Potencia Eléctrica y el Efecto Joule

Potencia EléctricaLa potencia eléctrica es la rapidez con que un

dispositivo que emplea energía eléctrica realiza un trabajo; también se interpreta como la energía que consume una maquina o cualquier dispositivo eléctrico en un segundo

Formulas de Potencia EléctricaV=T/q

I= q/t

p= VI

Donde:P=potencia eléctrica en watts (W)V= diferencia de potencial en volts (V)I= Intensidad de la corriente en amperes (A) T= trabajo en joules (J)t= tiempo en seg. (s)q= carga en coulombs (q)

Con base en la ley de ohm, la potencia electrica cuyo valor se calcula con la expresión: P=VI, también se puede determinar con estas expresiones :

R y p=

Veamos por qué:Como la ley de Ohm señala que I= V / R y, por lo tanto, V= IR si sustituimos el valor de I= V / R , en la expresión de P= VI , tenemos :

p=

Sustituyendo:

R

Esto quiere decir que se puede calcular si se conoce el voltaje y la intensidad de la

corriente, pero también se determina su valor si se conoce la corriente y la resistencia, o bien, si sabes los valores del voltaje y de la

resistencia.

Potencias eléctricas de algunos dispositivos eléctricos

Dispositivo eléctrico Potencia en watts de un dispositivo comercial

Potencia del dispositivo que hay en tu casa en watts

Plancha 1350

Licuadora 400

Radio 2

Grabadora 10

Foco 60

televisor 120

refrigerador 200

Resolución de problemas Calcular:

a) ¿Qué potencia eléctrica desarrolla una parrilla que recibe una diferencia de potencial de 120 V y por su resistencia circula una corriente de 6 A?

b) La energía eléctrica consumida en kWh, al encontrarse encendida la parrilla durante 45 min.

c) ¿Cuál es el costo del consumo de energía eléctrica de la parrilla si el precio de 1 kWh es de 80 centavos

Solución:Datos:a) P=? V= 120V I= 6 A

b) T= ? t= 45 min

c) Costo del consumo de energía eléctrica = ?

Formulas:d) P= VI e) T= Pt

Sustitución y resultadoa) P= VI =120V*6 A=720W transformación de unidades

b) 720 W * = 0.72 kW

45min * = 0.75 hr

T= Pt = 0.72 kW* 0.75 hr = 0.54 kWhc) 0.54 kWh * =$0.43

Efecto Joule y la ley del Joule Cuando circula corriente electrica en un conductor,

parte de la energia sinetica de los electrones se transforma en calor y eleva la temperatura de dicho conductor, con lo cual se origina el fenomeno que recibe el nombre de efecto Joule.

El enunciado de la ley de Joule es el siguiente: el calor que produce una corriente electrica al circular por un conductor es directamente proporcional al cuadrado de la intencidad de la corriente, a la resistencia y al tiempo que dura circulando la corriente.

Matematicamente se expresa de la siguiente manera:Q=

Al observar la expresion matematica anterior encontramos que es la potencia electrica multiplicada por el tiempo, lo cual proporciona la energia consumida, es decir: . Esta cantidad de energia electrica consumida en Joules se transforma en calor, por ello la constante 0.24 representa la equivalencia siguiente:

Un Joule de T= 0.24 calorias de energia calorifica.Para conocer la energia consumida por un aparato

electrico utilizamos la siguiente formula:T= Pt

Resolución de problemas por la resistencia de 30 Ω de una plancha

electrica circula una corriente de 4 A al estar conectada a una diferencia de potencial de 120 V ¿Qué cantidad de calor se produce en 5 min.?

Datos:R= 30ΩI = 4 A V= 120Vt= 5min=300Q= ?

Sustitución y resultadoFormula: Q=0.24*

Q= 0.24 (30 Ω)(300) Q= 34560 calorias