La potencia eléctrica se
define como el trabajo realizado para trasladar un objeto de un punto a otro.
En particular, para el caso eléctrico, definimos el potencial eléctrico del
punto A al punto B,
como el trabajo realizado para trasladar una carga positiva unitaria q de
un punto a otro, desde B hasta A.
La analogía que existe entre el potencial eléctrico y la energía potencial es
que cuando un cuerpo se eleva a una cierta altura h, sobre el nivel del suelo,
su energía potencial es positiva, pues al regresar a éste será capaz de
realizar un trabajo equivalente a su energía potencial, como se ve en la figura
siguiente.
El nivel del suelo se puede
considerar como nivel cero de energía Potencial. De la misma manera, el
potencial eléctrico se toma como Cero en ese lugar.
Algunos personajes que aportaron
al tema de potencial eléctrico fueron:
1800 -
Alessandro Volta, físico italiano, anuncia en la Royal Society de Londres el
resultado de sus experimentos (desde 1786) generando electricidad mediante
metales diferentes separados por un conductor húmedo. Volta apila 30 discos
metálicos separados cada uno por un paño humedecido en agua salada, obteniendo
electricidad. A tal dispositivo se le llamó "pila voltaica", de allí
se origina el nombre de las "Pilas". En honor de Alessandro
Volta, la unidad de medida del potencial eléctrico se denomina Voltio.
1820 -
Poco después del descubrimiento de Oersted, el científico francés André Marie
Ampere logró formular y demostrar experimentalmente, la ley que explica en
términos matemáticos la interacción entre magnetismo y electricidad. En su
memoria fue nombrada la unidad de intensidad de corriente eléctrica: el Amperio.
1827 - El
profesor alemán Georg Simon Ohm publica el resultado de sus experimentos que
demuestran la relación entre Voltaje, Corriente y Resistencia. Conocida hoy
como Ley de Ohm. Su trascendencia fue menospreciada por sus colegas de la época
y solo reconocida dos décadas después.
1827 -
El físico alemán Gustav Kirchoff expone dos reglas, con respecto a la
distribución de corriente en un circuito eléctrico con derivaciones, llamadas
Leyes de Kirchoff.
Los distintos tipos de
potencia eléctrica en un circuito de corriente continua:
POTENCIA ELECTRICA EN UN
CIRCUITO DE CORRIENTE ALTERNA MONOFASICA.
POTENCIA ELECTRICA EN UN
CIRUITO DE CORRIENTE ALTERNA TRIFASICO.
La exprecion matematica de
potencial eléctrico es:
P=E*I
Y la unidad es:
La rapidez de un Joule de
trabajo en un segundo es la unidad básica de potencia y recibe nombre de Watt.
Watt es la potencia
consumida cuando 1 Amper de corriente fluye atreves de una diferencia de potencia
de 1 Volts.
El área en que se aplica el concepto del potencial eléctrico es:
Cuando una corriente eléctrica fluye en cualquier circuito, puede transferir
energía 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.
A continuación explicaremos
mediante ejercicios la aplicación de la expresión matemática del potencial
eléctrico de cargas puntuales.
1. Una
batería de automóvil de 12 V de fem proporciona 7,5 A al encender las luces
delanteras. Cuando el conductor opera el motor de arranque con las luces
encendidas, la corriente total llega a 40 A. Calcule la potencia eléctrica en
ambos casos.
Resolución:
datos: fem = 12 V
i1 = 7,5 A
i2 = 40 A
P1 = V.i1 Þ P1 = 12 V.7,5
A Þ P1 = 90 W
P2 = V.i2 Þ P2 = 12 V.40
A Þ P1 = 480 W
2. Una
lámpara cuya I es de 0,5 está conectada a una línea de 220v. Calcular:
La potencia eléctrica
La energía consumida en
Julios si ha estado encendido durante 5h.
P= V·I = 0,5·220 = 110
w
E = P.T= 110 ·
3600·5=1.980.000 Jul
3. Una
pila cuesta 2,00 €. Su tensión es de 1,5 V y puede entregar 2 A durante 6
horas, calcule:
a) La potencia.
b) La energía.
c) El costo de cada kWh.
Resolución:
datos: i = 2 A
V = 1,5 V
c pila = 2,00 €
t = 6 h = 21600 s
a) P = V.i Þ P = 1,5 V.2 A Þ P = 3
W
b) E = P.t Þ E = 3
W.21600 s Þ E = 64800 J = 0,018 kW.h
c) Costo = c pila/E Þ Costo
= 2,00€ / 0,018 kW.h Þ Costo = 111,11 $/kW.h
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