Potencia Elc3a9ctrica

Potencia eléctrica La potencia eléctrica es la relación de paso pa so de energía por unidad de tiempo; es decir, la cantidad de energía energía entregada  entregada o absorbida por un elemento en un tiempo determinado  p =  (p = dW  /  / dt ). ). La unidad en el Sistema Internacional de Unidades es Unidades es el vatio vatio o  o att, !ue es lo mismo. "uando una corriente el#ctrica $lu%e en un circuito, puede trans$erir energía al &acer un traba'o mecnico o mecnico o termodinmico. Los dispositivos convierten la energía el#ctrica de muc&as maneras tiles, como calor , lu* lu* (  (lmpara lmpara incandescente), incandescente), movimiento movimiento (  (motor motor el#ctrico), el#ctrico ), sonido sonido (  (altavo* altavo*)) o procesos o procesos !uímicos. !uímicos. La electricidad se puede producir mecnicamente o !uímicamente por la generación de energía el#ctrica, el#ctrica, o tambi#n por la trans$ormación de la lu* en las c#lulas $otoel#ctricas. $otoel#ctricas. +or ltimo, se puede almacenar !uímicamente en baterías en baterías..

•

Potencia en corriente continua "uando se trata de corriente continua ("") continua ("") la potencia el#ctrica desarrollada en un cierto instante por un dispositivo de dos terminales, es el produ cto de la di$erencia de potencial entre dic&os terminales % la intensidad de corriente !ue pasa a trav#s del dispositivo. +or esta ra*ón la potencia es proporcional p roporcional a la corriente % a la tensión. sto es,

(-) onde I es el valor instantneo de la corriente % V es el valor instantneo del volta'e. Si I se epresa en amperios amperios %  % V en voltios voltios,, P estar epresada en atts (vatios (vatios). ). Igual de$inición se aplica cuando se consideran valores promedio para I, V % P. "uando el dispositivo es una resistencia resistencia de  de valor R  o  o se puede calcular la resistencia e!uivalente del e!uivalente  del dispositivo, la potencia tambi#n puede calcularse como

Potencia en corriente alterna "uando se trata de corriente alterna (0") sinusoidal, el promedio de potencia el#ctrica desarrollada por un dispositivo de dos terminales es una $unción de los valores e$icaces o e$icaces o

valores cuadrticos medios, de la di$erencia de potencial entre los terminales % de la intensidad de corriente !ue pasa a trav#s del dispositivo. n el caso de un circuito de carcter inductivo (caso ms comn) al !ue se aplica una tensión sinusoidal

con velocidad angular  % valor de pico

sto provocar una corriente

retrasada un ngulo

resulta1

respecto de la tensión aplicada1

La potencia instantnea vendr dada como el producto de las epresiones anteriores1

2ediante trigonometría, la anterior epresión puede trans$ormarse en la siguiente1

3 sustitu%endo los valores del pico por los e$icaces1

Se obtiene así para la potencia un valor constante, tiempo,

% otro variable con el

. 0l primer valor se le denomina potencia activa % al segundo

potencia fluctuante. Potencia fuctuante 0l ser la potencia $luctuante de $orma senoidal, su valor medio ser cero. +ara entender me'or !u# es la potencia $luctuante, imaginemos un circuito !ue sólo tuviera una potencia de este tipo. llo sólo es posible si 4 = 5 / 6, !uedando

caso !ue corresponde a un circuito inductivo puro o capacitivo puro. +or lo tanto la  potencia $luctuante es debida a un solenoide o a un condensador .7ales elementos no consumen energía sino !ue la almacenan en $orma de campo magn#tico % campo el#ctrico.

Componentes de la intensidad

Figura 1.- Componentes activa y reactiva de la intensidad; supuestos inductivo, izquierda y capacitivo, derecha. "onsideremos un circuito de ". 0. en el !ue la corriente % la tensión tienen un des$ase φ. Se de$ine componente activa de la intensidad, Ia, a la componente de #sta !ue est en $ase con la tensión, % componente reactiva, Ir, a la !ue est en cuadratura con ella (v#ase 8igura -). Sus valores son1

l producto de la intensidad, I, % las de sus componentes activa, Ia, % reactiva, Ir, por la tensión, V, da como resultado las potencias aparente (S), activa (P) % reactiva (Q), respectivamente1

Potencia aparente

Figura .- !elaci"n entre potencia activa, aparente y reactiva. La potencia comple'a (cu%a magnitud se conoce como potencia aparente) de un circuito el#ctrico de corriente alterna, es la suma (vectorial) de la potencia !ue disipa dic&o circuito % se trans$orma en calor  o traba'o(conocida como potencia promedio, activa o real) % la  potencia utili*ada para la $ormación de los campos el#ctrico % magn#tico de sus componentes !ue $luctuar entre estos componentes % la $uente de energía (conocida como  potencia reactiva). sta potencia no es la realmente 9til9, salvo cuando el $actor de potencia es la unidad (cos φ=1), % se:ala !ue la red de alimentación de un circuito no sólo &a de satis$acer la energía consumida por los elementos resistivos, sino !ue tambi#n &a d e contarse con la !ue van a 9almacenar9 las bobinas % condensadores. Se la designa con la letra S % se mide en voltiamperios (0) (la potencia activa se mide en vatios (+ercicio P>G &n campo elctrico uniforme de valor 200 N/C  tiene la direcci'n   positiva. e de*a en li"ertad una car!a puntual Q=3 C inicialmente en reposo % u"icada en el ori!en de coordenadas. a) +Cuál es la ener!a cintica de la car!a cuando está en la posici'n x=m") +Cuál es la variaci'n de ener!a potencial elctrica de la car!a desde x=0m asta  x=mc) +Cuál es la diferencia de potencial ! "m# - ! "0m#-

 Resolución: Sabemos !ue ∆c=D∆U p % !ue por la de$inición de gradiente de potencial

La di$erencia de energía potencial se calcula como

% la variación de energía cin#tica es

 Respuesta:

9a ener-.a cinética ,e la car-a para H = &  es !0& H 1$G  9a variación ,e ener-.a potencial eléctrica ,e la car-a ,es,e H = $ a H = &  es  !0& H 1$G  9a ,iferencia ,e potencia V($&)=  E$$ v