— UTILIDADES —
SISTEMA INTERNACIONAL DE UNIDADES DE MEDIDA (S.I.)
El Sistema Internacional de Unidades, abreviado S.I., tambi�n denominado Sistema Internacional de Medidas, es el heredero del antiguo sistema m�trico decimal, por lo que el S.I. tambi�n es conocido de forma gen�rica como sistema m�trico.
Una de las principales caracter�sticas del Sistema Internacional de Medidas es que sus unidades est�n basadas en fen�menos f�sicos fundamentales. Las unidades del S.I. son la referencia internacional de las indicaciones de todos los instrumentos de medida, y a las que est�n referidas a trav�s de una cadena ininterrumpida de calibraciones o comparaciones.
El Sistema Internacional de Unidades consta de siete unidades b�sicas, tambi�n denominadas unidades fundamentales, que definen a las correspondientes magnitudes f�sicas fundamentales, que han sido elegidas por convenci�n, y que permiten expresar cualquier magnitud f�sica en t�rminos o como combinaci�n de ellas. Las magnitudes f�sicas fundamentales se complementan con dos magnitudes f�sicas m�s, denominadas suplementarias.
Por combinaci�n de las unidades b�sicas se obtienen las dem�s unidades, denominadas unidades derivadas del Sistema Internacional, y que permiten definir a cualquier magnitud f�sica.
En la siguiente Tabla se puede seleccionar cualquier magnitud f�sica para acceder a definiciones, sus unidades de medida expresadas en el S.I. y su equivalencia con otros sistemas de medida.
— TABLA DE MAGNITUDES F�SICAS —
Magnitudes F�sicas Fundamentales |
||||||
| Longitud | Masa | Tiempo | Intensidad de corriente el�ctrica |
Temperatura | Cantidad de materia | Intensidad luminosa |
Magnitudes F�sicas Suplementarias |
|
| �ngulo plano | �ngulo s�lido |
Sistema Internacional de Unidades de Medida (SI)
Sistema Internacional de Unidades de Medida (SI)
Sistema Internacional de Unidades de Medida (SI)
MAGNITUDES F�SICAS FUNDAMENTALES
Longitud
Unidad B�sica Sistema Internacional (S.I.): metro (m)
Definici�n: Un metro (m) se define, seg�n la Conferencia General de Pesas y Medidas, al fijar el valor num�rico de la velocidad de la luz en el vac�o, c, en 299 792 458, cuando se expresa en la unidad m�s-1, donde el segundo se define en funci�n de la frecuencia del cesio 133, ΔνCs.
De la relaci�n exacta c = 299 792 458 m�s-1 se obtiene la siguiente expresi�n para el metro, expresada en funci�n de las constantes c y ΔνCs :
Resultado de esta definici�n es que el metro es la longitud del trayecto recorrido por la luz en el vac�o durante un intervalo de tiempo de 1/299 792 458 de segundo.
Equivalencias:
1 Amstrong (�) = 10-10 m
1 nan�metro (nm) = 10-9 m
1 Thou (thou) = 2,54 x 10-5 m
1 p�xel (px) = 0,000264583 m (0,264583 mm)
1 pulgada (inch, in) = 0,0254 m (25,4 mm)
1 pie (foot, ft) = 12 in = 0,3048 m
1 yarda (yard, yd) = 3 ft = 36 in = 0,9144 m
1 rod = 1 perch = 5,5 yd = 5,0292 m
1 milla (mile, mi) = 1609,34 m
1 milla marina = 1852 m
1 braza = 1,83 m
1 legua = 4828,03 m
1 A�o luz = 9,46 x 1015 m
Masa
Unidad B�sica Sistema Internacional (S.I.): kilogramo (kg)
Definici�n: El kilogramo (kg) se define al fijar el valor num�rico de la constante de Planck, h, en 6,626 070 15 � 10-34, cuando se expresa en la unidad J�s, igual a kg�m2�s-1, donde el metro y el segundo se definen en funci�n de c y ΔνCs .
De la relaci�n exacta h = 6,626 070 15 � 10-34 kg�m2�s-1 se obtiene la unidad kg�m2�s-1, y de �sta la expresi�n para el kilogramo en funci�n del valor de la constante de Planck h :
De aqu�, junto con las definiciones del segundo y el metro, se obtiene la definici�n de la unidad de masa en funci�n de las tres constantes h, ΔνCs y c :
A resultas de esta definici�n queda definida la unidad kg�m2�s-1 (la unidad de las magnitudes f�sicas acci�n y momento angular). Junto con las definiciones del segundo y del metro, esto conduce a la definici�n de la unidad de masa en funci�n del valor de la constante de Planck, h.
Anteriormente, para definir el kilogramo como la unidad de masa del S.I. se hac�a referencia a un determinado patr�n existente. De esta manera, se defin�a al kilogramo como la masa igual a la de un cilindro de 39 mil�metros de di�metro y de altura, de una aleaci�n de 90% de platino y 10% de iridio, que est� ubicado en la Oficina Internacional de Pesos y Medidas, en S�vres, Francia.
Equivalencias:
1 onza (ounce, oz) = 0,02834952 kg
1 libra (pound, lb) = 0,4535924 kg
1 tonelada m�trica (t) = 1000 kg
1 tonelada corta (ton short, tn) = 907,1847 kg
1 tonelada larga (long) = 1016,047 kg
1 gramo (g) = 1,0000�10-3 kg
1 arroba (a) = 11,5 kg
1 stone (st) = 6,350293 kg
1 quintal m�trico = 100 kg
1 quintal corto estadounidense (Short hundredweight) = 45,359237 kg
1 quintal largo brit�nico (Long hundredweight) = 50,80234544 kg
1 dracma avoirdupois = 1,7718451953125 g
1 dracma troy = 3,8879346 g
1 grano (gr) = 0,06479891 g
Tiempo
Unidad B�sica Sistema Internacional (S.I.): segundo (s)
Definici�n: El segundo (s) se define al fijar el valor num�rico de la frecuencia de la transici�n hiperfina del estado fundamental no perturbado del �tomo de cesio 133, ΔνCs , en 9 192 631 770, cuando se expresa en la unidad Hz, igual a s-1.
