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Potencia eléctrica

La energía eléctrica se transmite por líneas sobre torres, como estas enBrisbane, Australia.
La potencia eléctrica es la relación de paso de energía de un flujo por unidad de tiempo; es decir, la cantidad de energíaentregada o absorbida por un elemento en un tiempo determinado. La unidad en el Sistema Internacional de Unidades es elvatio (watt).
Cuando una corrienteeléctrica fluye en cualquier circuito, puede transferir energía al hacer un trabajo mecánico o termodinámico. Los dispositivos convierten la energía eléctrica de muchas maneras útiles, como calor, luz (lámpara incandescente), movimiento (motor eléctrico), sonido (altavoz) o procesos químicos. La electricidad se puede producir mecánica o químicamente por la generación de energía eléctrica, o también porla transformación de la luz en las células fotoeléctricas. Por último, se puede almacenar químicamente en baterías.
La energía consumida por un dispositivo eléctrico se mide en vatios-hora (Wh), o en kilovatios-hora (kWh). Normalmente las empresas que suministran energía eléctrica a la industria y los hogares, en lugar de facturar el consumo en vatios-hora, lo hacen en kilovatios-hora (kWh). Lapotencia en vatios (W) o kilovatios (kW) de todos los aparatos eléctricos debe figurar junto con la tensión de alimentación en una placa metálica ubicada, generalmente, en la parte trasera de dichos equipos. En los motores, esa placa se halla colocada en uno de sus costados y en el caso de las bombillas de alumbrado el dato viene impreso en el cristal o en su base.

Potencia en corriente alternaCuando se trata de corriente alterna (AC) sinusoidal, el promedio de potencia eléctrica desarrollada por un dispositivo de dos terminales es una función de losvalores eficaces o valores cuadráticos medios, de la diferencia de potencial entre los terminales y de la intensidad de corriente que pasa a través del dispositivo.
Si a un circuito se aplica una tensión sinusoidal  con velocidadangular  y valor de pico  de forma

Esto provocará, en el caso de un circuito de carácter inductivo (caso más común), una corriente  desfasada un ángulo  respecto de la tensión aplicada:

Donde, para el caso puramente resistivo, se puede tomar el ángulo de desfase como cero.
La potencia instantánea vendrá dada como el producto de las expresiones anteriores:

Mediante trigonometría, la expresiónanterior puede transformarse en la siguiente:

Y sustituyendo los valores del pico por los eficaces:

Se obtiene así para la potencia un valor constante,  y otro variable con el tiempo, . Al primer valor se le denomina potencia activa y al segundo potencia fluctuante.
Componentes de la intensidad.

Figura 1.- Componentes activa y reactiva de la intensidad; supuestos inductivo, izquierda ycapacitivo, derecha.
Consideremos un circuito de C. A. en el que la corriente y la tensión tienen un desfaseφ. 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:


El producto de la intensidad, I, y las de sus componentes activa, Ia, yreactiva, Ir, por la tensión, V, da como resultado las potencias aparente (S), activa (P) y reactiva (Q), respectivamente:




Potencia aparente

Figura 2.- Relación entre potencia activa, aparente y reactiva.
La potencia compleja de un circuito eléctrico de corriente alterna (cuya magnitud se conoce como potencia aparente y se identifica con la letra S), es la suma (vectorial) de la potencia quedisipa dicho circuito y se transforma en calor otrabajo (conocida como potencia promedio, activa o real, que se designa con la letra P y se mide en vatios (W)) y la potencia utilizada para la formación de los campos eléctrico y magnético de sus componentes, que fluctuará entre estos componentes y la fuente de energía (conocida como potencia reactiva, que se identifica con la letra Q y se mide...