Potencia Eléctrica y Energía – Rendimiento

Relación entre Potencia y Energía

La potencia es la rapidez con la que se realiza un trabajo o la rapidez con la que se gasta energía. Esta definición se aplica también en electricidad y electrónica donde se tiene que la energía eléctrica resulta de la diferencia de potencial entre dos puntos (un voltaje). Si hubiera un camino para la circulación de cargas entre estos dos puntos, tendríamos una corriente eléctrica.

Conociendo estos dos datos podemos calcular la potencia eléctrica multiplicación de la corriente (en amperios) por el voltaje (en voltios). Potencia = P = I x V.

Otras fórmulas para expresar la potencia eléctrica son: P = V2/R   y   P = I2xR

La unidad de potencia eléctrica es el watt o vatio (W).

Hay múltiplos y submúltiplos del watt (se muestran los más comunes) como:

– 1 miliwatt o milivatio = 1 watt / 1000 = 0.001 watt
– 1 kilowatt o kilovatio = 1 000 watts
– 1 megawatt o megavatio = 1 000 000 watts = 1 000 kilowatts

Ejemplo:

Si en una resistencia tenemos que la corriente I = 0.25 amperios y el voltaje V = 3 Voltios, la potencia P = I x V = 0.25 x 3 = 0.75 watts = 750 miliwatts.

Con ayuda de la ley de Ohm, se obtienen los siguientes resultados: P = V2/R   y   P = I2xR.

En la primera fórmula se puede obtener la potencia eléctrica sin tener el valor de la corriente y en la segunda fórmula se obtiene la potencia sin tener el valor del voltaje. Estas fórmulas son muy útil para hallar la potencia en una resistencia (La ley de Joule), donde la energía se convierte en calor.

Fórmula de Potencia Eléctrica y Rendimiento

Pero la energía eléctrica no siempre se transforma en calor. En el caso de un motor eléctrico, la potencia se convierte en movimiento mecánico. En una emisora de radio o televisión la potencia se convierte en gran parte en ondas electromagnéticas.

En un equipo de sonido la potencia se convierte en ondas sonoras. En un bombillo / foco la potencia se convierte en luz y calor. Normalmente el calor que se disipa no se aprovecha y se considera potencia perdida o potencia inútil.

La idea principal en los motores, bombillos, etc. es lograr que la potencia que se les suministra sea aprovechada al máximo, de manera que la potencia perdida en calor y otros sea mínima. Para saber que también se logra esto, se utiliza el concepto de “rendimiento”

¿Qué es Rendimiento (η)?

El rendimiento (η) es una dato que nos indica que porcentaje de la potencia de entrada, se logra  entregar a la salida. Si la potencia de salida es igual a la potencia de entrada entonces se logra transferir el toda potencia de la entrada a la salida. Entonces el rendimiento es del 100% ó “1”,

Si la potencia de salida es la mitad de la potencia de entrada entonces se logra transferir solo la mitad de toda potencia de la entrada a la salida. Entonces el rendimiento es del 50% ó “0.5”

La fórmula de Rendimiento es = Potencia de salida / Potencia de entrada.

– Ejemplo 1:

Si un bombillo es de 100 watts, pero la potencia que se aprovecha en luz es 80 watts, el rendimiento será: η = 80/100 = 0.8 = 80%. El 20% restante se pierde en calor.

– Ejemplo 2:

Si un calentador de agua es de 4000 watts, pero la potencia que se aprovecha en calor son 3700 watts, el rendimiento será: η = 3700/4000 = 0.925 = 92.5%. El 7.5% restante es calor que se pierde.

Nota: 1 HP (Horse Power / Caballo de fuerza) = 745.7 watts.

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