De la relaci�n exacta ΔνCs = 9 192 631 770 s-1 se obtiene la expresi�n para la unidad segundo, en funci�n del valor de ΔνCs :
Como resultado de esta definici�n, el segundo tambi�n se puede definir como la duraci�n de 9 192 631 770 per�odos de la radiaci�n correspondiente a la transici�n entre los dos niveles hiperfinos del estado fundamental no perturbado del �tomo de cesio 133, a una temperatura de 0 K.
Intensidad de corriente el�ctrica
Unidad B�sica Sistema Internacional (S.I.): amperio (A)
Definici�n: El amperio (A) se define al fijar el valor num�rico de la carga elemental, e , en 1,602 176 634 � 10-19, cuando se expresa en la unidad C, igual a A�s, donde el segundo se define en funci�n de ΔνCs.
De la relaci�n exacta e = 1,602 176 634 � 10-19 A�s se obtiene la expresi�n para la unidad amperio en funci�n de las constantes e y ΔνCs :
El efecto de esta definici�n es que el amperio tambi�n se puede definir como la corriente el�ctrica correspondiente al flujo de 1/(1,602 176 634 � 10-19) = 6,241 509 074 � 1018 cargas elementales por segundo.
Anteriormente a esta definici�n dada, un amperio se pod�a definir tambi�n como la intensidad de una corriente constante entre dos conductores paralelos, rectil�neos, de longitud infinita, de secci�n circular despreciable y situados entre ellos a una distancia de 1 metro en el vac�o, que producir�a una fuerza igual a 2 � 10-7 newton por metro (N/m) de longitud de conductor.
Temperatura
Unidad B�sica Sistema Internacional (S.I.): kelvin (K)
Definici�n: El kelvin (K) se define al fijar el valor num�rico de la constante de Boltzmann, k, en 1,380 649 � 10-23, cuando se expresa en la unidad J�K-1, igual a kg�m2�s-2�K-1, donde el kilogramo, el metro y el segundo se definen en funci�n de h , c y ΔνCs .
De la relaci�n exacta k = 1,380 649 � 10-23 kg�m2�s-2�K-1 se obtiene la expresi�n para el kelvin en funci�n de las constantes k , h y ΔνCs :
El efecto de esta definici�n es que el kelvin es igual a la variaci�n de temperatura termodin�mica que da lugar a una variaci�n de energ�a t�rmica kT de 1,380 649 � 10-23 J.
Anteriormente a esta definici�n, el kelvin tambi�n se defin�a como la fracci�n 1/273,16 de la temperatura termodin�mica (o absoluta) del punto triple del agua (273,16 K).
Equivalencias:
Temperatura en grados Celsius, �C = K - 273,15
| Temperatura en grados Fahrenheit, �F = | 9 | � K - 459,67 |
| 5 |
|
�F - 32 |
|
Temperatura en grados Celsius, �C = |
|
|
|
1,8 |
|
Cantidad de materia
Unidad B�sica Sistema Internacional (S.I.): mol (mol)
Definici�n: Un mol contiene exactamente 6,022 140 76 � 1023 entidades elementales. Esta cifra es el valor num�rico fijo de la constante de Avogadro, NA, cuando se expresa en la unidad mol-1, y se denomina n�mero de Avogadro.
La cantidad de sustancia, s�mbolo n, de un sistema, es una medida del n�mero de entidades elementales especificadas. Una entidad elemental puede ser un �tomo, una mol�cula, un ion, un electr�n, o cualquier otra part�cula o grupo especificado de part�culas.
De la relaci�n exacta NA = 6,022 140 76 � 1023 mol-1 se obtiene el mol en funci�n de la constante NA:
El efecto de esta definici�n es que el mol es la cantidad de sustancia de un sistema que contiene 6,022 140 76 � 1023 entidades elementales especificadas.
Otra definici�n de mol es la cantidad de unidades elementales (�tomos, mol�culas, iones, etc.) en un sistema material que es igual al numero de �tomos existente en 12 gramos dei is�topo carbono-12. Esta cantidad de unidades elementales es una constante que no depende del tipo de material de valor 6,022 140 76 � 1023, y que se conoce como N�mero de Avogadro.
Intensidad luminosa
Unidad B�sica Sistema Internacional (S.I.): candela (cd)
Definici�n: La candela se define al fijar el valor num�rico de la eficacia luminosa de la radiaci�n monocrom�tica de frecuencia 540 � 1012 Hz , Kcd , en 683, cuando �sta se expresa en la unidad lm�W-1, unidad igual a cd�sr�W-1, o bien a cd�sr�kg-1�m-2�s3, donde el kilogramo, el metro y el segundo se definen en funci�n de h , c y ΔνCs .
De la relaci�n exacta Kcd = 683 cd�sr�kg-1�m-2�s3 se obtiene la expresi�n para la candela:
o bien, expresando kg, m y s en funci�n de las constantes h y ΔνCs :
El efecto de esta definici�n es que la candela es la intensidad luminosa, en una direcci�n dada, de una fuente que emite radiaci�n monocrom�tica de frecuencia 540 � 1012 Hz y tiene una intensidad radiante en esa direcci�n de (1/683) W/sr (watios por estereorradi�n).
Por tanto, la candela, como la unidad de medida del Sistema Internacional para la intensidad luminosa, se entiende como el flujo luminoso emitido por unidad de �ngulo s�lido en una direcci�n concreta.
S�mbolo: I
Equivalencias:
I = |
Φ |
Ω |
donde:
I es la intensidad luminosa, medida en candelas.
Φ es el flujo luminoso, en lumen.
Ω es el elemento diferencial de �ngulo s�lido, en estereorradianes.
MAGNITUDES F�SICAS SUPLEMENTARIAS
�ngulo Plano
Unidad B�sica Sistema Internacional (S.I.): radi�n (rad)
Definici�n: un radi�n es el �ngulo que limita un arco de circunferencia cuya longitud es igual al radio de la circunferencia.
Equivalencias:
1 grado (°) = π/180 rad = 0,01745329 rad
1' (minuto) = π/(1,08�104) rad = 0,0002908881 rad
1'' (segundo) = π/(6,48�105) rad = 4,848135�10-6 rad
1 vuelta o revoluci�n (r) = 2�π rad = 6,283184 rad
�ngulo S�lido
Unidad B�sica Sistema Internacional (S.I.): estereorradi�n (sr)
Definici�n: el estereoradi�n es el �ngulo s�lido que, teniendo su v�rtice en el centro de una esfera, delimita sobre la superficie esf�rica correspondiente a un �rea igual a la de un cuadrado que tiene como lado el radio de la esfera.
