Seguimos la serie que empezamos con No me presiones, ¡energízame! donde te contamos qué quieren decir, científicamente, esos términos que usamos en la vida cotidiana, a veces de forma imprecisa o directamente incorrecta.

Decid lo que queráis… pero sabed lo que decís.

A petición popular, empezamos con magnitudes eléctricas.

Os recuerdo también que todas estas cosas se llaman «magnitudes físicas», lo que quiere decir que son susceptibles de ser medidas, no como el amor o la belleza, que son cosas chulas, pero no medibles.

CORRIENTE

A veces llamamos corriente a la «electricidad» en general, pero específicamente diríamos Intensidad de corriente, intensidad o, simplemente, corriente a la cantidad de carga que circula por segundo por un punto dado.

La corriente se mide en Amperios (A) que son Culombios (unidad de carga) por segundo y son una de las unidades fundamentales del Sistema Internacional de Unidades.

VOLTAJE

Suelo decir a mis alumnos que el voltaje es «las ganas que tiene la corriente de circular». Más correctamente es la energía por unidad de carga, y lo mediremos en voltios (V).

Digamos que tenemos unas cargas. Y que esas cargas pueden ir a otros lugares donde haya más o menos voltaje. Si las llevamos donde hay más voltaje necesitan absorber energía, si las llevamos donde hay menos, nos darán esa energía a nosotros.

Por eso os decía lo de las ganas… Si tengo un cable que está a 20.000 V respecto al suelo… esas cargas tienen mucha energía para viajar al suelo (muchas ganas) y podrán atravesar mi cuerpo, aunque no sea muy conductor de la electricidad, dándome una churruscante muerte.

Imagina el caso de una pila de 1,5V , eso quiere decir que los electrones estarán encantados de dejar el polo negativo y viajar al polo positivo… y tienen unas «ganas» de 1,5V que les permitirán atravesar unas sustancias, y otras no. Por ejemplo, a ti no te dará calambre… pero sí será suficiente voltaje para impulsar esas cargas a través de una bombilla pequeña. También os diré que, a mala leche (léase, con el suficiente voltaje), si pillas una pila “gorda”, conduce la electricidad, la madera, el aire y tú mismo.

RESISTENCIA

La resistencia eléctrica es lo que se resiste un material a que lo atraviese la corriente eléctrica, dicho más bonico: la oposición al paso de la corriente. Se mide en Ohmios (Ω)

NOTA 1 Una pequeña cosita. Es fácil ver que estas tres magnitudes tienen que estar relacionadas… por un lado las ganas de circular, por otro lado la oposición que se ofrece y por el otro la corriente que circula.

A más ganas, más corriente… A más oposición, menos corriente. Esto, que ahora nos suena evidente, se llama la ley de Ohm

I =V/R

NOTA 2 A veces nos hacemos un poco de lío, porque hay un componente electrónico, un cacharrito de esos para hacer circuitos, al que llamamos también resistencia. Si quieres evitar confusiones, puedes llamarle resistor, y su función es disminuir la corriente, precisamente por lo que acabamos de explicar.

Así que, podría decirse que una resistencia (el cacharrico) tiene resistencia (la magnitud). O si os lía, pues que un resistor tiene resistencia.

POTENCIA (ELÉCTRICA)

Aunque ya hablamos de la potencia en la anterior entrega, dejadme que os cuente cómo se mide la potencia eléctrica.

Dijimos entonces que la potencia era la energía que se intercambiaba por segundo y que se medía en vatios (W).

Fíjate que hemos dicho que el voltaje es la energía por unidad de carga, y que la corriente es la carga que circula por segundo.

¿Cuánta energía se intercambia entonces en un circuito eléctrico entonces?

Sencillo… multiplico la energía que lleva cada carga, por la carga que circula por segundo y listo.

P =I·V

¿Ya te he liado? Déjame otro intento.

Digamos que la energía son patatas… y yo te digo, cada persona lleva cinco patatas… y circulan cuatro personas por segundo, ¿cuántas patatas se mueven por segundo? Ahora sí, ¿eh? Cómo os gusta lo patatero…

Si queréis saber más sobre cómo se suele medir la potencia y la energía eléctrica podéis mirar aquí ¿Kilovatios o Kilovatioshora?

VOLUMEN

Dejamos lo eléctrico de momento.

El volumen de un objeto es el espacio que ocupa, no tiene nada que ver con su masa, con los kg que tenga.

Como percibimos nuestro mundo en tres dimensiones, ese espacio lo consideramos en su alto, ancho y largo. Así que lo medimos en metros cúbicos (aunque esto no quiera decir que tenga necesariamente forma de cubo).

Si digo que un trozo de plastilina tiene un volumen de 27 centímetros cúbicos, eso quiere decir que si cambio su forma y le doy forma de cubo, sería un cubo de 3 centímetros de largo, 3 de ancho y 3 de alto (El volumen de un cubo se calcula multiplicando sus tres dimensiones, así que 3x3x3 = 27).

El volumen también se puede medir en litros, siendo un litro exactamente igual a un decímetro cúbico, o sea al hueco que hay dentro de un cubo de un decímetro (10cm) de lado: 10 centímetros de largo, 10 de ancho y 10 de alto.

La forma no es el volumen, así que si coges una botella de un litro llena y la vacías en nuestro cubo de un decímetro cúbico, lo llenará completamente sin que sobre ni falte nada. Y, efectivamente, no me importa si es agua, vino, o zumo de cordero… no estoy hablando de la masa de esa sustancia, sino de su volumen, del hueco que ocupa.

Volúmenes iguales de distintas sustancias tendrán generalmente distinta masa… pero ocuparán el mismo espacio.

