Los prefijos métricos son increíblemente útiles para describir las cantidades del Sistema internacional de Unidades (SI) de forma más sucinta.
Al explorar el mundo de la electrónica, estas unidades de medida son muy importantes y permiten a personas de todo el mundo comunicarse y compartir sus trabajos y descubrimientos. Algunas unidades comunes utilizadas en electrónica son el voltaje para la diferencia de potencial eléctrico, el amperio para la corriente eléctrica, el watt para la potencia, el faradio para la capacitancia, el henry para la inductancia y el ohmio para la resistencia.
Este tutorial no sólo repasará algunas de las unidades más utilizadas en electrónica, sino que también te enseñará los prefijos métricos que ayudan a describir todas estas unidades básicas en cantidades que van desde las increíblemente grandes a las increíblemente pequeñas.
Unidades del SI
Llevamos milenios midiendo cosas, y las unidades utilizadas para esas medidas han ido evolucionando desde entonces. En la actualidad existen decenas de unidades para describir las magnitudes físicas. Por ejemplo, la longitud puede medirse por pies, metros, brazas, cadenas, parsecs, leguas, etc. Para comunicar mejor las mediciones, necesitábamos un sistema estandarizado de unidades que todos los científicos y medidores pudieran utilizar para compartir sus hallazgos. Este sistema estandarizado ha llegado a denominarse Sistema Internacional de Unidades (SI), abreviado como SI.
Unidades físicas del SI
| Unidad | Unidad SI | Abreviación |
| Tiempo | Segundo | S |
| Distancia | Metro | m |
| Masa | Gramo | g |
| Temperatura | Kelvin | K |
| Fuerza | Newton | N |
Aunque podemos seguir utilizando unidades como los pies o las millas para la distancia (en lugar de los metros), los litros para describir el volumen (en lugar de los m3) y los grados Fahrenheit o Celsius para describir la temperatura (en lugar de los °K), las unidades anteriores son una forma estandarizada para que todos los científicos compartan sus mediciones. Utilizar las unidades anteriores significa que todo el mundo habla el mismo idioma.
Unidades comunes de la electrónica
Al tratar con la electrónica, hay un puñado de unidades que encontraremos más a menudo que otras. Entre ellas se encuentran:
| Unidad | Unidad SI | Abreviación |
| Voltaje | Volts | V |
| Corriente eléctrica | Ampere | A |
| Potencia | Watt | W |
| Energía | Joule | K |
| Carga eléctrica | Coulomb | C |
| Resistencia | Ohm | Ω |
| Capacitancia | Faradio | F |
| Inductancia | Henry | H |
| Frecuencia | Hertz | Hz |
Ahora que conocemos las unidades, vamos a ver cómo se pueden aumentar con prefijos para hacerlas aún más utilizables.
Los prefijos
Cuando aprendas los prefijos métricos por primera vez, lo más probable es que te enseñen primero estos seis prefijos:
| Prefijo (símbolo) | Potencia | Representación |
| Kilo (k) | 103 | 1000 |
| Hecto (h) | 102 | 100 |
| Deka (da) | 101 | 10 |
| Sin prefijo | 100 | 1 unidad |
| Deci (d) | 10-1 | 0,1 |
| Centi (c) | 10-2 | 0,01 |
| Mili (m) | 10-3 | 0,001 |
Estos son los que consideraremos los seis prefijos estándar que se enseñan en la mayoría de los cursos de ciencias de la escuela. Sin embargo, como pronto verás, cuando se aprende sobre electrónica e informática, la gama de prefijos supera con creces los seis estándares. Mientras que estos prefijos cubren un rango de 10-3 a 103, muchos valores electrónicos pueden tener un rango mucho mayor.
Grandes cantidades
| Prefijo (símbolo) | Potencia | Representación |
| Yotta (Y) | 1024 | 1 septillon |
| Zetta (Z) | 1021 | 1 sextillon |
| Exa (E) | 1018 | 1 quintillón |
| Peta (P) | 1015 | 1 quadrillion |
| Tera (T) | 1012 | 1 trillón |
| Giga (g) | 109 | 1 billón |
| Mega (M) | 106 | 1 millón |
| Kilo (k) | 103 | 1 mil |
| Sin prefijo | 100 | 1 unidad |
Estos prefijos ayudan a describir de forma simple grandes cantidades. En lugar de decir 3.200.000.000 Hertz, se puede decir 3,2 GigaHertz, o 3,2 GHz para la notación escrita abreviada. Esto nos permite describir de forma sucinta números increíblemente grandes de unidades. También existen prefijos para ayudar a comunicar números pequeños.