MAGNITUDES F�SICAS DERIVADAS
Fuerza
Unidad B�sica Sistema Internacional (S.I.): Newton (N)
Definici�n: un newton es la fuerza necesaria para proporcionar una aceleraci�n de 1 m/s2 a un objeto cuya masa sea de 1 kg.
N = kg�m/s2
Equivalencias:
1 kilopondio o kilogramo-fuerza (kp) = 9,80665 N
1 dina (dyn) = 1,0000�10-5 N
1 poundal (pdl) = 0,13825495 N
1 onza-fuerza (ozf) = 0,2780139 N
1 libra-fuerza (lbf) = 4,448222 N
Energ�a
Unidad B�sica Sistema Internacional (S.I.): julio (J)
Definici�n: un julio representa la energ�a necesaria para mover un objeto una distancia de un metro aplic�ndole una fuerza de un newton; es decir, que es una magnitud de fuerza por distancia.
J = N�m = (kg�m/s2)�m = (kg�m2)/s2
Otras definiciones de la unidad julio:
• un julio representa la energ�a cin�tica (movimiento) de un cuerpo con una masa de dos kilogramos, que se mueve con una velocidad de un metro por segundo (m/s) en el vac�o: Ec = 0,5�m�v2
• un julio representa el trabajo necesario para mover una carga el�ctrica de un culombio a trav�s de una tensi�n (diferencia de potencial) de un voltio. Es decir, un voltio-columbio (V�C). Esta relaci�n puede ser utilizada, a su vez, para definir la unidad voltio.
• un julio representa el trabajo necesario para producir un vatio (watt) de potencia durante un segundo. Es decir, un vatio-segundo (W�s). Esta relaci�n puede adem�s ser utilizada para definir el vatio.
Equivalencias:
1 N�m = 1,0 J
1 W�s = 1,0 J
1 dyn�cm = 1,0�10-7 J
1 kp�m = 9,8067 J
1 electronvoltio (eV) = 1,60219�10-19 J
1 ergio (erg) = 10-7 J
1 calor�a (cal) = 4,1868 J
1 kW�h = 3,6000�106 J
1 atm�l = 101,29 J
1 PS�h = 2,6478�106 J
1 British Thermal Unit (Btu) = 1,0551�103 J
1 Chu = 1,8991�103 J
1 ft�pdl = 4,2139�10-2 J
1 ft�lbf = 1,3558 J
1 hp�h = 2,6845�106 J
1 therm = 1,0551�108 J
1 Termia = 4,187�106 J
Potencia
Unidad B�sica Sistema Internacional (S.I.): watio (W)
Definici�n: un vatio es la potencia que genera una energ�a de un julio por segundo. En t�rminos el�ctricos, un vatio es la potencia producida por una diferencia de potencial de un voltio y una corriente el�ctrica de un amperio.
W = J/s = V�A = (m2�kg)/s3
Equivalencias:
1 kp�m/s = 9,80665 W
1 kcal/h = 1,1630 W
1 erg/s = 1,0000�10-7 W
1 CV = 735,49875 W
1 PS = 7,3548�102 W
1 HP = 745,69987 W
1 BTU/s = 1054,118 W
1 BTU/h = 0,2928104 W
1 ft�lbf/s = 1,3558 W
1 frigoria/h = 1,1630 W
1 ton refrigeracion = 3,5169�103 W
1 therm/hr = 2,9308�104 W
Presi�n
Unidad B�sica Sistema Internacional (S.I.): Pascal (Pa)
Definici�n: un pascal es la presi�n normal (perpendicular) que una fuerza de un newton ejerce sobre una superficie de un metro cuadrado.
Pa = N/m2 = kg/(s2�m)
Equivalencias:
1 N/mm2 = 106 Pa
1 bar = 105 Pa
1 atm�sfera (atm) = 1,0133�105 Pa
1 kp/cm2 = 9,8067�104 Pa
1 Torr = 1,3332�102 Pa
1 mmHg = 1,3332�102 Pa
1 mca (metro de columna de agua) = 9806,65 Pa
1 dyn/cm2 = 1,0000�10-1 Pa
1 pdl/ft2 = 1,4881 Pa
1 lbf/ft2 = 47,88026 Pa
1 lbf/in2 o PSI = 6,8948�103 Pa
1 in water = 2,4909�102 Pa
1 ft water = 2,9891�103 Pa
1 inHg = 3,3866�103 Pa
1 ton/in2 = 1,3790�107 Pa
1 ton/ft2 = 9,5761�104 Pa
Viscosidad din�mica o absoluta
Unidad B�sica Sistema Internacional (S.I.): kg/(ms), o bien, N�s/m� (Pa�s)
Definici�n: la viscosidad din�mica o absoluta mide la resistencia interna de un fluido a fluir, o dicho de otro modo, cuantifica el grado de oposici�n de un fluido a las deformaciones tangenciales. La viscosidad din�mica de 1 Pa�s para un fluido homog�neo, en el cual, cuando hay una diferencia de velocidad de un metro por segundo entre dos planos paralelos separados a un metro, el movimiento rectil�neo y uniforme de una superficie plana de un metro cuadrado provoca una fuerza retardatriz de un newton.
Equivalencias:
1 poise (P) = 0,1 Pa�s
1 centipoise (cP) = 10-3 Pa�s
1 kps/m2 = 9,80665 Pa�s
1 kph/m2 = 3,532�10-4 Pa�s
1 lb/(ft�h) = 4,1338�10-4 Pa�s
1 kg/(m�s) = 1,0000 Pa�s
1 Reyn = 6,890�103 Pa�s
Viscocidad cinem�tica
Unidad B�sica Sistema Internacional (S.I.): m2/s
Definici�n: la viscosidad cinem�tica se define como el cociente entre la viscosidad absoluta y la densidad del fluido.
Equivalencias:
1 stokes (St) = 10-4 m2/s
1 centistokes (cSt) = 10-6 m2/s
1 dm3/hrin = 1,0936�10-5 m2/s
1 ft2/h = 2,5806�10-5 m2/s
1 ft2/s = 9,2903�10-2 m2/s
Superficie
Unidad B�sica Sistema Internacional (S.I.): metro cuadrado (m2)
Definici�n: un metro cuadrado es el �rea equivalente a la de un cuadrado de un metro por lado.
