Written by Energia electrica se define como la velocidad con la que se realiza un trabajo. Es decir, es la medida del trabajo realizado por una unidad de tiempo.
La unidad de potencia en el sistema de medición internacional es la vatio (W), en honor al matemático e ingeniero James Watts que mejoró la máquina de vapor.
En el caso de los equipos eléctricos, la potencia indica la cantidad de energía eléctrica que se ha transformado en otro tipo de energía por unidad de tiempo.
Por ejemplo, una lámpara incandescente que en 1 segundo convierte 100 julios de energía eléctrica en energía térmica y luminosa tendrá una potencia eléctrica de 100 W.
Fórmula de energía eléctrica
Para calcular la potencia eléctrica utilizamos la siguiente fórmula:
P = U. I
Ser,
P: potencia (W)
i: corriente eléctrica (A)
U: diferencia de potencial (V)
Ejemplo
¿Cuál es la potencia eléctrica desarrollada por un motor cuando la diferencia de potencial (ddp) en sus terminales es de 110 V y la corriente que lo atraviesa tiene una intensidad de 20 A?
Solución:
Para calcular la potencia, simplemente multiplique la corriente por el ddp, así tenemos:
P = 20. 110 = 2200 W
A menudo, la potencia se expresa en kW, que es un múltiplo de W, de modo que 1 kW = 1000 W. Por lo tanto, la potencia del motor es 2,2 kW.
vea también: Tensión eléctrica
Efecto Joule
Las resistencias son dispositivos eléctricos que, al pasar a través de una corriente, transforman la energía eléctrica en energía térmica.
Este fenómeno se llama efecto Joule y en este caso decimos que la resistencia disipa la energía eléctrica.
Calentadores, duchas eléctricas, secadores de pelo, lámparas incandescentes, planchas son ejemplos de equipos que utilizan este efecto.
Cálculo de la potencia en el efecto Joule
Para calcular la potencia eléctrica en una resistencia, podemos usar la siguiente expresión:
P = R. Idos
Ser,
P: potencia (W)
R: resistencia (Ω)
i: corriente (A)
Usando la ley de Ohm (U = R. I), podemos sustituir la corriente en la expresión anterior y encontrar la potencia en función de la diferencia de potencial y la resistencia. En este caso tendremos:
Ser,
P: potencia (W)
U: ddp (V)
R: resistencia (Ω)
Ejemplo
Una ducha eléctrica tiene las siguientes especificaciones: 2200 W – 220 V, considerando que la ducha se instaló correctamente, determine:
a) el valor de la resistencia eléctrica de la ducha cuando está en funcionamiento.
b) la intensidad de la corriente que lo atraviesa.
Solución:
a) Para encontrar el valor de resistencia podemos usar la fórmula de potencia en el efecto Joule, así:
b) Para encontrar la corriente, podemos usar nuevamente la fórmula de potencia, solo ahora que aparece la corriente.
Cálculo de electricidad
Cuando un equipo eléctrico está en funcionamiento durante un cierto período de tiempo, podemos calcular la energía eléctrica que se ha consumido.
Para hacer este cálculo, basta con multiplicar la potencia del equipo por el tiempo de funcionamiento, de modo que la energía eléctrica se encuentre utilizando la fórmula:
Yel = P. Δt
Ser,
Yel: energía eléctrica (J)
P: potencia (W)
Δt: intervalo (s) de tiempo
En la vida cotidiana, es muy común que el valor de la energía eléctrica se exprese en kWh. En este caso, para convertir de Joule a kWh, podemos usar la siguiente relación:
1 kWh = 3.600.000 J
Ejemplo
Un calentador eléctrico tiene una potencia de 3000 W. ¿Cuál es el costo mensual de este calentador cuando permanece encendido durante 3 horas todos los días? Considere que 1 kWh cuesta R $ 0,40.
Solución:
Primero calculemos el valor de la energía consumida por el calentador en 1 día:
Yel = 3000,3 = 9000 Wh = 9 kWh
Como queremos saber el costo en 1 mes, multiplicaremos este valor por 30, por lo que encontramos:
Yel= 9. 30 = 270 kWh
Finalmente, para encontrar el valor en reales, simplemente multiplique el valor encontrado por 0.40, luego:
Valor = 270. 0.4 = 108
Por lo tanto, el costo del calentador al final de 1 mes será 108 reales.
Para obtener más información, lea también:
Ejercicios resueltos
1) Enem – 2016
Un electricista debe instalar una ducha que tenga las especificaciones 220 V – 4400 W a 6800 W. Para la instalación de las duchas, se recomienda una red adecuada, con cables de diámetro adecuado y un disyuntor dimensionado a la potencia esperada y eléctrica. actual, con un margen de tolerancia cercano al 10%. Los disyuntores son dispositivos de seguridad que se utilizan para proteger las instalaciones eléctricas de cortocircuitos y sobrecargas eléctricas y deben dispararse siempre que haya un paso de corriente eléctrica mayor que la permitida en el dispositivo. Para realizar una instalación segura de esta ducha, el valor de la corriente máxima del disyuntor debe ser
a) 20 A
b) 25 A
c) 30 A
d) 35 A
e) 40 A
2) Enem – 2016
Una lámpara LED (diodo emisor de luz), que funciona con 12 V y 0,45 A de corriente continua, produce la misma cantidad de luz que una bombilla incandescente de 60 W. ¿Cuál es el valor de reducir la potencia consumida al sustituir la lámpara incandescente por el LED?
a) 54,6 W
b) 27,0 W
c) 26,6 W
d) 5,4 W
e) 5,0 W
3) Enem – 2017
En el manual proporcionado por el fabricante de una ducha eléctrica de 220 V se presenta un gráfico con la variación de la temperatura del agua en función del caudal para tres condiciones (templada, caliente y sobrecalentamiento). En condiciones de sobrecalentamiento, la potencia disipada es de 6500 W.
Considere el calor específico del agua igual a 4200 J / (kg ºC) y la densidad del agua igual a 1 kg / L.
Según la información proporcionada, ¿la potencia en condiciones cálidas corresponde a qué fracción de la potencia en condiciones de recalentamiento?
a) 1/3
b) 1/5
c) 3/5
d) 3/8
e) 5/8