Voltaje
El voltaje es la diferencia de potencial entre dos puntos y mide la energía por unidad de carga; su unidad es el voltio.
El voltaje, también llamado tensión eléctrica o diferencia de potencial, es la magnitud que mide el trabajo necesario para mover una unidad de carga eléctrica entre dos puntos de un circuito. Es lo que «empuja» a los electrones a circular por un conductor. Se expresa en voltios (V) y se mide con un voltímetro; sin voltaje no hay corriente eléctrica.
¿Qué es el voltaje?
Entre dos puntos con distinto potencial eléctrico existe una diferencia de energía por unidad de carga. Si se conecta un conductor entre ambos, las cargas se desplazan del punto de mayor al de menor potencial. El voltaje se compara a menudo con la altura de un depósito de agua: cuanto mayor es la diferencia de altura, mayor es la presión que impulsa el flujo. Se trata de una analogía útil, aunque no exacta.
La unidad lleva el nombre de Alessandro Volta, que construyó la primera pila eléctrica en 1800. Una fuente de voltaje (pila, batería, generador, enchufe) mantiene la diferencia de potencial y suministra la energía que las cargas disipan en el circuito. Aparece cuando las cargas se separan, y se relaciona con el campo eléctrico existente entre ambos puntos.
Fórmula y unidades
El voltaje se define como el trabajo por unidad de carga:
donde W es el trabajo (o energía) en julios y q la carga eléctrica en culombios. Por tanto, 1 voltio = 1 julio / 1 culombio. En un circuito, el voltaje se relaciona con la corriente y la resistencia mediante la ley de Ohm:
y con la potencia eléctrica mediante:
Con unidades: V en voltios (V), I en amperios (A), R en ohmios (Ω) y P en vatios (W). También se cumple que 1 V = 1 W / 1 A. En un campo eléctrico uniforme, la diferencia de potencial entre dos puntos separados una distancia d es V = E·d.
Magnitudes relacionadas
| Magnitud | Símbolo | Unidad |
|---|---|---|
| Voltaje o tensión | V | voltio (V) |
| Intensidad de corriente | I | amperio (A) |
| Resistencia | R | ohmio (Ω) |
| Potencia | P | vatio (W) |
| Carga | q | culombio (C) |
Se usan múltiplos y submúltiplos: 1 kV = 1 000 V; 1 mV = 10⁻³ V; 1 μV = 10⁻⁶ V.
Tipos de voltaje
- Voltaje continuo (CC): mantiene siempre el mismo sentido y, normalmente, un valor constante. Lo suministran pilas, baterías y paneles solares.
- Voltaje alterno (CA): cambia de sentido periódicamente, de forma sinusoidal. La red doméstica en España es de 230 V a 50 Hz. Ese valor es el eficaz (RMS); la tensión máxima es 230 · √2 ≈ 325 V.
Valores típicos de voltaje
| Situación | Voltaje aproximado |
|---|---|
| Potencial de reposo de una neurona | −70 mV |
| Pila AA | 1,5 V |
| Puerto USB | 5 V |
| Batería de coche | 12 V |
| Red doméstica en España | 230 V |
| Líneas de transporte de alta tensión | 220 kV y 400 kV |
| Rayo | del orden de cientos de millones de voltios |
Para el transporte de electricidad a larga distancia se eleva el voltaje con transformadores: con tensiones muy altas, la corriente es menor para la misma potencia y las pérdidas por calentamiento de los cables (proporcionales a I²) se reducen.
Cómo se mide
El voltaje se mide con un voltímetro, que se conecta en paralelo con el elemento cuya tensión se quiere conocer y tiene una resistencia interna muy alta para no alterar el circuito. Los multímetros incluyen esta función. En un circuito en serie, el voltaje de la fuente se reparte entre los elementos; en uno en paralelo, todos los elementos reciben el mismo voltaje.
Voltaje y seguridad
Lo peligroso para el cuerpo es la corriente que circula, pero esta depende del voltaje y de la resistencia del cuerpo. Por eso el reglamento electrotécnico clasifica las instalaciones: se considera baja tensión hasta 1 000 V en corriente alterna. Con humedad la resistencia de la piel baja mucho y tensiones relativamente bajas pueden resultar peligrosas. Interruptores diferenciales y tomas de tierra protegen a las personas en las instalaciones domésticas.
Ejercicios resueltos
1. ¿Qué voltaje hay entre los extremos de una resistencia de 24 Ω por la que circulan 0,5 A?
V = I·R = 0,5 · 24 = 12 V.
2. ¿Qué trabajo se necesita para mover 2 C de carga entre dos puntos con una diferencia de potencial de 12 V?
De V = W/q se obtiene W = q·V = 2 · 12 = 24 J.
3. Un hervidor de 2 000 W se conecta a 230 V. Calcula la corriente que consume y su resistencia.
Corriente: I = P/V = 2 000 / 230 ≈ 8,7 A. Resistencia: R = V/I = 230 / 8,7 ≈ 26,4 Ω (también R = V²/P = 52 900 / 2 000 = 26,45 Ω).
4. ¿Cuál es el voltaje máximo (de pico) de la red de 230 V eficaces?
V_máx = V_ef · √2 = 230 · 1,414 ≈ 325 V.
Preguntas frecuentes
¿Cuál es la diferencia entre voltaje, tensión y diferencia de potencial?
Son sinónimos en la práctica. Los tres términos designan la misma magnitud: la energía por unidad de carga entre dos puntos, medida en voltios.
¿Qué diferencia hay entre voltaje y corriente?
El voltaje es la «presión» eléctrica que impulsa a las cargas; la corriente es el flujo de cargas que resulta, medido en amperios. Con un voltaje dado, la corriente depende de la resistencia del circuito.
¿Por qué los pájaros no se electrocutan en un cable de alta tensión?
Porque sus dos patas están en el mismo cable, es decir, al mismo potencial. Sin diferencia de potencial entre sus patas, no circula una corriente apreciable por su cuerpo.
¿Cuántos voltios tiene una toma de corriente en España?
230 V en corriente alterna a 50 Hz para uso doméstico. En instalaciones industriales trifásicas la tensión entre fases es de 400 V.
¿Cómo se mide el voltaje?
Con un voltímetro o un multímetro conectado en paralelo con el componente. Se debe elegir el modo adecuado (CC o CA) y el rango correcto para no dañar el instrumento.
Referencias
- Serway, R. A. y Jewett, J. W. Física para ciencias e ingeniería. Cengage Learning.
- Halliday, D., Resnick, R. y Walker, J. Fundamentos de física. Wiley.
- Tipler, P. A. y Mosca, G. Física para la ciencia y la tecnología. Reverté.
Cómo citar este artículo
Equipo de Conceptualia. (2026). «Voltaje». Conceptualia. https://conceptualia.es/ciencias-naturales/fisica/voltaje/