Equivalencias:
1 in2 = 6,4516�10-4 m2
1 ft2 = 9,2903�10-2 m2
1 yd2 = 8,3613�10-1 m2
1 acre = 4,0469�103 m2
1 mile2 = 2,5900�106 m2
1 �rea = 100 m2
1 hect�rea (ha) = 10000 m2
1 b (barnio) = 1,0000�10-28 m2
Volumen
Unidad B�sica Sistema Internacional (S.I.): metro c�bico (m3)
Definici�n: un metro c�bico es el volumen de un cubo de un metro de arista.
Equivalencias:
1 litro = 1 dm3 = 1,0000�10-3 m3
1 in3 = 1,6387�10-5 m3
1 ft3 = 2,8317�10-2 m3
1 yd3 = 7,6455�10-1 m3
1 US gal = 3,7853�10-3 m3
1 UK gal = 4,5460�10-3 m3
1 US bushel (dry) = 3,5239�10-2 m3
1 UK bushel (dry) = 3,6369�10-2 m3
1 barrel (petroleum US) = 1,5898�10-1 m3
1 lube oil barrel = 2,0819�10-1 m3
1 cubeta = 2,3659�10-4 m3
1 gill = 1,1829�10-4 m3
1 register ton = 100 ft3 = 2,8317 m3
1 quater = 8 UK bushels = 32 pecks = 64 Uk gallons = 256 quarts = 512 pints = 0,2909 m3
Velocidad
Unidad B�sica Sistema Internacional (S.I.): metro/segundo (m/s)
Definici�n: un metro por segundo es la velocidad de un cuerpo que, con movimiento uniforme, en un segundo recorre una longitud de un metro.
Equivalencias:
1 km/h = 0,2778 m/s
1 ft/h = 8,4667�10-5 m/s
1 ft/min = 5,0800�10-3 m/s
1 ft/s = 3,0480�10-1 m/s
1 mile/h = 4,4704�10-1 m/s
1 knot = nautical mile/h = 0,5144 m/s
1 mach = 3,3146�102 m/s
1 c (velocidad de la luz) = 2,9979�108 m/s
Aceleraci�n
Unidad B�sica Sistema Internacional (S.I.): metro/segundo2 (m/s2)
Definici�n: es el aumento que experimenta un cuerpo su velocidad en la cuant�a de un metro por segundo cada segundo.
Equivalencias:
1 g = 9,80665 m/s2
1 ft/s2 = 0,3047987 m/s2
Densidad
Unidad B�sica Sistema Internacional (S.I.): kilogramo/metro3 (kg/m3)
Definici�n: es la cantidad de masa (kg) contenida en cada metro c�bico de volumen. O dicho de otra manera, es la relaci�n entre la masa de un cuerpo y el volumen que ocupa.
Equivalencias:
1 grain/ft3 (gr/ft3) = 2,2884�10-3 kg/m3
1 lb/ft3 = 16,01846 kg/m3
1 lb/in3 = 2,76799�104 kg/m3
1 ton/yarda3 = 6,935925�102 kg/m3
1 lb/UKgal = 99,779 kg/m3
1 lb/USgal = 1,1983�102 kg/m3
Caudal Volum�trico
Unidad B�sica Sistema Internacional (S.I.): metro3/segundo (m3/s)
Definici�n: es la cantidad de fluido (volumen) que pasa por un �rea dada en la unidad de tiempo.
Equivalencias:
1 ft3/hora (ft3/h) = 7,8658�10-6 m3/s
1 ft3/min (ft3/min) = 4,7195�10-4 m3/s
1 US gal/hora = 1,0515�10-6 m3/s
1 UK gal/hora = 1,2628�10-6 m3/s
1 barrel/day (petroleum US) = 1,8401�10-6 m3/s
1 US gal/min = 6,3089�10-5 m3/s
1 UK gal/min = 7,5766�10-5 m3/s
1 mgd = 5,2617�10-2 m3/s
Caudal M�sico
Unidad B�sica Sistema Internacional (S.I.): kilogramo/segundo (kg/s)
Definici�n: se corresponde con el flujo m�sico de una sustancia tal que una cantidad de 1 kilogramo de masa atraviesa una secci�n determinada en 1 segundo.
Equivalencias:
1 libra/hora (lb/h) = 1,2600�10-4 kg/s
1 ton/day (short) = 1,0500�10-2 kg/s
1 ton/day (long) = 1,1760�10-2 kg/s
1 ton/hora (short) = 2,5200�10-1 kg/s
1 ton/hora (long) = 2,8224�10-1 kg/s
Densidad de Caudal M�sico
Unidad B�sica Sistema Internacional (S.I.): kilogramo/metro2segundo (kg/m2s)
Definici�n: representa la cantidad de masa de una sustancia que atraviesa la unidad de �rea por unidad de tiempo.
Equivalencias:
1 libra/hora�pie2 (lb/hft2) = 1,3562�10-3 kg/m2s
1 kilogramo/hora�pie2 (kg/hft2) = 2,9900�10-3 kg/m2s
1 libra/segundo�pie2 (lb/sft2) = 4,8824 kg/m2s
Carga el�ctrica
Unidad B�sica Sistema Internacional (S.I.): culombio o coulomb (C)
Definici�n: representa la cantidad de carga el�ctrica transportada en un segundo por una corriente de un amperio de intensidad de corriente el�ctrica (1C = 1A·s).
Tambi�n puede expresarse en t�rminos de capacidad el�ctrica (Faradio, F) y voltaje (V), seg�n la relaci�n: 1C = 1 F·V.
Equivalencias:
1 C = 0,0002777 A·h
1 A·h = 3600 C
Capacidad el�ctrica
Unidad B�sica Sistema Internacional (S.I.): Faradio (F)
Definici�n: Un faradio es la capacidad de un condensador que al someter a sus armaduras a una diferencia de potencial el�ctrico de 1 voltio (1 V) �stas se cargan con una cantidad de electricidad igual a un culombio (1 C).
Equivalencias:
Resistencia el�ctrica
Unidad B�sica Sistema Internacional (S.I.): Ohmio (Ω)
Definici�n: Un ohmio es la resistencia el�ctrica que existe entre dos puntos de un conductor, cuando al aplicarle una diferencia de potencial constante de 1 voltio origina una corriente de intensidad de 1 amperio.
