Uso correcto de las unidades
eléctricas
Uso correcto de las unidades
eléctricas
Redacción SicaNews [ newsletter@sicaelec.com
]
Uso correcto de las unidades
eléctricas
Resumen:
En este artículo se presentan las definiciones
de las unidades eléctricas y su evolución histórica, las normas para la correcta
escritura de dichas unidades y sus símbolos; y una serie de aclaraciones prácticas
sobre diversas dudas atinentes que se presentan en el trabajo cotidiano.
Desarrollo:
Introdución
Si se buscara establecer un sistema de
unidades sólo para los fenómenos eléctricos y magnéticos, se necesitarían
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, ó 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, conviniéndose en
utilizar 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 e0 o por la permeabilidad magnética m0; 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”.
Sistema de unidades actual
En la República Argentina, con
el objeto de establecer el sistema de unidades de acuerdo con el Sistema
Métrico Legal Argentino (SIMELA) estatuido por el decreto 878/89 y constituido
por el Sistema Internacional de Unidades (SI) y además otras unidades que no
perteneciendo al mismo se han legalizado para satisfacer necesidades de ciertos
campos de la ciencia y de la técnica; se elaboró la norma IRAM 2, cuya última
revisión data de 1989.
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
|
W
|
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
|
Por su parte, los múltiplos y submúltiplos
decimales de las unidades se forman empleando los prefijos de la tabla siguiente:
|
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
|
m
|
10-6
|
|
nano
|
n
|
10-9
|
|
pico
|
p
|
10-12
|
|
femto
|
f
|
10-15
|
|
atto
|
a
|
10-18
|
Cabe aclarar que por razones históricas,
para la masa, los múltiplos y submúltiplos decimales se forman empleando
el gramo.
Por su parte, las unidades eléctricas del
SIMELA 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).
Normas de expresión correcta
La elección entre las distintas formas
en que pueden expresarse algunas unidades derivadas se rige por consideraciones
de buen sentido, buscando facilitar la diferenciación de acuerdo a la
magnitud.
Por ejemplo para expresar una cupla se
usa el newton metro y no el joule, que se reserva para trabajo y energía.
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”.
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 plurarizan. 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 “mmF”.
Comentarios adicionales
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”.
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