Potencia Electrica

Potencia eléctrica
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Potencia eléctrica
La potencia eléctrica es la relación de paso de
energía de un flujo 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 watt, que es
lo mismo.
Cuando una corriente eléctrica fluye en un circuito,
puede transferirenergía 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 por la
transformación de la luz en las célulasfotoeléctricas. Por último, se puede almacenar
químicamente en baterías.
La potencia eléctrica se transmite por líneas sobre torres, como éstas en
Brisbane, Australia.
Potencia en corriente continua
Cuando se trata de corriente continua (CC) la potencia eléctrica desarrollada en un cierto instante por un dispositivo
de dos terminales, es el producto de la diferencia de potencial entredichos terminales y la intensidad de corriente que
pasa a través del dispositivo. Por esta razón la potencia es proporcional a la corriente y a la tensión. Esto es,
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donde I es el valor instantáneo de la corriente y V es el valor instantáneo del voltaje. Si I se expresa en amperios y V
en voltios, P estará expresada en watts (vatios). Igual definición se aplica cuando se consideran valorespromedio
para I, V y P.
Cuando el dispositivo es una resistencia de valor R o se puede calcular la resistencia equivalente del dispositivo, la
potencia también puede calcularse como
, recordando que a mayor luz, menor voltaje.
Potencia eléctrica
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Potencia en corriente alterna
Cuando se trata de corriente alterna (AC) sinusoidal, el promedio de potencia eléctrica desarrollada por undispositivo 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 a través del dispositivo.
En el caso de un circuito de carácter inductivo (caso más común) al que se aplica una tensión sinusoidal
velocidad angular
y valor de pico
Esto provocará una corriente
con
resulta:retrasada un ángulo
respecto de la tensión aplicada:
La potencia instantánea vendrá dada como el producto de las expresiones anteriores:
Mediante trigonometría, la anterior expresión 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 denominapotencia activa y al segundo potencia fluctuante.
Potencia fluctuante
Al ser la potencia fluctuante de forma senoidal, su valor medio será cero. Para entender mejor qué es la potencia
fluctuante, imaginemos un circuito que sólo tuviera una potencia de este tipo. Ello sólo es posible si
,
quedando
caso que corresponde a un circuito inductivo puro o capacitivo puro. Por lo tanto la potenciafluctuante es debida a
un solenoide o a un condensador.Tales elementos no consumen energía sino que la almacenan en forma de campo
magnético y campo eléctrico.
Componentes de la intensidad
Consideremos un circuito de C. A. en
el que la corriente y la tensión tienen
un desfase φ. Se define componente
activa de la intensidad, Ia, a la
componente de ésta que está en fase
con la tensión, ycomponente reactiva,
Ir, a la que está en cuadratura con ella
(véase Figura 1). Sus valores son:
Figura 1.- Componentes activa y reactiva de la intensidad; supuestos inductivo, izquierda
y capacitivo, derecha.
Potencia eléctrica
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El producto de la intensidad, 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...