Equivalencias:
Conductividad el�ctrica
Unidad B�sica Sistema Internacional (S.I.): Siemens por metro (S/m)
Definici�n: la conductividad el�ctrica representa la capacidad o facilidad de un material para dejar pasar la corriente el�ctrica y es inversa a la resistividad. Su unidad es el siemens por metro (S/m).
Valores de conductividad el�ctrica:
• Metales:
- Plata: 63,0�106 S/m
- Cobre: 59,6�106 S/m
- Oro: 45,5�106 S/m
- Aluminio: 37,8�106 S/m
- Wolframio: 18,2�106 S/m
- Hierro: 15,3�106 S/m
• Semiconductores:
- Carbono: 2,80�104 S/m
- Germanio: 2,20�10-2 S/m
- Silicio: 1,60�10-5 S/m
• Aislantes:
- Vidrio: entre 10-10 y 10-14 S/m
- Lucita: < 10-13 S/m
- Mica: entre 10-11 y 10-15 S/m
- Tefl�n: < 10-13 S/m
- Parafina: 3,37�10-17 S/m
- Cuarzo: 1,33�10-18 S/m
• L�quidos:
- Agua de mar: 5 S/m
- Agua potable: entre 0,0005 y 0,05 S/m
- Agua desionizada: 5,5�10-6 S/m
Transmitancia t�rmica
Definici�n: La transmitancia t�rmica (U) es la cantidad de energ�a que atraviesa, en la unidad de tiempo, la unidad de superficie de un elemento constructivo de caras planas y paralelas cuando entre dichas caras existe una diferencia de temperatura de un grado. La transmitancia t�rmica es el inverso de la resistencia t�rmica.
Expresi�n matem�tica:
U = |
W |
m2 � K |
Flujo luminoso
Unidad B�sica Sistema Internacional (S.I.): lumen (lm)
Definici�n: El lumen es la unidad derivada del Sistema Internacional de Unidades para medir el flujo luminoso. El flujo luminoso es la parte de la potencia radiante total emitida por una fuente de luz que es capaz de afectar el sentido de la vista, es decir, a la que el ojo humano es sensible. La parte de la radiaci�n emitida por el foco radiante fuera del espectro visible no contribuye al flujo luminoso.
S�mbolo: Φ
Equivalencias:
1 lm = 1 cd�sr = 1 lx�m2
Iluminancia
Unidad B�sica Sistema Internacional (S.I.): lux (lx)
Definici�n: la iluminancia es la cantidad de flujo luminoso que incide sobre una superficie por unidad de �rea. Siendo el lux (lx) la unidad derivada del Sistema Internacional de Unidades para la medida de la iluminancia o nivel de iluminaci�n.
Equivale 1 lux = 1 lm/m2.
S�mbolo: E
Equivalencias:
E = |
Φ |
S |
donde:
E es la iluminancia, medida en lux.
Φ es el flujo luminoso, en lumen.
S es el elemento diferencial de �rea de emisi�n considerado, en metros cuadrados.
Luminancia
Unidad B�sica Sistema Internacional (S.I.): cd/m2 o Nits
Definici�n: la luminancia se define como la relaci�n entre la intensidad luminosa y la superficie aparente vista por el ojo en una direcci�n determinada. En Fotometr�a, la luminancia se define como la densidad angular y superficial de flujo luminoso que incide, atraviesa o emerge de una superficie siguiendo una direcci�n determinada. Equivale 1 nit = 1 cd/m2.
S�mbolo: L
Equivalencias:
L = |
I |
Saparente |
donde:
L es la luminancia, medida en Nits o candela/metro2.
I es la intensidad luminosa, medida en candelas.
Saparente es el elemento diferencial de superficie aparente (Saparente = S�cosα), en metros cuadrados.
Rendimiento o eficiencia luminosa
Unidad B�sica Sistema Internacional (S.I.): lm/W (lumen/watio)
Definici�n: el rendimiento o eficiencia luminosa de una fuente de luz se define como la relaci�n entre el flujo luminoso emitido y la potencia consumida por dicha fuente. Representa la parte de potencia �til del total de la potencia consumida por la l�mpara. A mayor rendimiento, menor consumo de la l�mpara.
S�mbolo: η
Equivalencias:
η = |
Φ |
W |
donde:
η es el rendimiento luminoso.
Φ es el flujo luminoso, en lumen.
W es la potencia consumida por la fuente, en watios.
Frecuencia
Unidad B�sica Sistema Internacional (S.I.): hercio, hertzio o hertz (Hz)
Definici�n: Un hercio es la frecuencia de una oscilaci�n que sufre una part�cula en un per�odo de tiempo de un segundo. As�, un fen�meno con una frecuencia de dos hercios significa que se repite dos veces por segundo. En definitiva, el n�mero de hercios se refiere al n�mero de ciclos que se producen por segundo, o sea que 100 Hz son 100 ciclos por segundo, 1 kHz (1 kilohertz) es igual a 1000 ciclos por segundo, 1 MHz (1 Megahertz) son 106 ciclos por segundo, y as� sucesivamente.
1 Hz = |
1 |
s |
S�mbolo: f
Equivalencias:
f = |
1 |
T |
donde T es el periodo o per�odo de oscilaci�n de la se�al.
Per�odo
Unidad B�sica Sistema Internacional (S.I.): segundo (s)
Definici�n: el per�odo de una oscilaci�n u onda es el tiempo transcurrido entre dos puntos equivalentes de la onda, es decir, es el lapso de tiempo que separa dos instantes en los que el sistema se encuentra exactamente en el mismo estado. As�, el per�odo de oscilaci�n de una onda es el tiempo empleado por la misma en completar una longitud de onda, es decir, el tiempo que dura un ciclo de la onda en volver a comenzar. Tambi�n, por ejemplo, el per�odo es el tiempo transcurrido entre dos crestas o entre dos valles sucesivos de un movimiento ondulatorio. El per�odo es el inverso a la frecuencia.
S�mbolo: T
Equivalencias:
T = |
1 |
f |
donde f es la frecuencia de la se�al.
Irradiancia
Unidad B�sica Sistema Internacional (S.I.): W / m2
Definici�n: La irradiancia es la densidad de potencia incidente sobre una superficie, o bien, la energ�a incidente en una superficie por unidad de tiempo y unidad de superficie, de todo tipo de radiaci�n electromagn�tica.
