Antecedentes
-Álgebra
-Prefijos
-Ley de Ohm.
Explicación
En esta entrada complementaremos un poco sobre la ley de ohm con el concepto de la potencia, la potencia se define como tal como trabajo por unidad de tiempo, es decir; en los circuitos eléctricos la potencia se puede definir como la energía que ocupa un circuito o bien como la energía disipada en este circuito.
En los ejercicios anteriores en la entrada La Ley de Ohm, la potencia era absorbida por la resistencia y esta podemos verla físicamente. La potencia se muestra como el calor y/o la luz y siempre de los siempres es positiva en una resistencia gracias a que es un dispositivo pasivo (Dispositivos que disipan calor).
Concepto
Como ya se había mencionado antes la potencia no es más que : " El trabajo por unidad de tiempo" o como lo diría Wikipedia " la cantidad de energía eléctrica entregada o absorbida por un elemento en un momento determinado."
La potencia se podría expresar de la siguiente manera:
P=(V)(I)
Donde:
P: Potencia disipada o entregada.
V: Voltaje del circuito
I: Corriente del circuito.
La potencia como se dijo desde el principio es trabajo por unidad de tiempo, lo cual debería tener unidades en [J/t] que sería el trabajo que se mide en Joules y el tiempo que convencionalmente se mide en segundos, pero para esa relación la potencia tiene sus propias unidades, por que bueno, a alguien se le tenía que dar el crédito ¿No? , en cual se le atribuye a James Watt, por lo tanto la potencia tiene unidades en Watts que se abreviaría en [W] .
Si es que recordamos la maravillosa Ley de Ohm podemos ver la potencia de diferentes formas, es decir; "Aún que la Mona se vista de Seda, Mona se queda", a lo que voy con esa frase es que si recordamos la ley de Ohm;
V=(R)(I)
Podemos aplicarla en la potencia sustituyendo el voltaje y nos quedaría una ecuación así:
P=(R)(I)(I)
Que si pusimos atención en nuestras clases de álgebra, la corriente se multiplica por si misma, siendo así que la corriente se eleva al cuadrado siendo que :
De esta manera vemos que con tan solo conociendo la corriente del circuito y la resistencia del circuito se puede saber fácilmente la potencia que absorbe el circuito.
Ejercicios :
Ahora si hermanazos, veremos algunos ejercicios para que se ponga a mover esa ardilla en nuestra cabeza.
La resistencia de 450Ω que se muestra en al figura de abajo, está conectada a un circuito que hace fluir una corriente de 45 mA a través de ella. Calcule la tensión a través de la resistencia y la potencia que esta disipando.
Solución:
Pfff en este circuito existen varias maneras hacerlo, les mentiría si este circuito no lo reutilicé para los mismos ejemplos de la Ley de Ohm, pero es bastante practico para explicar estos nuevos conceptos.
Hagamos un par de procedimientos para entender como se resuelve este ejercicio.
El voltaje lo podemos sacar con nuestra maravillosa ley de Ohm, pues si tenemos la corriente (I) y tenemos la resistencia (R), se puede aplicar ley de Ohm.
Ley de Ohm
V= (R)(I) = (450Ω)(45mA) = 20.25 [V]
¡Bien tenemos el voltaje! y por su puesto que tenemos también la corriente, entonces podemos aplicar la ecuación de la potencia que involucra el voltaje y la corriente. Que sería;
P=(V)(I)= (20.25V)(45mA) = 0.91125 [W]
Y listo! tenemos la potencia de ese circuito, pero tranquilos mis buenos colegas, aún se puede sacar de otras maneras como:
Lo más fácil es tomar los datos que te dan y aplicar la ecuación de la potencia junto con la ley de Ohm, así en seco como lo vimos en el concepto.
Sustituimos y tenemos que
P=(450Ω)(0.045 A)^2 =0.91125 [W]
Y tenemos el mismo resultado!! ¿Coincidencia? no lo creo, ¿Destino? mucho menos!, ¿Tacos al pastor? 3 por favor.
Bien pues ahora es tu turno de demostrarme que esta entrada valió más que la pena.
Ejercicio Propuesto :
Una resistencia de 500Ω esta conectada a una fuente de voltaje de 12 V .
Calcular la potencia que absorbe del siguiente circuito eléctrico.
Respuesta:
P= 0.288 [W]
Referencias:
WilliamH. Hayt, Jr. , " Análisis de circuitos eléctricos en ingeniería", Octava edición
https://es.wikipedia.org/wiki/Potencia_el%C3%A9ctrica
