Potencia eléctrica

Canta enerxía transforma un aparello cada segundo? A potencia permítenos comparar o ritmo ao que funciona.

Que é a potencia eléctrica

A potencia eléctrica indica canta enerxía se transfire ou se transforma por unidade de tempo. Mídese en watts (W).

Dito de forma sinxela: un receptor de 20 W transforma 20 joules de enerxía cada segundo. Un de 10 W transforma 10 joules por segundo. Máis potencia significa máis enerxía por segundo, non máis enerxía en total en calquera situación.

1 W = 1 J/s · P = E / t

Nos circuítos de corrente continua que estamos estudando, calculamos a potencia dun receptor multiplicando a súa voltaxe pola intensidade que o atravesa.

P = V × I

P en watts (W), V en volts (V) e I en amperes (A). Exemplo: unha lámpada con 6 V e 2 A ten P = 6 × 2 = 12 W. Transforma 12 J cada segundo en luz e calor.

Simulador · Enerxía cada segundo

Cambia V e I. A voltaxe representa a enerxía por carga; a intensidade, canta carga pasa cada segundo. O seu produto determina a potencia que recibe a lámpada.

Voltaxe da lámpada

Intensidade

Sentido de circulación

Pausar

Potencia · P = V × I

Enerxía por segundo

Enerxía acumulada

Máis V cambia a cor das cargas antes da lámpada; máis I aumenta a cantidade que circula. O brillo representa a potencia recibida neste modelo. A barra énchese coa enerxía transferida durante cada segundo e volve empezar; a súa escala máxima é de 120 J.

Mesma potencia, distinta voltaxe e intensidade

Compara estes dous casos: 12 V × 1 A e 6 V × 2 A. Ambos dan 12 W: a lámpada recibe a mesma enerxía cada segundo. No segundo pasa o dobre de carga, pero cada carga achega a metade de enerxía.

A simulación compara receptores adaptados a eses valores. Unha lámpada real concreta non permite escoller V e I de forma independente: hai que respectar as súas características.

Exemplos cotiáns

Estes son valores orientativos de potencia: o dato de cada aparello consúltase na súa etiqueta. 1 kW = 1.000 W.

Lámpada LED

9 W

Transforma enerxía en luz e calor. O brillo tamén depende da súa eficiencia.

Motor dunha maqueta

24 W

Con 12 V e 2 A recibe 24 J cada segundo. Parte transfórmase en movemento e parte en calor.

Fervedor eléctrico

2.000 W

A súa potencia é de 2 kW: mentres funciona a esa potencia transforma 2.000 J por segundo.

A potencia indicada adoita ser nominal: a que corresponde ás condicións de funcionamento previstas. Non significa que calquera aparello reciba sempre esa potencia con calquera pila.

Potencia e enerxía non son o mesmo

A potencia indica o ritmo. A enerxía total depende tamén do tempo: un aparello de pouca potencia aceso moitas horas pode transformar máis enerxía ca outro potente aceso durante pouco tempo.

E = P × t

Con potencia constante: W × segundos → joules (J); W × horas → watts hora (Wh). 1 kWh = 1.000 Wh. O kWh é unha unidade de enerxía, non de potencia.

Exemplo: unha lámpada de 20 W durante 3 horas transforma E = 20 × 3 = 60 Wh. Durante unha hora serían 20 Wh. A súa potencia segue sendo de 20 W.

No simulador, o contador suma a enerxía transferida mentres está visible e en marcha. Se cambias a potencia, conserva o acumulado antes do cambio. Preme «Reiniciar contador» para comezar outra medida.

Potencia en serie, en paralelo e en resistencias

A potencia total entregada pola pila é a suma das potencias de todos os receptores ideais. En serie, usa para cada elemento a súa propia caída de voltaxe e a intensidade común. En paralelo, usa a voltaxe común e a intensidade de cada rama.

Ptotal = P1 + P2 + …

Nunha resistencia óhmica tamén podemos combinar a lei de Ohm con P = V × I: P = I² × R ou P = V² / R. Coa mesma voltaxe, unha resistencia menor recibe máis potencia; coa mesma intensidade, unha resistencia maior recibe máis potencia. Hai que indicar que magnitude se mantén fixa.

Exercicios · Calcula a potencia e a enerxía

Resolve os exercicios e escribe as unidades indicadas. Os primeiros son directos; despois aparecen circuítos en paralelo, en serie e cálculos con tempo.

1 · Unha lámpada

Calcula a potencia dunha lámpada conectada a 6 V pola que circula 1 A.

Elemento	V (V)	I (A)	P (W)
B1	6	1

Ver solución

P = V × I = 6 × 1 = 6 W

2 · Un motor

Un motor funciona con 12 V e 2 A. Que potencia eléctrica recibe?

Elemento	V (V)	I (A)	P (W)
M1	12	2

Ver solución

P = 12 × 2 = 24 W

3 · Un zumbador

Un zumbador recibe 9 V e atravésao 1 A neste modelo. Calcula a súa potencia.

Elemento	V (V)	I (A)	P (W)
Z1	9	1

Ver solución

P = 9 × 1 = 9 W

4 · Atopa a intensidade

Unha resistencia recibe 36 W cando se conecta a 12 V. Calcula I.

Elemento	V (V)	I (A)	P (W)
R1	12		36

Ver solución

I = P / V = 36 / 12 = 3 A

5 · Atopa a voltaxe

Un motor recibe 24 W e atravésano 2 A. Calcula a súa voltaxe.

Elemento	V (V)	I (A)	P (W)
M1		2	24

Ver solución

V = P / I = 24 / 2 = 12 V

6 · Dúas lámpadas en paralelo

Cada lámpada recibe 12 V. Por B1 pasa 1 A e por B2 pasan 2 A. Calcula cada potencia e a potencia total.

Elemento	V (V)	I (A)
B1	12	1
B2	12	2
Total	12	3

Ver solución

P1 = 12 × 1 = 12 W · P2 = 12 × 2 = 24 W · Ptotal = 12 + 24 = 36 W = 12 × 3

7 · Dúas resistencias en serie

R1 = 6 Ω e R2 = 4 Ω están en serie con 20 V. Circulan 2 A. Calcula V1, V2, as potencias e a potencia total.

Elemento	V (V)	I (A)
R1		2
R2		2
Total	20	2

Ver solución

V1 = 2 × 6 = 12 V · V2 = 2 × 4 = 8 V · P1 = 12 × 2 = 24 W · P2 = 8 × 2 = 16 W · Ptotal = 24 + 16 = 40 W = 20 × 2

8 · Enerxía en segundos

Un receptor de 40 W funciona durante 3 minutos. Canta enerxía transforma en joules? Converte primeiro o tempo a segundos.

Ver solución

3 min = 180 s → E = P × t = 40 × 180 = 7.200 J

9 · Enerxía en horas

Unha lámpada de 20 W funciona durante 5 horas. Calcula a enerxía en Wh.

Ver solución

E = P × t = 20 × 5 = 100 Wh

Preguntas para razoar

Dous receptores funcionan a 12 V × 1 A e a 6 V × 2 A. Reciben a mesma potencia? Pasa a mesma cantidade de carga por segundo?

Unha lámpada de 60 W ten que iluminar máis ca outra de 10 W? Que outro dato necesitarías?

Que transforma máis enerxía: un receptor de 100 W durante 1 hora ou un de 20 W durante 6 horas? Xustifica a resposta.