S�mbolo: E
Equivalencias:
E = |
Pinc |
As |
donde:
E es la irradiancia.
Pinc es la potencia incidente de la radiaci�n, en watios.
As es el �rea de la superficie sobre la que incide la onda, en metros cuadrados.
Irradiaci�n
Unidad B�sica Sistema Internacional (S.I.): kW�h / m2
Definici�n: La irradiaci�n se define como la energ�a incidente sobre una superficie por unidad de superficie y a lo largo de un cierto per�odo de tiempo.
Tensi�n o diferencia de potencial el�ctrico
Unidad B�sica Sistema Internacional (S.I.): Voltio (V)
Definici�n: El voltio es la unidad derivada del Sistema Internacional para cuantificar la tensi�n o diferencia de potencial el�ctrico.
El voltio (V) se define como la diferencia de potencial a lo largo de un conductor cuando una corriente de un amperio (A) utiliza un vatio (W) de potencia para moverse, o tambi�n, el voltio se define como la diferencia de potencial existente entre dos puntos tales que hay que realizar un trabajo de 1 joule (J) para trasladar de uno a otro punto una carga de 1 culombio (C).
Por tanto, la tensi�n el�ctrica, que representa el trabajo por unidad de carga realizado por el campo el�ctrico para mover una part�cula cargada entre dos posiciones determinadas, es independiente del camino recorrido por la carga y depende exclusivamente del potencial el�ctrico de los puntos inicial y final del campo.
Equivalencias:
V = |
J |
C |
V = |
W |
A |
V = |
N�m |
A�s |
V = |
N�m |
C |
V = |
kg�m2 |
A�s3 |
Momento de fuerza
Unidad B�sica Sistema Internacional (S.I.): Newton metro (N�m)
Definici�n: El momento (Mo) de una fuerza F aplicada en un punto P con respecto de un punto O viene dado por el producto vectorial del vector OP por el vector fuerza F, esto es, Mo = OP x F.
Tambi�n recibe el nombre de momento din�mico o simplemente momento, y ocasionalmente tambi�n se le denomina torque extra�do del t�rmino en ingl�s (torque).
Equivalencias:
1 N�m = 1,00�107 dyn�cm
1 N�m = 0,1019716 kgf�m
1 N�m = 0,001 kN�m
1 N�m = 0,1019716 kp�m
1 N�m = 1000 mN�m (milinewton metro)
1 N�m = 11,80097 ozf�ft
1 N�m = 141,6116 ozf�in
1 N�m = 0,737561 lbf�ft
1 N�m = 8,85075 lbf�in
Conductividad T�rmica
Unidad B�sica Sistema Internacional (S.I.): W / m�K
Definici�n: La conductividad t�rmica (λ) es la propiedad f�sica que mide la capacidad de un material a la conducci�n de calor.
De esta manera, que un material tenga una conductividad t�rmica de 1 watio por metro y kelvin (1 W/m�K), indica que una cantidad de calor de 1 julio (1 J) se propaga a trav�s del material, en 1 segundo, por una superficie del material de 1 m2, a trav�s de un espesor de material de 1 m, y cuando la diferencia de temperatura entre las dos caras del material es de 1 K.
S�mbolo: λ
Equivalencias:
1 W/m�K = 1 J/s�m�K
Resistencia T�rmica
Unidad B�sica Sistema Internacional (S.I.): m2�K / W
Definici�n: La resistencia t�rmica (R) representa la capacidad de un material a oponerse al flujo de calor a su trav�s. En materiales homog�neos es el cociente entre el espesor del material y la conductividad t�rmica del material; mientras que en materiales no homog�neos la resistencia t�rmica es igual al inverso de su conductividad, obtenida como media ponderada de los coeficientes de conductividad de cada elemento que lo conforman.
S�mbolo: R
C�lculo:
• Materiales homog�neos:
R = |
e |
λ |
siendo,
e el espesor de la capa de material, m
λ la conductividad t�rmica del material, W / (K�m)
• Materiales heterog�neos:
R = |
1 |
C |
siendo,
C la conductancia t�rmica, W / (K�m2)
Conductancia T�rmica
Unidad B�sica Sistema Internacional (S.I.): W / m2�K
Definici�n: La conductancia t�rmica (C) es una medida de transferencia de calor a trav�s de los materiales, que pueden estar formados a su vez por una o varias capas.
En este caso, la conductancia t�rmica mide la cantidad de calor transferido a trav�s del material, cuando la diferencia de temperatura entre ambas caras del material es de un grado, en un tiempo y superficie unitarios, para un determinado espesor de material.
La conductancia t�rmica (C) se puede calcular, o bien dividiendo la conductividad t�rmica del material por el espesor de capa, o bien, como la inversa de la resistencia t�rmica unitaria.
S�mbolo: C
C�lculo:
C = |
λ |
e |
siendo,
λ la conductividad t�rmica del material, W / (K�m)
e el espesor de la capa de material, m
C = |
1 |
R |
siendo,
R la resistencia t�rmica, m2�K / W
Calor Espec�fico
Unidad B�sica Sistema Internacional (S.I.): J / kg�K
Definici�n: El calor espec�fico (c), tambi�n denominada capacidad calor�fica espec�fica, se define como la cantidad de calor que hay que suministrar a la unidad de masa para elevar su temperatura un grado (Kelvin o grado Celsius). El valor del calor espec�fico depende de la temperatura inicial.
El calor espec�fico depende, adem�s de la temperatura, de la presi�n. Es una una propiedad intensiva, representativo de cada materia, e independiente de la cantidad de materia del cuerpo o sistema que se est� considerando. El calor espec�fico representa la capacidad de un cuerpo o sustancia para almacenar calor, es decir, cuanto mayor es el calor espec�fico de una sustancia, m�s energ�a calor�fica se necesita para incrementar su temperatura.
Por ejemplo, el calor espec�fico del agua es de 4180 J/kg�K (1 cal/g�K) en el intervalo de temperatura de 14,5 �C a 15,5 �C y a la presi�n atmosf�rica.
S�mbolo: c
C�lculo:
c = |
C |
m |
donde,
c es el calor espec�fico, J / kg�K
C es la capacidad calor�fica, J / K
m es la masa de la sustancia, kg
Capacidad Calor�fica
Unidad B�sica Sistema Internacional (S.I.): J / K
Definici�n: El capacidad calor�fica (C), se define como la energ�a necesaria para aumentar la temperatura de una determinada sustancia un grado (Kelvin o grado Celsius).
