Potencia Eléctrica 

Potencia

Potencia sea eléctrica o mecánica significa la rapidez con la que se realiza un trabajo. Siempre se realiza trabajo cuando una fuerza provoca movimiento. Si se emplea una fuerza mecánica para levantar o mover una pesa, se hace trabajo. Sin embargo, la fuerza ejercida sin causar movimiento como la fuerza de un resorte en tensión entre dos objetos inmóviles no es trabajo

Factor de potencia

Se define factor de potencia, f.d.p., de un circuito de corriente alterna, como la relación entre la potencia activa, P, y la potencia aparente, S,^[. Da una medida de la capacidad de una carga de absorber potencia activa. Por esta razón  f.d.p = 1 en cargas puramente resistivas y en elementos inductivos y capacitivos ideales sin resistencia f.d.p = 0.

Unidades de potencia eléctrica

La unidad básica de potencia es el Watt, que equivale a voltaje multiplicado por intensidad de corriente, o sea la cantidad de coulomb de electrones que pasan por un punto en un segundo. Esto representa la velocidad con que está realizando el trabajo de mover electrones en un material. El símbolo P indica potencia eléctrica. He aquí como se determina la potencia utilizada en una resistencia

El vatio (watt) es la unidad de potencia del Sistema Internacional de Unidades. Su símbolo es W.

Es el equivalente a 1 julio sobre segundo (1 J/s) y es una de las unidades derivadas. Expresado en unidades utilizadas en electricidad, un vatio es la potencia eléctrica producida por una diferencia de potencial de 1 voltio y una corriente eléctrica de 1 amperio (1 voltiamperio).

vatio
Estándar:	Unidades derivadas del Sistema Internacional
Magnitud:	Potencia
Símbolo:	W
Nombrada por:	James Watt
Expresada en:	1 W =
Unidades básicas del SI	kg m2/s3
Unidades derivadas del SI	V A = J/s
Unidades de Planck	2,75610 × 10-53 Pp

Corriente Alterna

Se denomina corriente alterna (CA) a la corriente eléctrica en la que la magnitud y el sentido varían cíclicamente. La forma de oscilación de la corriente alterna más comúnmente utilizada es la de una oscilación sinusoidal puesto que se consigue una transmisión más eficiente de la energía. Sin embargo, en ciertas aplicaciones se utilizan otras formas de oscilación periódicas, tales como la triangular o la cuadrada

Formula: P = VI cos θ

EJERCICIOS DE CORRIENTE ALTERNA

1.

 Una bobina de autoinducción L = 319 mH y resistencia óhmica despreciable se conecta a lared de 230 V y 50 Hz. ¿Cuál es la intensidad que circula por la bobina?.

Sol: 2,29 A.

1. Un suministro de 10sen ωt (Vef=10) brinda energía a un circuito en serie que comprende una inductancia de L= 1 H y una resistencia de R= 1 Ω

. Si el voltaje a través de R está retrasado 30ºcon respecto al voltaje de suministro, calcular la frecuencia angular (ω) del suministro y la potencia disipada en la R.

2. Una carga eléctrica opera a 240 Volts (rms). La carga absorbe una potencia media de 8K Watts con un factor de potencia 0.8 atrasado. Determinar S (fasor) y la impedancia de la carga.

.- Un generador de CA que produce una fem de 110 V, se conecta en serie a una resistencia de 80 Ω, y a una intensidad de corriente de 0.82 Amperes. Si la impedancia del circuito es de 133.4 Ω, y la reactancia es de 106.8 Ω, calcular a) el ángulo de fase de la corriente b) el factor de potencia c) la potencia real consumida por el circuito d) la potencia total o teórica que suministra la fuente.

Datos                                Fórmula

V = 110 V              Tanθ = X

R = 80 Ω               a)Tan θ = 106.8 Ω = 1.335 θ= tan^-1 1.335 = 53°.

 80Ω

I = 0.82 A b) Cos θ = cos 53° = 0.6
Z = 133.4 Ω
X = 106.8 Ω c) Potencia real = Potencia total x cos θ
a) θ = ? Potencia total = P = VI cos θ = 110 V x 0.82 A x 0.6= 54.12                                                                              Watts.
b) Potencia total = Potencia real = 54.12 Watts = 90.2 Watts.

                   cos θ 0.6

 Corriente Directa

La corriente directa (CD) o corriente continua (CC) es aquella cuyas cargas eléctricas o electrones fluyen siempre en el mismo sentido en un circuito eléctrico cerrado, moviéndose del polo negativo hacia el polo positivo de una fuente de fuerza electromotriz (FEM), tal como ocurre en las baterías, las dinamos o en cualquier otra fuente generadora de ese tipo de corriente eléctrica.

Formula:P = VI y se mide en watts

EJERCICIOS DE CORRIENTE CONTINUA.

Cuál será la potencia o consumo en watt de una ampolleta conectada a una red de energía eléctrica doméstica monofásica de 220 volt, si la corriente que circula por el circuito de la ampolleta es de 0,45 ampere?

Sustituyendo los valores en la fórmula tenemos:

P = V • I

P = 220 • 0,45

P = 100 watt

Es decir, la potencia de consumo de la ampolleta será de 100 W.

2.- La potencia de una lavadora es 1.800 watt, si un generador le suministra una corriente de 8,18 A, ¿a qué tensión está conectada?

3.- Un generador transporta una carga de 800 Coulomb (C), si su potencia es de 120 watt, ¿qué energía suministra el generador si al conectarlo a un conductor hace circular una corriente de 10 A?