Pequeñas cantidades
| Prefijo (símbolo) | Potencia | Representación |
| Sin prefijo | 100 | unidad |
| Mili (m) | 10-3 | milésima |
| Micro (µ) | 10-6 | millonésima |
| Nano (n) | 10-9 | billonésima |
| Pico (p) | 10-12 | trillonésima |
| Femto (f) | 10-15 | cuatrillonésima |
| Atto (a) | 10-18 | quintillonésima |
| Zepto (z) | 10-21 | sextillonésima |
| Yocto (y) | 10-24 | septillonésima |
Ahora, en lugar de una trillonésima de segundo, se puede hablar de un picosegundo. Una cosa que hay que notar sobre los prefijos de los valores pequeños, es que sus notaciones abreviadas son todas minúsculas mientras que los prefijos de los números grandes son mayúsculas (con la excepción de kilo-*, hecto- y deca-). Esto permite distinguir entre ambos cuando utilizan la misma letra. Por ejemplo, un mW (milivatio) no es lo mismo que un MW (megavatio).
*Nota: Como la “K” mayúscula ya se utilizaba para describir los Kelvins, se ha optado por una “k” minúscula para representar el prefijo kilo-.
Conversión
Lo mejor de estos prefijos métricos es que, una vez que te haces con la conversión entre algunos de ellos, trasladar esa capacidad a todos los demás prefijos es fácil.
Como primer ejemplo, convirtamos 1 Amperio (A) a valores más pequeños. Un miliamperio es la milésima parte de la unidad Amperio, por lo que 1 Amperio equivale a 1000 miliamperios. Yendo más allá, 1 miliamperio equivale a 1000 microamperios y así sucesivamente. Yendo en la dirección opuesta, 1 amperio es 0,001 Kiloamperio, o 1000 Amperios son 1 Kiloamperio. ¡Eso es mucha corriente!.
Como habrás notado, cambiar de prefijo es lo mismo que desplazar el punto decimal 3 posiciones. También es lo mismo que multiplicar o dividir por 1000. Cuando se pasa a un prefijo mayor, de Kilo a Mega por ejemplo, el punto decimal se desplaza tres lugares a la izquierda. 100.000 kilowatts equivalen a 100 Megawatts. 10 Kilowatts equivalen a 0,01 Megawatts. Mega es el prefijo que está justo encima del Kilo, así que, independientemente de si hablamos de Watts, Amperios, Faradios o cualquier otra unidad, el movimiento del decimal tres posiciones a la izquierda siguen funcionando cuando se sube un prefijo.
Cuando se desplaza hacia abajo un prefijo, digamos de nano a pico, el decimal se desplaza tres posiciones hacia la derecha. 1 nanofaradio equivale a 1000 picofaradios. 0,5 nanofaradios equivalen a 500 picofaradios. He aquí una breve lista para que puedas ver el patrón:
- 1 Giga- = 1000 Mega-
- 1 Mega- = 1000 Kilo-
- 1 Kilo- = 1000 unidades
- 1 unidad = 1000 mili-
- 1 mili- = 1000 micro-
¿Ves la tendencia? Cada prefijo es mil veces mayor que el anterior. Aunque al principio resulta un poco abrumador, la conversión de un prefijo a otro acaba convirtiéndose en algo natural.
Bits y bytes
Trabajar con bits y bytes puede causar un poco de confusión. Dado que los ordenadores trabajan con números de base 2 en lugar de base 10, a menudo no está claro a qué base numérica se refiere uno cuando utiliza los prefijos métricos. Por ejemplo, 1 Kilobyte se utiliza a menudo para indicar 1000 bytes (base 10), o puede utilizarse para representar 1024 bytes (base 2), lo que da lugar a malentendidos.
