Fórmula de la potencia

Al igual que la energía, a menudo oímos la palabra "potencia". En la vida cotidiana tiene muchos significados, pero en física tiene un significado muy concreto: es una medida del ritmo al que se realiza el trabajo (o, de forma similar, al que se transfiere la energía).

La capacidad de medir con precisión la potencia fue una de las habilidades clave que permitió a los ingenieros de la época desarrollar las máquinas de vapor que impulsaron la revolución industrial. Sigue siendo crucial para entender cómo utilizar mejor los recursos energéticos que impulsan el mundo moderno.

La fórmula de la potencia no sólo se aplica a la energía mecánica, sino también a la electricidad y la química. La fórmula de la potencia también permite calcular la energía térmica (por ejemplo, la fórmula de la potencia en electrónica es el producto de la corriente y la tensión - P=Ul).
La fórmula de la potencia, en el caso de un circuito eléctrico de corriente continua, se determina mediante la ley de Ohm. La fórmula de la potencia es entonces P=12R o P=U2/R

Fórmula de la potencia
Por definición, un vatio equivale a un julio de trabajo realizado por segundo. Por lo tanto, si P representa la potencia en vatios, Delta E es el cambio de energía (número de julios) y Delta t es el tiempo en segundos, la fórmula de la potencia es
P = ΔE/Δt

También existe otra unidad de potencia que se sigue utilizando ampliamente: los caballos de fuerza. Se suele indicar con el símbolo hp y tiene su origen en el siglo XVII, cuando se refería a la potencia de un caballo típico utilizado para hacer girar un cabrestante. Desde entonces, los caballos de fuerza se definen como la potencia necesaria para levantar una masa de 75 kg a una distancia de 1 metro en 1 segundo. Entonces, ¿cuál es la potencia en vatios?

Bien, sabemos que al levantar una masa en contra de la gravedad, ésta adquiere energía potencial gravitatoria - Ep = m⋅g⋅h.

Aplicación de la fórmula de la potencia
En la práctica, la fórmula de la potencia puede utilizarse, por ejemplo, para seleccionar una resistencia adecuada para un sistema eléctrico. También puede utilizarse para calcular si una potencia máxima específica de ese modelo es suficiente para un proyecto determinado. Si el cálculo es erróneo, un componente del circuito -o incluso todo el circuito- puede resultar dañado. La automatización, la robótica y la electrónica son los principales campos en los que se suele utilizar la fórmula de potencia y la información sobre la potencia. La ingeniería y las ciencias basan gran parte de sus investigaciones en la potencia.

¿Cómo se mide la potencia variable?
En muchas situaciones en las que se utilizan recursos energéticos, la tasa de consumo varía con el tiempo. Un ejemplo es el consumo típico de electricidad en los hogares. Observamos un uso mínimo durante el día, seguido de un uso máximo durante la preparación de la comida y un periodo prolongado de uso intensivo para la iluminación y la calefacción por la noche.

Hay al menos tres formas de expresar la potencia que son relevantes en este caso: la potencia instantánea, la potencia media y la potencia máxima. La compañía eléctrica tiene que llevar la cuenta de todo esto. De hecho, a menudo se utilizan diferentes recursos energéticos para resolver cada uno de ellos.

- La potencia instantánea es la potencia medida en un momento dado. Si tenemos en cuenta la fórmula de la potencia, P = ΔE / ΔtP, ésta es la medida que se obtiene cuando Δt es muy pequeño. Si tienes la suerte de tener un gráfico de relación potencia-tiempo, la potencia instantánea es simplemente el valor que puedes leer en el gráfico en cualquier momento.

- La potencia media es la potencia medida durante un periodo largo (es decir, cuando Δt en la fórmula de la potencia es muy grande). Una forma de calcularla es encontrar el área bajo la curva de potencia vs. tiempo (que da el trabajo total realizado) y dividirla por el tiempo total. La mejor manera de hacerlo es utilizando el cálculo diferencial, pero a menudo se puede estimar con bastante precisión utilizando sólo la geometría.

- La potencia pico es el valor máximo que puede tener la potencia instantánea en un sistema concreto durante un periodo de tiempo prolongado. Los motores de los coches y los equipos de música son ejemplos de sistemas que tienen la capacidad de ofrecer una potencia máxima muy superior a su potencia nominal media. Sin embargo, normalmente sólo es posible mantener esta potencia durante un corto periodo de tiempo si se quiere evitar cualquier daño. No obstante, en estas aplicaciones, una potencia de pico elevada puede ser más importante para la experiencia de conducción o de escucha que una potencia media elevada.

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