4.- ¿Qué corriente fluye por un artefacto si consume una potencia de 1200 watt y se conecta a una diferencia de potencial de 220 voltios?

Corriente Trifasica

En ingeniería eléctrica un sistema trifásico es un sistema de producción, distribución y consumo de energía eléctrica formado por tres corrientes alternas monofásicas de igual frecuencia y amplitud (y por consiguiente, valor eficaz) que presentan una cierta diferencia de fase entre ellas, en torno a 120°, y están dadas en un orden determinado. Cada una de las corrientes monofásicas que forman el sistema se designa con el nombre de fase. Un sistema trifásico de tensiones se dice que es equilibrado cuando sus corrientes son iguales y están desfasados simétricamente.

Voltaje de las fases enun sistema trifasico

Potencia mecánica

La potencia mecánica es la potencia transmitida mediante la acción de fuerzas físicas de contacto o elementos mecánicos asociados, como palancas, engranajes, etc.

El caso más simple es el de una partícula sobre la que actúa una fuerza constante o variable. De acuerdo con la mecánica clásica, el trabajo realizado sobre la partícula por dicha fuerza es igual a la variación de su energía cinética (energía de movimiento), por lo que la potencia desarrollada por la fuerza

Es el trabajo realizado por una maquina o una persona en un determinado intervalo de tiempo

P= (W/t)

Donde

• P es la potencia,
• W es el trabajo,
• t es el tiempo.

Ejercicios de potencia mecánica.Marcar falso (F) o verdadero (V), respecto a la potencia mecánica. La energía se puede medir en kilowatt hora (kW-h)

1.

II. La potencia mecánica es la rapidez con que se realiza trabajo mecánico. 

III. La potencia mecánica se mide en watt (abreviado es W)

A) VVF B) FVV C) VFV D) VVV E) VFF

2.

Marcar falso (F) o verdadero (V), respecto a la eficiencia. No existe ninguna máquina o motor de eficiencia 100%.

II. La eficiencia señala el grado de perfeccionamiento de una máquina o motor.  

III. La eficiencia es una cantidad adimensional

.A) VVF B) FVV C) VFV D) VVV E) VFF

3.

Un máquina recibe una cantidad de trabajo de 300 J, de los cuales pierde 60 J .Determine la eficiencia de la máquina.

 A) 0,60 B) 0,70 C) 0,80 D) 0,85 E) 0,90

4.

Una máquina de eficiencia 75 % realiza un trabajo útil de 1,8 kJ en un minuto. Determine la potencia (en watts) entrega la máquina.

A) 30 B) 35 C) 40 D) 45 E) 50

5.

El motor de un automóvil recibe 10 galones de gasolina de los cuales pierde 3galones debido al calentamiento, sonido y combustión. Determine la eficiencia del motor.

A) 0,60 B) 0,70 C) 0,80 D) 0,85 E) 0,90

Ley de Ohm

La ley de Ohm establece que la intensidad eléctrica que circula entre dos puntos de un circuito eléctrico es directamente proporcional a la tensión eléctrica entre dichos puntos, existiendo una constante de proporcionalidad entre estas dos magnitudes. Dicha constante de proporcionalidad es la conductancia eléctrica, que es inversa a la resistencia eléctrica.
La ecuación matemática que describe esta relación es:

Donde, I es la corriente que pasa a través del objeto en amperios, V es la diferencia de potencial de las terminales del objeto en voltios, G es la conductancia en siemens y R es la resistencia en ohmios (Ω). Específicamente, la ley de Ohm dice que la R en esta relación es constante, independientemente de la corriente.

Análisis Del Riesgo Eléctrico

Efectos De La Corriente

Las consecuencias del paso de la corriente por el cuerpo pueden ocasionar desde lesiones físicas secundarias (golpes, caídas, etc.), hasta la muerte por fibrilación ventricular.
Una persona se electriza cuando la corriente eléctrica circula por su cuerpo, es decir, cuando la persona forma parte del circuito eléctrico, pudiendo, al menos, distinguir dos puntos de contacto: uno de entrada y otro de salida de la corriente. La electrocución se produce cuando dicha persona fallece debido al paso de la corriente por su cuerpo.
La fibrilación ventricular consiste en el movimiento anárquico del corazón, el cual, deja de enviar sangre a los distintos órganos y, aunque esté en movimiento, no sigue su ritmo normal de funcionamiento.

Por tetanización entendemos el movimiento incontrolado de los músculos como consecuencia del paso de la energía eléctrica. Dependiendo del recorrido de la corriente perderemos el control de las manos, brazos, músculos pectorales, etc.

Principales Factores Que Influyen En El Efecto Eléctrico.

Intensidad de la corriente Es uno de los factores que más inciden en los efectos y lesiones ocasionados por el accidente eléctrico. En relación con la intensidad de corriente, son relevantes los conceptos que se indican

Corriente continua, efecto en el organismo. Período vulnerable: afecta a una parte relativamente pequeña del ciclo cardíaco durante el cual las fibras del corazón están en un estado no homogéneo de excitabilidad y la fibrilación ventricular se produce si ellas son excitadas por una corriente eléctrica de intensidad suficiente

La potencia eléctrica es la relación de paso de energía de un flujo por unidad de tiempo; es decir, la cantidad de energía entregada o absorbida por un elemento en un tiempo determinado. La unidad en el Sistema Internacional de Unidades es el vatio (watt).