La tensión eléctrica, también llamada diferencia de potencial o voltaje, es una de las magnitudes fundamentales de cualquier circuito eléctrico. Se expresa en voltios (V) y describe la diferencia de energía potencial eléctrica por unidad de carga entre dos puntos.
La tensión puede existir aunque no haya corriente circulando. Por ejemplo, una batería desconectada mantiene una diferencia de potencial entre sus terminales, aunque no exista un circuito cerrado por el que circule corriente.
En este artículo veremos qué significa realmente la tensión eléctrica, qué es un voltio, cómo se relacionan la tensión y la corriente, cómo se comporta en circuitos serie y paralelo y cómo medirla correctamente con un multímetro.
¿Qué es la tensión eléctrica?
La tensión eléctrica es la diferencia de potencial eléctrico entre dos puntos. También se denomina diferencia de potencial o, de forma habitual, voltaje.
Para entender qué significa esto, podemos pensar en la energía asociada a una carga eléctrica. Si una carga puede pasar de un punto a otro y existe una diferencia de energía potencial eléctrica entre ambos puntos, existe una diferencia de potencial.
Matemáticamente, la diferencia de potencial puede expresarse como:
V = ΔE / Q
donde:
- V es la diferencia de potencial, medida en voltios (V).
- ΔE es la diferencia de energía, medida en julios (J).
- Q es la carga eléctrica, medida en culombios (C).
Por tanto, la tensión nos indica cuánta energía corresponde a cada unidad de carga al pasar entre dos puntos.
¿Voltaje, tensión y diferencia de potencial son lo mismo?
En el contexto de los circuitos eléctricos, tensión, voltaje y diferencia de potencial se utilizan normalmente para referirse a la misma magnitud física.
La palabra voltaje es muy habitual en el lenguaje cotidiano, mientras que tensión eléctrica y diferencia de potencial son términos más habituales en contextos técnicos.
Lo importante es no confundir la magnitud con su unidad: la tensión se mide en voltios.
¿Qué significa un voltio?
El voltio (V) es la unidad del Sistema Internacional utilizada para medir la diferencia de potencial eléctrico.
Un voltio equivale a un julio por culombio:
1 V = 1 J/C
Esto significa que una diferencia de potencial de 1 V corresponde a una diferencia de energía de 1 J por cada culombio de carga que se desplaza entre dos puntos.
Por ejemplo, una batería de 12 V mantiene, idealmente, una diferencia de potencial de 12 voltios entre sus terminales cuando está en las condiciones especificadas por el fabricante.
¿Puede existir tensión sin corriente?
Sí. Puede existir tensión eléctrica sin que exista corriente circulando.
Una batería desconectada es un ejemplo sencillo. Entre sus terminales existe una diferencia de potencial, pero al estar el circuito abierto no existe un camino conductor cerrado por el que pueda circular una corriente continua.
Si conectamos los terminales mediante un circuito, las condiciones cambian y puede establecerse una corriente.
Ejemplo
Una pila de 1,5 V puede medir aproximadamente 1,5 V entre sus terminales aunque no esté conectada a ningún dispositivo.
Si conectamos una resistencia entre esos terminales, aparece una corriente cuyo valor dependerá de la tensión y de la resistencia del circuito.
En nuestro artículo sobre corriente eléctrica explicamos qué significa realmente que una carga atraviese un circuito y cómo se mide la corriente.
¿Cómo se relacionan tensión y corriente?
La tensión y la corriente están relacionadas, pero no son la misma magnitud.
La tensión describe una diferencia de potencial entre dos puntos, mientras que la corriente describe el flujo de carga eléctrica a través de una sección de un circuito.
En un circuito resistivo sencillo, ambas magnitudes están relacionadas mediante la Ley de Ohm:
V = I × R
Por tanto:
I = V / R
Si mantenemos constante la resistencia, aumentar la tensión produce una corriente mayor.
Ejemplo numérico
Imaginemos una resistencia de 6 Ω conectada a una fuente de 12 V.
Aplicando la Ley de Ohm:
I = V / R
I = 12 V / 6 Ω = 2 A
La corriente del circuito sería de 2 amperios en este modelo ideal.
➡️Profundiza: Ley de Ohm
¿Cómo se mide la tensión eléctrica?
La tensión eléctrica se mide entre dos puntos del circuito.
Para medirla utilizamos un voltímetro o un multímetro configurado para medir tensión.
A diferencia de la corriente, que se mide haciendo pasar la corriente por el instrumento, la tensión se mide colocando el instrumento entre los dos puntos cuya diferencia de potencial queremos conocer.
¿El voltímetro se conecta en serie o en paralelo?
Para medir tensión, el multímetro se conecta en paralelo con el componente o con los dos puntos que queremos comparar.
Por ejemplo, si queremos medir la tensión de una batería, colocamos una punta de prueba en cada terminal.
Si queremos medir la tensión en una resistencia, colocamos una punta a cada lado de la resistencia.
