas que lo hacemos, es bueno saber que no es la forma correcta en teoría.

En general el plural de los nombres de las unidades se forman mediante el agregado de “s” ó “es”. Por ejemplo “candelas”, “lúmenes”. Los nombres que derivan de nombres propios no se deben modificar para el plural. Por ejemplo se debe decir “diez volt” y no “diez volts” ni “diez voltios”.

En las unidades derivadas, la multiplicación se indica escribiendo o enunciando los nombres de las unidades uno detrás de otro, sin unirlos; mientras que para la división se los separa con la preposición “por”. Por ejemplo “newton metro” (N . m), “volt por metro” (V / m).

Los símbolos de las unidades que derivan de nombres propios se escriben con la letra inicial en mayúsculas. Por ejemplo “Wb”.

Los símbolos de las unidades no se pluralizan. Por ejemplo es incorrecto escribir “15 Amps”.

El símbolo de un múltiplo o submúltiplo de una unidad se forma con el símbolo del prefijo seguido del de la unidad, sin espacios intermedios. Por ejemplo “mV”. Para las unidades derivadas expresadas mediante un cociente el prefijo debe afectar al numerador. Por ejemplo “kA / m”. No se deben usar prefijos consecutivos. Por ejemplo es incorrecto escribir “μμF”.

La unidad de conductancia es el siemens (S) y no el mho, como a veces se indica.

La unidad de tiempo se debe simbolizar con minúscula y con una sola letra. Por ejemplo hay que escribir “60 s” y no “60 seg” ni “60 segs”.

Cuando se trate de indicar cantidades separadas por la coma decimal, el símbolo de la unidad se debe poner a la derecha de la cantidad separado por un espacio, y no intercalado entre la parte entera y la parte decimal.

Por ejemplo se debe escribir “45, 51 kg” y no “45 kg, 51”.

El prefijo kilo se escribe con minúscula. Por ejemplo se debe escribir “10 kW” y no “10 KW” ni mucho menos “10 Kw”.

Bueno es muy importante conocer todas estas normas aunque no la respetemos en su totalidad. Siempre es bueno saber cual es su forma correcta y darnos cuenta que si hacemos lo contrario, tenemos que reconocer que es incorrecto y que es por nuestra propia conveniencia.

Espero haber ayudado a reconocer errores que muchas veces cometemos los profesionales en esta materia.


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