La capacidad calor�fica depende de la temperatura y de la presi�n, y es una propiedad extensiva, es decir, que depende tambi�n de la cantidad de materia del cuerpo o sistema que se est� considerando.
S�mbolo: C
C�lculo:
C = c � m
donde,
C es la capacidad calor�fica, J / K
c es el calor espec�fico, J / kg�K
m es la cantidad de masa de la sustancia, kg
Inducci�n Magn�tica
Unidad B�sica Sistema Internacional (S.I.): Tesla (T)
Definici�n: La inducci�n magn�tica o densidad de flujo magn�tico (B), es el flujo magn�tico que causa una carga de difusi�n en movimiento por cada unidad de �rea normal a la direcci�n del flujo. Tambi�n recibe el nombre de intensidad de campo magn�tico.
S�mbolo: B
La unidad de la densidad de flujo magn�tico en el Sistema Internacional de Unidades es el tesla (T).
El tesla (s�mbolo T), es la unidad de inducci�n magn�tica (o densidad de flujo magn�tico) del Sistema Internacional de Unidades (SI). Se define como una inducci�n magn�tica uniforme que, repartida normalmente sobre una superficie de un metro cuadrado, produce a trav�s de esta superficie un flujo magn�tico total de un weber.
Equivalencias:
1 T = 1 Wb�m-2 = 1 kg�s-2�A-1 = 1 kg�C-1�s-1
Un Tesla tambi�n se define como la inducci�n de un campo magn�tico que ejerce una fuerza de 1 N (newton) sobre una carga de 1 C (culombio) que se mueve a velocidad de 1 m/s dentro del campo y perpendicularmente a las l�neas de inducci�n magn�tica.
1 T = 1 N�s�m-1�C-1
Unidad B�sica en el Sistema Cegesimal de Unidades (CGS): Gauss (G)
Un gauss (G) es una unidad de campo magn�tico del Sistema Cegesimal de Unidades (CGS). Un gauss (G) se define como un maxwell por cent�metro cuadrado.
1 gauss = 1 maxwell / cm2
Un gauss es equivalente a 10-4 tesla:
1 T = 10.000 G
Flujo Magn�tico
Unidad B�sica Sistema Internacional (S.I.): Weber (Wb)
Definici�n: El flujo magn�tico (Φ), es una medida de la cantidad de magnetismo. Se calcula a partir del campo magn�tico, la superficie sobre la cual act�a y el �ngulo de incidencia formado entre las l�neas de campo magn�tico y los diferentes elementos de dicha superficie.
S�mbolo: Φ
La unidad del flujo magn�tico en el Sistema Internacional de Unidades es el weber (Wb).
El weber (s�mbolo Wb), es la unidad del flujo magn�tico o flujo de inducci�n magn�tica del Sistema Internacional de Unidades (SI). Se define como el flujo magn�tico que al atravesar un circuito de una sola espira produce en la misma una fuerza electromotriz de 1 voltio si se anula dicho flujo en 1 segundo por decrecimiento uniforme.
Equivalencias:
1 Wb = 1 V�s = 1 T�m2 = 1 m2�kg�s-2�A-1
Unidad B�sica en el Sistema Cegesimal de Unidades (CGS): Maxwell (Mx)
Un maxwell (Mx), en un campo magn�tico de un gauss de medida, es el total del flujo alrededor de la superficie en un �rea de un cent�metro cuadrado perpendicular al campo.
1 maxwell = 1 gauss � cm2
Un maxwell (Mx) es equivalente a 10-8 weber (Wb):
1 Wb = 108 Mx
Permeabilidad Magn�tica
Unidad B�sica Sistema Internacional (S.I.): T�m/A = Wb/A�m = H/m
UNIDADES: m=metro ; A=amperio ; T=tesla ; Wb=weber ; H=Henrio
Definici�n: La permeabilidad magn�tica (�) es la capacidad de una sustancia o medio para atraer y hacer pasar a trav�s de ella campos magn�ticos. La permeabilidad magn�tica es una medida de la facilidad con que atraviesa el campo magn�tico una sustancia o medio, es decir, si �ste es un buen conductor o no del campo magn�tico.
S�mbolo: �
La permeabilidad es una caracteristica magn�tica propia de cada materia. La pemeabilidad en el vac�o (�o) es baja, mientras que en otros materiales, como el hierro es elevada.
Permeabilidad magn�tica de un material, � = Pr � �o
donde:
Pr = permeabilidad relativa
�0 = permeabilidad del vac�o = 4π�10-7 (T�m / A = Wb / A�m = H / m)
La permeabilidad magn�tica del AIRE y del VAC�O es aproximadamente igual.
Materiales diamagn�ticos son aquellos que tienen valores para Pr que son ligeramente menores que la unidad (por ejemplo, el plomo s�lido: 0.999 984).
Materiales paramagn�ticos son los que tienen valores para Pr que son ligeramente mayores que la unidad (por ejemplo, para el aluminio s�lido: 1.000 021).
Materiales ferro magn�ticos, como por ejemplo el hierro y sus aleaciones, que cuentan con valores para Pr de alrededor de 5000 o incluso mayores.
Material - Permeabilidad relativa (Pr)
aire: 1.00
aluminio: 1.000023
cobre: 0.99999
oro: 0.999964
plomo: 0.999983
plata: 0.999974
hierro dulce: 5000
permalloy: 80000
Tabla de m�ltiplos y subm�ltiplos
TABLA DE M�LTIPLOS Y SUBM�LTIPLOS
Sistema ingl�s de unidades de medida
SISTEMA INGL�S DE UNIDADES
El Sistema Ingl�s de Unidades, o tambi�n llamado Sistema Imperial de Unidades, es el conjunto de las unidades de medidas no m�tricas que se utilizan actualmente en el Reino Unido y en otros muchos territorios de habla inglesa (como en Estados Unidos de Am�rica).
• Unidades de Longitud:
El sistema para medir longitudes en el Sistema Ingl�s se basa en la pulgada, el pie, la yarda y la milla.
