Ver el código de «Voltio»

{{Otros usos}}
{{Ficha de unidad
| bgcolour =
| nombre = Voltio
| imagen = 
| pie = 
| estándar = [[Unidades derivadas del Sistema Internacional]]
| magnitud = [[Potencial eléctrico]], [[Tensión (electricidad)|tensión eléctrica]]
| símbolo = V
| nombradapor = [[Alessandro Volta]]
| denominacion= Tensión.
| unidad1 = [[Unidades básicas del Sistema Internacional]]
| enunidad1 = [[Vatio|W]] / [[Amperio|A]]
| unidad2 = 
| enunidad2 = 
| unidad3 = 
| enunidad3 = 
| unidad4 = 
| enunidad4 = 
}}

El '''voltio'''<ref>{{cita DRAE|voltio|fechaacceso=21 de marzo de 2015}}</ref> (en inglés, '''volt'''<ref>{{cita DRAE|volt|fechaacceso=21 de marzo de 2015}}</ref>), cuyo símbolo es '''V''', es la [[Unidades derivadas del Sistema Internacional|unidad derivada del Sistema Internacional]] para el [[potencial eléctrico]], la [[fuerza electromotriz]] y la [[Tensión (electricidad)|tensión eléctrica]].<ref>{{cite web| url = http://www.bipm.org/en/si/si_brochure/chapter2/2-2/table3.html| title = SI Brochure, Table 3 (Section 2.2.2)| access-date = 2007-07-29| year = 2006| publisher = BIPM| archive-url = https://web.archive.org/web/20070618123613/http://www.bipm.org/en/si/si_brochure/chapter2/2-2/table3.html| archive-date = 2007-06-18}}</ref> Recibe su nombre en honor a [[Alessandro Volta]], quien en 1800 inventó la [[pila voltaica]], la primera [[Batería eléctrica|batería]] química.

== Conceptos ==
=== Definición clásica ===
El voltio se define como la [[diferencia de potencial]] a lo largo de un conductor cuando una [[Corriente eléctrica|corriente]] de un [[amperio]] consume un [[vatio]] de [[Potencia eléctrica|potencia]].<ref>{{cita web|url=https://books.google.es/books?id=nQZyAgAAQBAJ&pg=PA764&lpg=PA764&dq=voltio+resnick+halliday&source=bl&ots=_s3jNSC6Ba&sig=LsKo2iOB38Cb_uVEKnpAJT2eh8A&hl=es&sa=X&ei=LNFuVZGGBYHaUr-vgXg&ved=0CCYQ6AEwAQ#v=onepage&q=volt&f=false|título=FUNDAMENTAL OF PHYSICS 9ed by Halliday Resnick RalkerWiley, pág A-2|fechaacceso=3 de junio de 2015|urlarchivo=https://web.archive.org/web/20150723173430/https://books.google.es/books?id=nQZyAgAAQBAJ&pg=PA764&lpg=PA764&dq=voltio+resnick+halliday&source=bl&ots=_s3jNSC6Ba&sig=LsKo2iOB38Cb_uVEKnpAJT2eh8A&hl=es&sa=X&ei=LNFuVZGGBYHaUr-vgXg&ved=0CCYQ6AEwAQ#v=onepage&q=volt&f=false|fechaarchivo=23 de julio de 2015}}</ref>

Así mismo, el voltio se define de forma equivalente como la [[Tensión (electricidad)|diferencia de potencial]] existente entre dos puntos tales que hay que realizar un [[Trabajo (física)|trabajo]] de 1 [[Julio (unidad)|J]] para trasladar del uno al otro la [[Carga eléctrica|carga]] de 1 [[Culombio|C]].

Puede ser expresado en las unidades básicas del [[Sistema Internacional de Unidades|SI]] ([[metro|m]], [[kilogramo|kg]], [[segundo|s]], y [[amperio|A]]) como:

<math>\text{V} = \frac {\text{W}}{\text{A}} = \frac {\text{J}}{\text{A} \cdot \text{s}} = \frac {\text{J}}{\text{C}} = \frac {\text{N} \cdot \text{m}}{\text{A} \cdot \text{s}} = \frac{\text{kg} \cdot \text{m}^2}{\text{A} \cdot \text{s}^3} </math>

El instrumento de medición para medir la tensión eléctrica es el [[voltímetro]].

=== Definición estándar ===
El voltio "[[unidad eléctrica convencional|convencional]]", V<sub>90</sub>, definido en 1987 por la 18.ª [[Conferencia General de Pesos y Medidas]]<ref name="cgpm-18">{{cite web |url=https://www.bipm.org/documents/20126/33145736/CGPM18.pdf/f461df63-75c1-c14d-e6b7-69867b79382f|title=Resolutions of the CGPM: 18th meeting (12-15 October 1987)}}</ref> y en uso desde 1990, se implementa usando el [[efecto Josephson]] para la conversión exacta de frecuencia a voltaje, combinado con el [[estándar de cesio|estándar de frecuencia de cesio]].