Para eliminar estas confusiones, la Comisión Electrotécnica Internacional ideó unos nuevos prefijos para los bits y bytes de base 2. Se denominan prefijos binarios.
| Prefijo | Potencia | Representación |
| exbi- (Ei-) | 260 | 1,152,921,504,606,846,976 |
| pebi- (Pi-) | 250 | 1,125,899,906,842,624 |
| tebi- (Ti-) | 240 | 1,099,511,627,776 |
| gibi (Gi-) | 230 | 1,073,741,824 |
| mebi- (Mi-) | 220 | 1,048,576 |
| kibi- (Ki-) | 210 | 1,024 |
| no prefix | 20 | 1 bit o byte |
Adoptar esto significaría que 1 Megabyte = 1000 Kilobytes mientras que 1 Mebibyte equivale a 1024 Kibibytes. Esencialmente, para los bits y bytes, cada salto de prefijo sería un múltiplo de 1024 (2^10) en lugar de 1000 (10^3). Desgraciadamente, este sistema no se utiliza mucho en la práctica, por lo que cada vez que se oye hablar de un número de bytes o bits, hay que preguntarse si se está hablando de ellos en base 2 o en base 10.
Las empresas de discos duros y otras suelen vender sus productos en base 10, ya que hace que suenen más grandes. Un disco duro de 1 Terabyte resulta ser en realidad unos 931,3 Gibibytes.
Aquí es donde nos encontramos con la situación de la “k” mayúscula y minúscula. El prefijo correcto para kibi es “Ki”. Sin embargo, a veces aparece sólo como una “K” mayúscula, que, de nuevo, representa la temperatura en Kelvins. Así pues, cada vez que oigas la palabra Kilobyte, tendrás que preguntarte si significa 1000 bytes (base 10) o 1024 bytes (base 2). En cambio, si ves el término kibibyte, sabes con seguridad que se refiere a la interpretación de la versión de base 2 del almacenamiento digital (1024 bytes).
Convertir bits en bytes y bytes en bits
Ya hemos hablado de la conversión de bits y bytes a números mayores o menores y viseversa, pero también está el tema de la conversión de bits a bytes y viceversa. Recuerda que 1 Byte es igual a 8 bits (la mayoría de las veces), y un bit es igual a 0,125 bytes (o 1/8). Es cierto que hay muchos órdenes de magnitud relacionados con los bits, pero el byte es el que se utiliza con más frecuencia. La práctica de convertir entre uno y otro no es tan común, pero sigue siendo una información útil cuando se trata de la electrónica, especialmente cuando se trata de la memoria. Por ejemplo, puedes estar escribiendo un código que almacena bits individuales, pero tu memoria está definida como bytes.
Práctica
Ahora, algunos ejercicios de práctica. Utilizaremos abreviaturas estándar para cada tipo de unidad que vayamos a convertir:
- A para Amperios
- V para voltios
- W de Vatios
- Hz para Hertz
- F para Faradios
- H para Henry’s
- Ω para Ohmios
- s de Segundos
- B de Bytes
- b para Bits
Ejemplo de conversión:
- Convertir 400 mA a A
- Respuesta: 400 mA = 0.4 A
Convertir:
- 50 mA a A
- 10 nF a pF
- 500 kW a W
- 0.01 mV a µV
- 20.000 kΩ a MΩ
- 4680 MHz a GHz
- 4 TiB a GiB200
- b a kb
- .00007 s a µs
- 1450 nH a µH
Respuestas de la práctica
- 0,05 A
- 10.000 pF
- 500.000 W
- 10 µV
- 20 MΩ
- 4,68 GHz
- 4096 GiB
- 200.000 kb
- 70 µs
- 1,45 µH
Donde continuar…
Ser capaz de convertir números al mejor prefijo dependiendo del tamaño del número es una habilidad importante. Te permite evitar números realmente largos y complicados como 5,600,000 o 0.000000002. Usar 5.6M o 2n permite transmitir la información más rápido y en un formato mucho más ordenado y fácil de leer.
Ahora que estás familiarizado con los prefijos métricos, considera echar un vistazo a nuestro tutorial Cómo usar un multímetro. El uso de un multímetro requiere una buena comprensión de todos los prefijos, ya que sus medidas a menudo aparecerán como tales.
Jordandee. Metric Prefixes SI Units. Sparkfun. https://learn.sparkfun.com/tutorials/metric-prefixes-and-si-units