Advertencia
Nunca conectes un multímetro configurado para medir corriente directamente entre los dos terminales de una fuente de tensión.
Al hacerlo puedes crear un camino de muy baja resistencia y provocar una corriente elevada, dañando el instrumento o el circuito.
¿Cómo se comporta la tensión en un circuito?
Tensión en un circuito en serie
En un circuito en serie, los componentes están conectados formando un único camino para la corriente.
La tensión total suministrada por la fuente se reparte entre los distintos elementos del circuito según sus características eléctricas.
Por ejemplo, si una fuente de 12 V alimenta dos resistencias conectadas en serie, la suma de las caídas de tensión en ambas resistencias será 12 V.
Si las dos resistencias son iguales, la tensión se repartirá por igual:
6 V + 6 V = 12 V
Tensión en un circuito en paralelo
En un circuito paralelo, diferentes ramas están conectadas entre los mismos dos puntos eléctricos.
Por ello, la diferencia de potencial entre los extremos de cada rama es la misma.
Por ejemplo, si dos resistencias están conectadas en paralelo a una fuente ideal de 12 V, la tensión en cada resistencia será:
12 V
La corriente, sin embargo, puede ser diferente en cada rama dependiendo de la resistencia de cada una.
¿Qué diferencia hay entre tensión continua y tensión alterna?
La tensión puede variar de diferentes formas con el tiempo. Dos de las formas más habituales son la tensión continua (CC o DC) y la tensión alterna (CA o AC).
En una tensión continua, la polaridad permanece esencialmente constante. Las baterías son un ejemplo habitual de fuente de tensión continua.
En una tensión alterna, la polaridad cambia periódicamente. La tensión de la red eléctrica es un ejemplo de tensión alterna y, en muchos sistemas, varía aproximadamente siguiendo una forma de onda sinusoidal.
La diferencia entre corriente y tensión alterna o continua puede resultar confusa, por lo que conviene recordar que AC y DC describen cómo varía una magnitud eléctrica con el tiempo, no una «clase diferente de electricidad». Puedes profundizar en esta comparación en corriente alterna y corriente continua.
¿Qué ocurre si aplicamos una tensión demasiado alta?
Una tensión superior a la prevista puede provocar una corriente excesiva en determinados circuitos y componentes, además de someter a los materiales a campos eléctricos superiores a los previstos.
En un circuito resistivo ideal, si la resistencia permanece constante, la Ley de Ohm indica que aumentar la tensión aumenta la corriente:
I = V / R
Pero los componentes reales no siempre se comportan como resistencias constantes. Una lámpara, un motor, un LED o un circuito electrónico pueden responder de formas diferentes ante un cambio de tensión.
Por eso los equipos eléctricos están diseñados para trabajar dentro de unos valores de tensión determinados por el fabricante.
¿Qué papel tiene una batería?
Una batería es una fuente de energía eléctrica capaz de mantener una diferencia de potencial entre sus terminales mediante procesos electroquímicos.
Cuando el circuito está abierto, puede existir una tensión entre los terminales sin que circule corriente externa.
Cuando cerramos el circuito, la batería puede transferir energía al circuito y se establece una corriente cuyo valor depende de las características de la fuente y de la carga conectada.
Las baterías reales tienen además una resistencia interna y su tensión puede variar según el estado de carga, la temperatura y la corriente que suministran.
➡️Profundiza: ¿Cómo funciona una batería?
La diferencia de potencial produce sus efectos cuando forma parte de un circuito eléctrico con una trayectoria y una carga adecuadas.
Resumen
- La tensión eléctrica es la diferencia de potencial eléctrico entre dos puntos.
- Se mide en voltios (V).
- Un voltio equivale a un julio por culombio: 1 V = 1 J/C.
- Puede existir tensión aunque no circule corriente.
- La tensión se mide entre dos puntos, normalmente conectando el multímetro en paralelo.
- En un circuito resistivo, tensión, corriente y resistencia están relacionadas mediante la Ley de Ohm: V = I × R.
- En un circuito en serie, la tensión de la fuente se reparte entre los componentes.
- En un circuito paralelo, la tensión entre los extremos de cada rama es la misma.
- La tensión puede ser continua o alterna y variar con el tiempo de diferentes maneras.
Sigue aprendiendo
Ahora que sabes qué es la tensión eléctrica, el siguiente paso es entender cómo se relaciona con la corriente y la resistencia.
→ ¿Qué es la resistencia eléctrica?
Descubre qué significa que un material ofrezca resistencia al paso de la corriente y cómo afecta a un circuito.
→ Ley de Ohm
Aprende a calcular tensión, corriente y resistencia con una de las relaciones fundamentales de los circuitos eléctricos.
→ Corriente eléctrica: qué es, cómo funciona y cómo se mide
Profundiza en el movimiento de carga eléctrica y aprende qué significa realmente un amperio.
Referencias