Pensando en todo esto, una manera curiosa de medir volúmenes. Consiste en sumergirlos en un líquido dentro de un vaso que esté graduado. Como el objeto ocupa un espacio que antes ocupaba el líquido, el nivel del líquido sube… de hecho subirá justo los litros equivalentes al volumen del objeto.

DENSIDAD

En el anterior post, ya contamos que la masa es la cantidad de materia y ahora hemos dicho que el volumen es el hueco que ocupa algo.

Puede que nos interese saber cómo de «empaquetada» está la masa… si está metida en un espacio chiquitico o más grande. Aquí es donde entra la densidad, que se define como la masa dividida por el volumen y se expresa como gramos/litro o gramos/centímetro cúbico (g/cm ³)

De esta forma, una botella de un litro de aceite y una botella de un litro de agua tendrán el mismo volumen (un litro), pero distinta masa, porque el agua es más densa que el aceite, así que en el mismo volumen tendrá más masa.

Desde otro punto de vista, si cojo un «trozo» de agua y otro de aceite que tengan la misma masa… ocuparán distinto volumen. Ocupará menos volumen aquel que esté más «apretado», que tenga más densidad. En este caso el agua.

Como quizá sabréis, hay un divertido experimento en el que se “apilan” líquidos de distinta densidad sin que se mezclen. Aquí tenéis la versión que incluí en mi libro Experimentos para entender el mundo

VISCOSIDAD

A veces confundimos ser denso con ser viscoso, pero no es lo mismo.

Por decirlo sencillito la viscosidad sería la resistencia a fluir (técnicamente se llama viscosidad dinámica y se define como la oposición del fluido a la deformación tangencial, como si el fluido fuera una pila de tortitas y quisieras mover horizontalmente la de arriba).

La unidad es el Pascal·segundo, pero se suele usar el poise (P) equivalente a 0,1 Pa·s

Diremos que un fluido es muy viscoso si le cuesta fluir, como esos mocos de juguete, y diremos que es menos viscoso cuando fluye con menos resistencia como, por ejemplo, el agua.

Fíjate que el aceite es menos denso que el agua, pero más viscoso.

Una frikada de la lecheUn curioso experimento merecedor de un IgNobel es un pegote de brea encima de un agujero y un montón de gente esperando a ver si cae una gota. Como esta sustancia es muy viscosa, tardó ocho años en caer la primera gota… en fin, en el enlace podéis leer más.

Imagina que un líquido es cada vez más viscoso… ¿en qué acaba? ¿Cómo llamaríamos a un fluido que no fluye? ¿No sería algo muy parecido a un sólido? Efectivamente, si sus átomos están “descolocados” diremos que es un vidrio y si se colocan siguiendo cierto orden y cierta simetría, un cristal o sólido cristalino.

Aunque la frontera entre sólido y líquido es difusa, como en tantas cosas (la mayoría de edad, etc.), en algún sitio hay que ponerla. En este caso está en 10¹³ Poises.

RADIANES

Los radianes no son una magnitud, son una unidad, pero me hacen falta para contaros la velocidad angular.

Un radián es un ángulo tal que, si lo dibujas, su arco es igual a su radio. En el dibujo está más claro. La longitud del arco azul es igual a la longitud del radio rojo.

¿A cuántos grados equivale un radián? Es facilico, mira.

Una circunferencia entera tiene una longitud de 2πR, como recordarás del cole, así que si dividimos esa longitud en trozos del tamaño del radio (si dividimos entre R), nos sale que en una circunferencia completa (360º) hay 2π radianes.

Así que, ya sabes, 180º serán la mitad, π radianes, etc.

VELOCIDAD ANGULAR

Es la velocidad con la que se gira, cuánto ángulo se recorre por unidad de tiempo. A los que andamos en estos fregaos de la ciencia nos gusta medirla en radianes por segundo… pero seguro que te suenan más las r.p.m (revoluciones por minuto).

CURIOSIDAD

No, perdona, no te voy a decir en qué se mide la curiosidad… te voy a contar una, o una que a mí me parece interesante, a ver qué opinas tú.

Fíjate que te he hablado de muchas oposiciones o «resistencias»: la resistencia eléctrica, la viscosidad, incluso la masa (como «resistencia a acelerarse»… y podría hablarte de otras, como la «resistencia a dejar pasar el calor», etc.

Podríamos entender muchas fórmulas como la relación entre «causas», «efectos» y «la resistencia» que se opone a que se complete esa «acción». Que me perdonen los puristas, si se me va mucho y que Hume no se remueva demasiado en su tumba.

Ejemplos de esto:

– Ejerzo fuerza (causa) y eso producirá un cambio de movimiento, una aceleración (efecto), pero será distinto según la masa del objeto (resistencia), que se «opone» a esa aceleración.

– Tengo un voltaje y eso producirá una corriente, pero será mayor o menor según haya menos o más resistencia eléctrica.

– Pongo en contacto dos objetos a distinta temperatura y el calor fluirá de uno a otro, pero lo hará más o menos rápido según sea mayor o menor la conductividad térmica del material que los une.

(A veces en lugar de resistencias hablamos de conductividades, siendo una la inversa de la otra.)

– Aplico una fuerza para deformar un fluido, el fluido se deforma… pero más o menos según sea menor o mayor su viscosidad

y un largo etcétera.

Aquí os dejamos de momento, si os apetece que expliquemos de esta forma sencilla más magnitudes, o alguna aclaración, os leemos en los comentarios.

Esperamos que con estas aclaraciones podáis entender mucho mejor todo lo que leáis sobre ciencia.

Este post ha sido realizado por Javier Fernández Panadero (@Javierfpanadero) y es una colaboración de Naukas con la Cátedra de Cultura Científica de la UPV/EHU.