Un problema de poder
Recientemente me mudé a mi nueva casa y lo primero que planeé hacer fue convertir una de las habitaciones en un cine en casa. Había estado soñando con esto durante mucho tiempo y estaba emocionado de comenzar. Estaba hablando con un amigo que resultó ser electricista y me advirtió que debía tener cuidado al elegir el equipo para no sobrecargar los interruptores automáticos. Prestando atención a su advertencia, fui a casa y verifiqué el valor nominal del disyuntor de mi sala de cine en casa. Dijo 15 amperios. Está bien, pensé; ahora sé que juntos el equipo no puede consumir más de 15 amperios de corriente. Saqué el catálogo de cine en casa y comencé a mirar televisores y sistemas de sonido envolvente. Inmediatamente vi un problema. ¡Todo el equipo se calificó en vatios de potencia y no en amperios de corriente! Sabía que el poder y la corriente estaban relacionados de alguna manera, pero no estaba seguro de cómo.
Potencia y Watts
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En busca de respuestas, busqué mi viejo libro de texto de física y comencé a leer. Resulta que la potencia es una medida de cuánta energía se utiliza durante un período de tiempo. Hay muchas unidades diferentes que se pueden usar para expresar potencia, como caballos de fuerza para automóviles. Sin embargo, la energía eléctrica se da casi universalmente en vatios . Un vatio es igual a un julio por segundo. Esto tenía sentido cuando consideré que la potencia es una medida de cuánta energía, medida en julios, se usa por unidad de tiempo, como un segundo. Supongo que es más fácil decir vatios en lugar de julios por segundo.
Potencia, corriente y voltaje
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Toda esta nueva información era genial, pero todavía no estaba seguro de cómo resolver mi problema, así que seguí leyendo. El libro continuó diciendo que la energía eléctrica utilizada por un dispositivo se puede calcular multiplicando la corriente por la diferencia entre el voltaje que entra y sale del dispositivo. Ahora sabía que estaba llegando a alguna parte. El equipo de cine en casa estaba clasificado en vatios de potencia y el disyuntor en amperios de corriente, así que todo lo que me faltaba era el voltaje. Sabía que para los dispositivos conectados a un tomacorriente, la diferencia de voltaje a través del dispositivo era igual a la diferencia de voltaje entre las dos ranuras del tomacorriente. Usando mi medidor eléctrico, probé cuidadosamente el tomacorriente y medí 120 voltios. Con todas las piezas del rompecabezas, multipliqué 120 voltios por la corriente máxima del disyuntor, 15 amperios, y obtuve 1800 vatios de potencia. Esto significó que tuve que seleccionar un televisor y un sistema de sonido envolvente que juntos no usaran más de 1800 vatios de potencia.
Potencia, corriente y resistencia
Más tarde ese día, mi amigo electricista se acercó para ver cómo me estaba yendo con la selección del equipo. Emocionada, le mostré el gigantesco televisor de pantalla plana de 80 pulgadas y el sistema de sonido envolvente megagraves que había seleccionado del catálogo. Le aseguré que había hecho mi investigación y descubrí que este equipo estaba un poco por debajo del límite de 1800 vatios que había calculado. «No tan rápido», dijo; ¡Te estás olvidando de algo! No está contabilizando la energía perdida en el cableado de la casa antes de que llegue a su equipo ‘. Él estaba en lo correcto. Ni siquiera había pensado en esto. Debido a la resistencia de los cables que van desde el disyuntor hasta la sala de cine en casa, parte de la energía eléctrica se convertiría en calor, reduciendo la cantidad de energía disponible en el tomacorriente. Necesitaba averiguar cuánta energía se perdería, pero había un problema. No pude medir la diferencia de voltaje de un extremo del cable al otro a menos que hubiera 15 amperios de corriente fluyendo a través de él. Desafortunadamente, no tenía ninguna forma de hacerlo. Desesperado por respuestas, volví a mi libro de física.
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Quizás no debería haber dejado de leer cuando pensé que tenía toda la información la primera vez. Más abajo en la página, aprendí que la energía eléctrica también se puede calcular usando corriente y resistencia en lugar del voltaje. Ahora, en lugar de usar el voltaje en el tomacorriente, necesitaba medir la resistencia del cable entre el disyuntor y mi sala de cine en casa. Con la ayuda de mi amigo, usamos mi medidor eléctrico y medimos una resistencia de 1 ohmio en el cable. Usando la ecuación del libro, multipliqué la corriente máxima de 15 amperios por sí misma y luego multipliqué ese número por la resistencia. ¡El resultado me dijo que perdería 225 vatios de potencia en el cableado de la casa antes de que llegara a la habitación! Vaya, me sorprendió la gran diferencia que hizo esto. Restar la pérdida de energía de mi cálculo anterior de 1800 vatios me dejó con menos de 1600 vatios para alimentar mi sistema de cine en casa. Mi amigo, que es del tipo cauteloso, dijo que probablemente debería redondear ese número a 1500 vatios para estar seguro. Volviendo al catálogo, mi televisor de pantalla plana de 80 pulgadas tuvo que reducirse a 60 pulgadas para mantenerse dentro de los límites de potencia. Al final, creo que fue mejor aprender sobre la energía eléctrica y comprar el televisor correcto en lugar de disparar el interruptor cada vez que intentaba ver una película.
Resumen de la lección
La potencia es una medida de cuánta energía se utiliza durante un período de tiempo. La energía eléctrica casi siempre se mide en unidades de vatios, donde un vatio es igual a un joule por segundo. La energía eléctrica consumida por un dispositivo es igual a la corriente multiplicada por la diferencia entre el voltaje que entra y sale del dispositivo. Si no se conoce la diferencia de voltaje, la potencia también se puede calcular multiplicando la corriente por sí misma y luego multiplicando el resultado por la resistencia.
Los resultados del aprendizaje
Después de ver esta lección, podrá:
- Defina el poder y diga cómo se expresa normalmente
- Calcule cuánta energía eléctrica consume un dispositivo
- Encuentra energía cuando no se conoce la diferencia de voltaje
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