Objetivo
El objetivo de este blog es el de informar sobre el tema de potencia eléctrica ya sea para reafirmar o crear nuevos conocimientos sobre este vasto tema con el fin de que el lector pueda resolver e identificar problemas sobre este.
Introducción
La potencia eléctrica es la relación de transferencia de energía por unidad de tiempo; es decir, la cantidad de energía entregada o absorbida por un elemento en un tiempo determinado . La unidad en el Sistema Internacional de Unidades es el Vatio, o que es lo mismo, Watt
Watt
Ley de watt
“La potencia eléctrica suministrada por un receptor es directamente proporcional a la tensión de
la alimentación (v) del circuito y a la intensidad ( I ) que circule por él”
Ecuación:
P = V . I
En donde:
P = potencia en Vatios
V = Tensión en voltios
I = Intensidad
El vatio o watt es la unidad de potencia del Sistema Internacional de Unidades.
Su símbolo es W.
Es el equivalente a 1 julio por segundo (1 J/s) y es una de las unidades derivadas.
Expresado en unidades utilizadas en electricidad, el vatio es la potencia producida por una diferencia de potencial de 1 voltio y una corriente eléctrica de 1 amperio (1 VA).
La potencia eléctrica de los aparatos eléctricos se expresa en vatios, si son de poca potencia, pero si son de mediana o gran potencia se expresa en kilovatios (kW) que equivale a 1000 vatios. Un kW equivale a 1,35984 CV (caballos de vapor).
Potencia en corriente continua o corriente directa (CD)
La potencia eléctrica desarrollada en un cierto instante por un dispositivo de dos terminales es el producto de la diferencia de potencial entre dichos terminales y la intensidad de corriente que pasa atraves del dispositivo,
dejando la formula de la sig. manera
P=V*ICuando un dispositivo es una resistencia de valor R se puede calcular la resistencia equivalente del dispositivo, la potencia también puede calcularse como
P=R*I2=V2/R
P= Potencia (Watts o voltios)
R= Resistencia (Ohm)
I= Intensidad de corriente (Amperios)
V= Voltaje (Volts)
Ejercicios
Datos Formula
P= ¿? P= I2R
R= 40 ohm
I= 3 A
Sutitición y resultado:
P= (3A)2 x 40 ohm= 360 Watts
Una lampara cuya I es de 0,5 está conectada a una linea de 220V. Calcular
* La potencia eléctrica
*La energía consumida (E.C.) en julios si ha estado encendido durante 5 h
Datos Formula
P=¿? P= V*I
I=0,5A
V=220V
E.C.=¿? E.C.= P*T
Sutitición y resultado:
P = (220) (0,5) = 110 W
E.C.= (110) (3600) (5) = 1.980.000 Julios
↑↑
Segundos que tiene una hora
Potencia en corriente alterna
Cuando se trata de corriente alterna (AC) el promedio de potencia eléctrica desarrollada por un dispositivo de dos terminales es una función de los valores eficaces o valores cuadráticos medios, de la diferencia de potencial entre dos terminales y de la intensidad de corriente que pasa atraves del dispositivo
Cuando se trata de corriente alterna (AC) sinusoidal, el promedio de potencia eléctrica desarrollada por un dispositivo de dos terminales es una función de los valores eficaces o valores cuadráticos medios, de la diferencia de potencial entre los terminales y de la intensidad de corriente que pasa através del dispositivo.
En el caso de un circuito de carácter inductivo al que se aplica una tensión sinusoidal V(T) con velocidad angular ωy valor pico V0 resulta:
V(T) = V0* sin (ωt)
Esto provocará una corriente I(T) retrasada un ángulo 0 respecto de la tensión aplicada:
I(T) = I0 * sin (ωt-0)
La potencia instantánea vendrá dada como el producto de las expresiones anteriores:
P(T) = V0 * I0 * sin (ωt) * sin (ωt-0)
Mediante trigonometría, la anterior expresión puede transformarse en la siguiente:
P(T) = V0 * I0 * cos (
2
P(T) = V * I cos (0) – V * I cos (2 ωt – 0)
Se obtienen así para la potencia un valor constante, VI cos (0) y otro variable con el tiempo, VI cos (2ωt -0) Al primer valor se le denomina potencia activa y al segundo potencia fluctuante.
Ejercicios
Calcula la intensidad de corriente en un circuito que consta de 6V pico y una frecuencia de 10 Hrz y una resitencia de 2 ohm.
F=10 Hrz F=1/t t=1/F =1/10= .1 seg 1 seg= 360
Vp=6 V W= φ/T = 90/.25 = 3600 .1 seg= 36
I=? I = Vp*sen wt/R I= 6 sen 90/2 = 3A
Calcula la corriente que pasa por un motor de corriente alterna, al que se le aplica una tensión de línea de 9v con una frecuencia de 5Hrz, con una resistencia de 6 ohm.
F=5 Hrz F=1/t t=1/F =1/5= .2 seg 1 seg= 360
Vp=9 V W= φ/T = 90/.25 = 3600 .2 seg= 72
I=? I = Vp*sen wt/R I= 9 sen 90/6 =1.5 A
Calcular la corriente alterna que pasa por una bobina la cual cosnta de una resistencia de 5ohm, y que se le aplica una tensión de 10v a una frecuencia de 15Hrz.
F=15 Hrz F=1/t t=1/F =1/15= .06 seg 1 seg= 360
Vp=10 V W= φ/T = 90/.25 = 3600 .06 seg= 21.6
I=? I = Vp*sen wt/R I= 10 sen 90/5 =2 A
Potencia fluctuante
Al ser la potencia de forma senoidal, su valor medio será cero. Para entender mejor esta potencia pondremos un ejemplo:Tenemos un receptor que solo tiene este tipo de potencia. Ello sólo es posible si 0 = cos ±90º (cos ±90º= 0) quedando :
P(T)= V*I cos (2 ωt – 0)
caso que corresponde un circuito inductivo puro o capacitivo puro. Por lo tanto la potencia fluctuante es la debida a las bobinas o los condensadores (ideales) no consumen energía sino que a "entretienen". La bobina almacena la energía en forma de campo magnético cuando la corriente aumenta y la devuelve cuando disminuye, y el condensador almacena la energía en forma de campo eléctrico cuando se caga y la devuelve cuando se desea
Componentes de la intensidad
Consideremos un circuito de C.A. en el que la corriente y la tensioón tienen un desfase φ. Se define componente activa de la intensidad, Ia, a la componente de ésta que está en fase con la tensión, y componente reactiva, Ir, a la que está en cuadratura con ella (véase Figura 1). Sus valores son:
Ir= I * sin 0
El producto de la I, y las de sus componentes activa, Ia, y reactiva, Ir, por la tensión, V, da como resultado las potencias aparente (S), activa (P) y reactiva (Q), respectivamente:
S= I * V
