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 0
o por la permeabilidad magnética 0; 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 “F”.
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”.
Fuente: Sica |