¿Qué es el Voltaje? - Introducción

Antes de continuar construyendo nuestro pequeño robot, vamos a presentar los componentes más habituales de un proyecto electrónico, qué son y para qué sirven.

Para ello vamos a usar una analogía muy popular basada en el agua. Todos sabemos cómo se comporta la corriente de agua en tu propia casa, y gracias a ello veremos que la corriente eléctrica es conceptualmente muy similar.

Tensión o voltaje,  es el “potencial” de energía que puede entregar a nuestro circuito y usamos habitualmente la palabra “potencial” porque no sabemos cuánto provecho obtendremos de este voltaje, hasta el momento en que intentemos acceder a él.

Si nos lo imaginamos como un tanque de agua elevado, podemos entender fácilmente que cuanto más alto esté con más energía caerá el agua, ¿no?. Vamos a verlo gráficamente.

Imagínate un par de depósitos de agua como los que se presentan en la figura:

Ahora llenamos el superior de agua y hacemos un agujero en la parte inferior y observamos que sale un chorro de agua con cierta fuerza.

Si lo elevamos más, saldrá con más fuerza.

Si ponemos unas aspas  en el paso de caída del agua, observaremos que giran con cierta velocidad en el primer supuesto y  que girarán mucho más rápido cuando elevamos a más altura el depósito.

Esa altura o diferencia de cotas (la más alta menos la más baja) será el potencial del sistema (diferencia depotencial, para ser exactos).

Si el agujero que le hemos hecho al depósito superior, por donde cae el agua es de diámetro pequeño, la cantidad de agua que hay en el tanque durará un buen tiempo hasta que el tanque se vacíe y deje de fluir corriente. Si en cambio la cañería de salida es de gran diámetro, el tanque se vaciará más rápidamente. ¿Qué más nos puede enseñar esta imagen?

La tensión, que será la altura a la que se encuentra el tanque de agua elevado y que por tanto tiene un potencial para entregar agua y  la corriente, que será la cantidad de agua que fluye por un punto en una tiempo dado.

A mayor diámetro de cañería tendremos mayor corriente y el potencial disminuirá en forma rápida (la batería se descarga). Si en cambio la cañería es más fina, el potencial demorará más tiempo en perder su capacidad de ofrecer energía (en el caso de este ejemplo, agua).

Si lo llevamos más a práctica aún, un par de baterías AA pueden alimentar un mando a distancia durante un año, pero si le exigimos que alimenten dos dispositivos, en lugar de uno, su duración se reducirá notablemente.

O sea, volviendo a la analogía, estaremos extrayendo mayor cantidad de agua en el mismo tiempo del tanque y por lógica, su potencial de entregar energía disminuirá más rápido de lo habitual.

Si dejamos ahora el agua de lado y volvemos a la electrónica, podremos decir que para que haya un flujo de corriente a través de un circuito es necesario aplicar una fuerza capaz de mover los electrones libres que se encuentren en el circuito (en el caso del agua era la fuerza de la gravedad). Esto es lo que llamamos voltaje y es proporcionada por una fuente,  que pose una diferencia de potencial entre sus terminales debido a la acumulación de cargas eléctricas entre ellos.

¿Para qué sirve la tensión?

En una instalación eléctrica nos indica la fuerza que tenemos disponible.

Con una pila de 1,5 V poco podemos hacer pero con 230V estamos en disposición de disfrutar de todos los electrodomésticos que deseemos. Si fuera agua, sería algo así como llenar un vaso de agua desde un metro o desde más de 150, sin duda el agua cae con mucha más fuerza desde 150 metros y por lo tanto tiene bastante más fuerza para mover más cosas.

Otro tema es cuánto tiempo podríamos estar efectuando trabajo con esta corriente, lógicamente al igual que pasaría con el agua, va a depender del tamaño de la "fuente", si tienes una botella no es lo mismo que si tienes una bañera. Cuanta más agua, más tiempo podrás mantener tu noria moviéndose. Por ello las centrales hidroeléctrica usan el agua de los embalses, hay tanta cantidad, que casi siempre puedes hacer trabajo con ella.