El voltio estándar se define utilizando un oscilador de unión Josephson, cuya frecuencia de oscilación (extraordinariamente estable) viene dada por:

<math> f_\text{Josephson} = \frac {2 e \Delta V}{h} </math>

La relación entre la frecuencia y la tensión a través de la unión, depende únicamente de las constantes fundamentales [[carga del electrón|e (carga del electrón)]] y [[constante de Planck|h (constante de Planck)]]. Para un microvoltio aplicado a la unión, la frecuencia es:

<math> f_\text{Josephson} = 483,5979\text{ MHz} </math>

''El voltio estándar se define como el voltaje necesario para producir una frecuencia de 483,5979&nbsp;MHz en un [[Efecto Josephson|oscilador de unión Josephson]].''<ref>{{cita web |url=http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbasees/solids/squid.html#c5|título=Voltaje estándar de Josephson}}</ref>

== Historia ==
[[Archivo:Volta batteries.jpg|thumb|Pilas ideadas por [[Alessandro Volta]]]]
En 1800, como resultado de un desacuerdo profesional<ref>{{cita web |url=http://www.abc.es/ciencia/20150218/abci-alessandro-volta-201502180033.html|título=Diario ABC (Ciencia). Vida de Alessandro Volta}}</ref> sobre la respuesta galvánica propugnada por [[Luigi Galvani]], [[Alessandro Volta]] desarrolló su propia [[Pila galvánica|pila voltaica]], que a la postre se convertiría en precursora de la [[Batería eléctrica|batería]], que producía una [[corriente eléctrica]] constante. Volta había determinado la más eficaz manera de utilizar metales para producir [[electricidad]], estos metales eran el [[zinc]] y la [[plata]]. En 1861, [[Josiah Latimer Clark|Latimer Clark]] y Sir [[Charles Tilston Bright|Charles Bright]] acuñaron el nombre «voltio» para la unidad de resistencia.<ref>Como nombres para las unidades de diversas magnitudes eléctricas, Bright y Clark sugirieron «ohma» para el voltaje, «faradio» para la carga, «galvat» para la corriente y «voltio» para la resistencia.  Véase: * Latimer Clark and Sir Charles Bright (1861) [https://www.biodiversitylibrary.org/item/93052#page/483/mode/1up "On the formation of standards of electrical quantity and resistance"], ''Report of the Thirty-first Meeting of the British Association for the Advancement of Science'' (Manchester, England:  September 1861), section:  Mathematics and Physics, pp. 37-38.
* Latimer Clark and Sir Charles Bright (November 9, 1861) [https://babel.hathitrust.org/cgi/pt?id=nyp.33433090837166;view=1up;seq=15 "Measurement of electrical quantities and resistance"], ''The Electrician'', '''1''' (1) :  3–4.</ref>  Para 1873, la Asociación Británica para el Avance de la Ciencia hebía definido al voltio, el ohm, y el faradio.<ref>Sir W. Thomson, et al. (1873) [https://www.biodiversitylibrary.org/page/29853513#page/324/mode/1up "First report of the Committee for the Selection and Nomenclature of Dynamical and Electrical Units"], ''Report of the 43rd Meeting of the British Association for the Advancement of Science'' (Bradford, September 1873), pp. 222-225.  From p. 223:  "The "ohm," as represented by the original standard coil, is approximately 10<sup>9</sup> C.G.S. units of resistance; the "volt" is approximately 10<sup>8</sup> C.G.S. units of electromotive force; and the "farad" is approximately 1/10<sup>9</sup> of the C.G.S. unit of capacity."</ref>  En 1881, el Congreso Eléctrico Internacional, en la actualidad la Comisión Electrotécnica Internacional (IEC), aprobó el voltio como la unidad de fuerza electromotriz.<ref>(Anon.) (September 24, 1881) [https://babel.hathitrust.org/cgi/pt?id=nyp.33433090837489;view=1up;seq=309 "The Electrical Congress"], ''The Electrician'', '''7''' :  297.</ref>   Hicieron el voltio igual a 10<sup>8</sup> unidades de voltaje en el sistema cgs, siendo el sistema cgs en ese momento el sistema habitual de unidades en la ciencia.  Eligieron esa relación porque la unidad cgs de voltaje es incómodamente pequeña y un voltio en esta definición es aproximadamente la emf de una [[célula Daniell]], la fuente estándar de voltaje en los sistemas telegráficos de la época.<ref name=Hamer>{{cite book |title=Células estándar: Su construcción, mantenimiento y características |publisher=US National Bureau of Standards |last=Hamer |first=Walter J. |date=15 de enero de 1965 |series=National Bureau of Standards Monograph #84 |url=https://www.nist.gov/calibrations/upload/mn84.pdf}}</ref> En aquella época, el voltio se definía como la diferencia de potencial [es decir, lo que hoy en día se denomina «tensión (diferencia)»] a través de un conductor cuando una corriente de un [[amperio]] disipa un [[vatio]] de potencia.

