Cálculo de energía y potencia en circuitos eléctricos

Circuito electrico

Estamos rodeados de circuitos eléctricos. Definimos un circuito eléctrico como un circuito cerrado a través del cual la electricidad fluye libremente. Las luces de su habitación funcionan con circuitos eléctricos. Su televisor, la computadora que está usando para leer esta lección e incluso su teléfono celular funcionan con circuitos eléctricos. Sí, los circuitos eléctricos son muy comunes hoy en día en nuestra sociedad dependiente de la electricidad.

Energía y Poder

Cuando enciende estos circuitos eléctricos, puede ver su energía y potencia en funcionamiento. Cuando acciona el interruptor de las luces de su habitación, ve que las luces se iluminan y comienzan a emitir luz. Cuando enciende su televisor, ve que la pantalla de su televisor se enciende y puede ver varios programas de televisión que le ofrecen sus proveedores de televisión locales. Cuando enciende su computadora, ve que su monitor se enciende, y luego, puede usar todo tipo de programas de computadora en él. Cuando enciende su teléfono celular, puede hacer llamadas telefónicas y escribir mensajes de texto a sus amigos y familiares

¿De dónde proviene este poder y esta energía? Proviene de baterías o de su proveedor de electricidad. Dado que se trata de circuitos eléctricos, también se trata de energía eléctrica. Definimos energía eléctrica como la velocidad a la que un circuito utiliza energía eléctrica. La energía eléctrica es la carga que proviene de una batería o de la central eléctrica. Hay dos formas de calcular esta potencia. Podemos usar el voltaje o la resistencia de un circuito.

Usando voltaje

Para usar el voltaje del circuito, podemos usar esta fórmula para calcular la potencia:

P = V * I

Tenemos que la potencia es igual al voltaje del circuito multiplicado por la corriente I del circuito. Cuando nuestra unidad de voltaje es voltios ( V ) y la unidad de corriente es amperios, o amperios para abreviar ( A ), entonces tenemos que multiplicarlos para obtener el vatio ( W ), la unidad estándar de potencia. Entonces, digamos que tenemos dos baterías de 2.5 voltios conectadas juntas para hacer 5 voltios. Si enviamos una corriente de 0,5 amperios a través de él, obtenemos una potencia de:

P = 5 V * 0,5 A = 2,5 W

Puede alimentar un reloj con 2,5 vatios de potencia.

Usando resistencia

Otra forma en que puede calcular la potencia es utilizando la cantidad de resistencia en un circuito. De hecho, puede convertir la fórmula de potencia con voltaje en la fórmula de potencia con resistencia utilizando la Ley de Ohm, que le dice V = I * R (el voltaje es igual a la corriente por la resistencia).

P = V * I

P = ( I * R ) * I

P = I ^ 2 * R

O,

P = V * I

P = V * ( V / R )

P = V ^ 2 / R

Si le dan la corriente y la resistencia, puede usar P = I ^ 2 * R para encontrar su potencia. Si le dan el voltaje y la resistencia, entonces puede usar P = V ^ 2 / R para encontrar su potencia.

Por ejemplo, supongamos que se le ha dado que cierto circuito eléctrico tiene una resistencia de 1500 ohmios con una corriente que lo atraviesa de 5 amperios. La potencia utilizada por este circuito es entonces:

P = I ^ 2 * R = (5 A ) ^ 2 * 1500 ohmios = 25 * 1500 = 37,500 W o 37,5 kW

Esto es casi suficiente para ejecutar un rizador.

Ahora, digamos que le dan otro circuito eléctrico que funciona con 120 voltios y una resistencia de 192 ohmios. Utiliza P = V ^ 2 / R para encontrar la potencia que utiliza este circuito. Usted obtiene:

P = (120 V ) ^ 2/192 ohmios = 14400/192 = 75 W

Esto es suficiente para alimentar una máquina de coser.

Resumen de la lección

Repasemos lo que hemos aprendido. Un circuito eléctrico es un circuito cerrado a través del cual la electricidad fluye libremente. La energía eléctrica es la velocidad a la que un circuito utiliza energía eléctrica. La fórmula para encontrar la potencia en un circuito es:

P = V * I

Usamos la ley de Ohm ( V = I * R ) para derivar otras dos fórmulas de potencia que usan la resistencia de un circuito.

P = V * I

P = ( I * R ) * I

P = I ^ 2 * R

O,

P = V * I

P = V * ( V / R )

P = V ^ 2 / R

Rodrigo Ricardo Editor y fundador