PPT ENERGÍA Y POTENCIA ELÉCTRICA

ENERGÍA Y POTENCIA ELÉCTRICA

Pilar

PILA

ENERGÍA EN LOS CIRCUITOS (E)

Recordemos que el voltaje V (o tensión o diferencia de potencial) es la fuerza
eléctrica con que son empujados los electrones a través de un cable
conductor. Esta fuerza la realiza un generador (pila) al mantener una
diferencia de potencial (polos opuestos de la pila), es decir, le provee energía
potencial eléctrica a loselectrones para moverse (las cargas fluyen desde
mayor potencial hasta menor potencial). Esta energía de los electrones a
medida que se mueven por el cable y pasan por las resistencias la van
perdiendo (caída de potencial), hasta que, finalmente, vuelven a la pila y se
cargan de más energía para volver a empezar.

Esta variación de la energía y la diferencia de potencial o voltaje se relacionancon la siguiente expresión:

Diferencia de potencial
(Volt)

V = E
q

Energía (Joules)

Carga (Coulomb)

Unidad Joule: el joule se puede definir como el trabajo necesario para
mover una carga eléctrica de un coulomb a través de una diferencia de
potencial de 1 volt. Es decir, un volt-coulomb (V . C).

V = E V.C
q C

o

E = V x q

PROBLEMA EJEMPLO:
Un dispositivo eléctrico tiene unacorriente de 2A y está conectado a una
fuente de 9V. Averigua la energía que usa el dispositivo en 15 minutos.

Datos:
V= 9V
I= 2A
T= 15 min= 15 x 60 = 900 segundos
De lo que vimos antes sabemos que:
Entonces:

I=q
t
q = I x t = 2A x 900 s = 2C/s x 900 s =1800 C

Además: E = V x q = 9V x 1800 C = 16200 J = 1,62 x 104 J
Energía que usa el dispositivo en 15 minutos

R
(Luz + calor)

E0j

-

E=0j

+BATERÍA

POTENCIA ELÉCTRICA (P = Watts)
De acuerdo con la ley de conservación de energía, “la energía total que
entrega la batería o pila a los portadores de carga (electrones) debe
transferirse por completo a los elementos del circuito”; es decir, al regresar a
la batería un portador de carga pierde toda la energía potencial eléctrica que
ganó de esa fuente y está listo para repetir elproceso.
De esta forma, los distintos componentes de un circuito transforman esa
energía, en otras formas de energía (lumínica, térmica, mecánica, etc.), con
diferente rapidez:
LA POTENCIA ELÉCTRICA ESTÁ RELACIONADA CON CUANTA ENERGÍA TRANSFORMA
UN ELEMENTO DEL CIRCUITO Y EL TIEMPO QUE EMPLEA; SU POTENCIA SERÁ
MAYOR CUANTO MAYOR CANTIDAD DE ENERGÍA TRANSFORMA EN MENOR
TIEMPO.

Potencia
( Watts = J/s)

P =E
t

Energía (Joules )
Tiempo (Segundos)

…Recordando las leyes de Newton vistas el año pasado:
“TODA FUERZA QUE PRODUCE MOVIMIENTO SOBRE ALGÚN OBJETO
PRODUCE TRABAJO”

En este ejemplo la fuerza realizada por el helicóptero a la combi le
produce movimiento, por ende, la fuerza está haciendo trabajo sobre la
combi. Si no moviera la combi, la fuerza no estaría haciendo trabajo.

Ejemplo defuerzas que no realizan trabajo:

En el caso de las cargas eléctricas, para que estas se muevan y circulen, la
batería les realiza trabajo, es decir, genera una fuerza (Diferencia de
potencial) que impulsa a las cargas a moverse por el circuito. Entonces:

Según el PRINCIPIO DE CONSERVACIÓN DE LA ENERGÍA

“EL VALOR DEL TRABAJO REALIZADO POR LA PILA O BATERÍA SOBRE LAS
CARGAS ELÉCTRICAS ES IGUAL A LAENERGÍA QUE LOS RECEPTORES
(RESISTENCIAS, LAMPARITAS, ETC.) TRANSFORMAN EN OTROS TIPOS”
Trabajo (J) = q x V = Energía (J)

P = E = q x V
t
t

I=q
t

P=IxV
J/s = W

C/s

J/C

PROBLEMA EJEMPLO:
Una resistencia de 2,5  que se utiliza en un experimento para calentar agua,
se conecta a una fuente de 24 V. Calcula la corriente (I) que circula por ella y la
potencia.

Sabemos por Ohm que: I = V
R

I =24 V = 9,6 A
2,5 

P = V x I = 24 V x 9,6 A = 24 J/C x 9,6 C/s = 230 J/s = 230 W

OTRA UNIDAD HABITUAL DE POTENCIA: CABALLOS DE FUERZA
(HP = HORSE POWER)

1 HP = 746 W
De uso habitual en la industria automotriz

HONDA CIVIC : 140 HP = 1,0444 x 105 w

TOYOTA COROLLA : 158 HP = 1,17868 x 105 W

ENERGÍA DISIPADA (CONSUMIDA) EN UNA RESISTENCIA:
Vimos que : P = I x V

…como:

V = I x R (Ohm)...