En la década de 1880, el Congreso Internacional de electricidad, ahora conocida como [[Comisión Electrotécnica Internacional]] (IEC), aprobó el voltio como unidad para medir la [[fuerza electromotriz]]. En ese momento, el voltio estaba definido como la [[diferencia de potencial]] a través de un [[conductor eléctrico]] cuando una corriente de un [[amperio]] disipa un vatio de [[Potencia eléctrica|potencia]]. Antes de la evolución del sistema de medición de la tensión estándar de [[Brian David Josephson|Josephson]], en los laboratorios el voltio de referencia se medía mediante baterías especiales debidamente calibradas y construidas al efecto.

== Analogía hidráulica ==
La analogía [[hidráulica]] se utiliza en muchas ocasiones para explicar el funcionamiento de los [[Circuito eléctrico|circuitos eléctricos]]: la corriente eléctrica se suele comparar con el [[agua]] en las tuberías. La tensión se asemeja a la [[presión]] del agua, ya que en los fluidos esta presión es la que determina su [[rapidez|velocidad]]; el fluido circulante se asemeja a la intensidad de los electrones en el circuito eléctrico. La [[Corriente eléctrica|corriente]] (en [[amperio]]s), en la misma analogía, es una medida del [[Caudal (fluido)|caudal]] de agua que fluye a través de un determinado punto, y la [[potencia eléctrica|potencia]] total se mide en [[vatio]]s. 

Se tiene una ecuación para unir los tres criterios: <math>(1\text{ voltio})(1\text{ amperio}) = 1\text{ vatio}</math>.

== Múltiplos del Sistema Internacional ==
A continuación figura una tabla de los múltiplos y submúltiplos del voltio en el [[Sistema Internacional de Unidades]]:

{{Múltiplos del Sistema Internacional
|símbolo=V
|unidad=voltio
|nota=Prefijos comunes de unidades están en negrita.
|n=|mc=|m=|k=|M=
|anchor=SI_prefijos_del_voltio
|right=
}}
{{SI unidad minúscula|Alessandro Volta|voltio|V}}

== Valores comunes ==
[[Archivo:Digital Multimeter Aka.jpg|200px|thumb|[[Multímetro]] donde pueden medirse varias magnitudes eléctricas, incluida la [[Tensión (electricidad)|tensión]]]]

{| class="wikitable" border="1" style="margin: 0 auto;"
! Aparato
! Valor
|-----
| [[Potencial de acción]] de una [[neurona]]
| cerca de 75 mV
|-bgcolor="#EFEFEF"
| Batería de célula simple
| 1,2 V
|-----
| Batería de mercurio
| 1,355 V
|-bgcolor="#EFEFEF"
| Batería alcalina no recargable
| 1,5 V
|-----
| Batería recargable de litio
| 3,75 V
|-bgcolor="#EFEFEF"
| Transistor de [[tecnología TTL]]
| 5 V
|-----
| Batería PP3
| 9 V
|-bgcolor="#EFEFEF"
| Sistema eléctrico de un [[automóvil]]
| 12 V (en algunos casos: 16 V y 24 V) 
|-----
| Electricidad central de una vivienda
| 240 V en Oceanía;<br />
230 V en Europa, Asia (salvo Japón) y África;<br />
220 V en Sudamérica (menos en Colombia, Ecuador, Brasil y Venezuela);<br />
120 V en Norteamérica;<br />
110 V en Ecuador, Colombia, Brasil, Guatemala, El Salvador, Venezuela, República Dominicana y México;<br />
100 V en Japón.
|-bgcolor="#EFEFEF"
| [[Vía férrea|Rieles del tren]]
| 600 a 700 V
|-----
| Líneas de corriente de [[tren]]es de alta tensión.
| aprox. 25 kV
|-bgcolor="#EFEFEF"
| [[Red de transporte de energía eléctrica]] de alta tensión.
| 110 kV o más
|-----
| [[Rayo]]
| 100 MV
|}

== Véase también ==
* [[Tensión (electricidad)|Tensión eléctrica]]
* [[Ley de Ohm]]
* [[Ohmio]]
* [[Amperio]]
* [[Vatio]]

== Referencias ==
{{listaref}}

== Enlaces externos ==
{{wikcionario}}
* [https://web.archive.org/web/20070618123613/http://www.bipm.org/en/si/si_brochure/chapter2/2-2/table3.html#volt Sistema Internacional de Medidas] {{en}}

{{Control de autoridades}}
[[Categoría:Unidades derivadas del Sistema Internacional]]
[[Categoría:Unidades de electromagnetismo]]
[[Categoría:Unidades epónimas]]
[[Categoría:Alessandro Volta]]