1 pulgada (inch, in) = 0,0254 m = 25,4 mm
1 pie (foot, ft) = 12 in = 0,3048 m = 30,48 cm
1 yarda (yard, yd) = 3 ft = 36 in = 0,9144 m = 91,44 cm
1 rod (rd) = 1 perch = 5,5 yd = 16,5 ft = 198 in = 5,0292 m
1 milla (mile, mi) = 1760 yd = 1609,34 m
1 legua = 5280 yd = 4828,03 m
1 furlong (fur) = 40 rd = 110 yd = 660 ft = 201,168 m
1 Milla = 8 fur = 5280 ft = 1,609347 km (agricultura)
Para medir profundidades del mar, se utilizan los fathoms (braza):
1 braza = 6 ft = 72 in = 1,83 m
• Unidades de Superficie:
El sistema para medir superficies en el Sistema Ingl�s se basa en la pulgada cuadrada (sq in, in2).
1 in2 (sq in) = 6,4516�10-4 m2 = 645,16 mm2
1 ft2 (sq ft) = 144 sq in = 9,2903�10-2 m2 = 929,03 cm2
1 rod2 (sq rd) = 272,25 sq ft = 25,316 m2
1 yd2 (sq yd) = 8,3613�10-1 m2
1 acre = 4 roods = 160 sq rd = 4840 sq yd = 43560 sq ft = 4046,9 m2
1 mile2 (sq mi) = 640 acres = 2,59 km2 = 2,5900�106 m2
• Unidades de Volumen:
La pulgada c�bica (cu in), el pie c�bico (cu ft) y la yarda c�bica (cu yd) se utilizan com�nmente para medir el volumen en el Sistema Ingl�s de Medidas. Pero adem�s existe un grupo de unidades espec�ficas para medir vol�menes de materiales secos, como se muestra m�s adelante.
1 in3 (cu in) = 1,6387�10-5 m3 = 16,387065 cm3
1 ft3 (cu ft) = 1728 pulgadas c�bicas (cu in) = 2,8317�10-2 m3 = 28,317 L
1 yd3 (cu yd) = 27 pies c�bicos (cu ft) = 7,646 hL = 7,6455�10-1 m3
1 US gal = 3,7853�10-3 m3
1 UK gal = 4,5460�10-3 m3
1 barrel (petroleum US) = 1,5898�10-1 m3
1 lube oil barrel = 2,0819�10-1 m3
1 cubeta = 2,3659�10-4 m3
1 gill = 1,1829�10-4 m3
1 register ton = 100 ft3 = 2,8317 m3
1 quater = 8 UK bushels = 32 pecks = 64 Uk gallons = 256 quarts = 512 pints = 0,2909 m3
Unidades espec�ficas para medir vol�menes de materiales secos almacenados a granel (Estados Unidos de Am�rica):
1 Pinta(pt) = 550,610 mL
1 Cuarto (qt) = 2 pintas = 1,101 L
1 Gal�n (gal) = 4 cuartos = 4,404 L
1 Peck (pk) = 8 cuartos = 2 galones = 8,809 L
1 US Bushel (bu) = 2150,42 pulgadas c�bicas = 4 pk = 3,5239�10-2 m3 = 35,239 L
Valores de las Constantes F�sicas Universales
CONSTANTES F�SICAS
Carga elemental del electr�n (e) = -1,602176�10-19 C
Masa en reposo del electr�n (me) = 9,1091�10-31 kg
Carga elemental del prot�n (p) = 1,602176�10-19 C
Masa en reposo del prot�n (mp) = 1,6725�10-27 kg
Masa en reposo del neutr�n (me) = 1,679�10-27 kg
Constante de Planck (h) = 6,626�10-34 J�s = 6,626�10-27 erg�s
Constante de Rydberg del infinito (R∞) = 1,0973731568�107 m-1
Constante de Rydberg para el hidr�geno (RH) = 10.967.758,341 m-1
Constante de Coulomb en el vac�o (k) = 9�109 N�m2 / C2
Constante de diel�ctrica o de permitividad del vac�o (ε0) = 8,85�10-12 C2 / N�m2 = 8,85�10-12 F / m
Constante de Faraday (k) = 96.485,33 C / mol
Constante de Boltzmann (k) = 1,3806�10-23 J / K = 1,3806�10-16 erg / K
Constante de Stefan-Boltzmann (σ) = 5,6704�10-8 W / m2�K4
Constante de permeabilidad = 1,26�10-6 H / m
Constante de gravitaci�n universal (G) = 6,67384�10-11 N�m2�kg-2
Constante universal de los gases (R) = 8,314472 J�mol-1�K-1 = 0,08205746 atm�L�mol-1�K-1 = 1,987207 cal�mol-1�K-1
Permeabilidad magn�tica del vac�o (μ0) = 4π�10-7 N�A-2 = 1,2566�10-6 H / m = 4π�10-7 T�m
Magnet�n de Bohr (μB) = 9,274�10-24 J / T = 9,274�10-21 erg / G = 5,788�10-5 eV / T
Electronvoltio (eV) = 1,60218�10-19 J
Unidad de masa at�mica (u) = 1,6605�10-27 kg
N�mero de Avogadro (L, NA) = 6,022�1023 mol-1
Volumen molar (Vm) = 22,4 L
Punto triple del agua (Tπ) = 273,16 K (a una presi�n parcial de vapor de agua de 0,61 kPa)
Velocidad de la luz en el vac�o (c) = 299.792.458 m/s
Radio medio de la Tierra (rmT) = 6.371 km
Distancia de la Tierra a la Luna (dT-L) = 384.400 km
Distancia de la Tierra al Sol (dT-S) = 149,6�106 km
Masa de la Tierra (mT) = 5,976�1024 kg
Masa de la Luna (mL) = 7,36�1022 kg
Aceleraci�n de la gravedad en la Tierra (g) = 9,80665 m�s-2 (9,81 m�s-2)
Aceleraci�n de la gravedad en la Luna (gL) = 1,62 m�s-2
Constante de estructura fina (α) = e2/(h�c�4�π�ε0) = 1/137,03599911
Conversor de unidades de sistemas de medidas
CONVERSOR DE UNIDADES
A continuaci�n, se puede descargar la siguiente aplicaci�n que permite poder realizar la conversi�n de unidades de magnitudes f�sicas:
Fuente: https://joshmadison.com/
Descarga de software para la conversi�n de unidades de distintos sistemas de medidas
Sistema Internacional de Unidades de Medida (SI)
Ir a
Tutoriales
Informaci�n y consulta:
Hermenegildo Rodr�guez Galbarro
info@ingemecanica.com - Tel. 646 166 055