14 enero 2019

Potencia y energía

Interruptor

A menudo la salida útil de un circuito eléctrico no es de naturaleza eléctrica, y se puede expresar convenientemente en términos de potencia que pueden manejar. Por tanto, los cálculos de potencia y energía son importantes en el análisis de circuitos.

En física, la potencia es la cantidad de trabajo efectuado por unidad de tiempo, y matemáticamente se expresa en forma de derivada:

p = \frac {dw} {dt}

donde p es la potencia en vatios (W), w la energía en julios (J) y t el tiempo en segundos (s). Por tanto, 1 W es equivalente a 1 J/s.

La potencia asociada con el flujo de carga sencillamente sigue la definición de la tensión y de la corriente:

p = (\frac {dw} {dq})·(\frac {dq} {dt})=\frac {dw} {dt}

De modo que la potencia asociada con un elemento de circuito básico es, sencillamente, el producto de la corriente que atraviesa el elemento por la tensión que cae en él:

p = v · i

donde p es la potencia en vatios (W), v la tensión en voltios (V) y i es la corriente en amperios (A).

Bibliografía

  • NILSSON, J. W. y RIEDEL, S. A. (2005). Circuitos eléctricos. Madrid: Pearson Educación, S.A.
7 enero 2019

Tensión y corriente

Voltímetro

El concepto de la carga eléctrica es la base para describir todos los fenómenos eléctricos. La separación de las cargas crea una fuerza eléctrica (tensión), mientras que el movimiento de una carga crea un fluido eléctrico (corriente).

Estos conceptos son útiles desde el punto de vista práctico porque son cuantitativos. Cuando separamos dos cargas, una positiva y otra negativa, tenemos que gastar energía en el proceso. La tensión es la energía por unidad de carga creada por la separación:

v = \frac {dw} {dq}

donde v es la tensión en voltios (V), w la energía en julios (J) y q la carga en culombios (C).

Los efectos eléctricos causados por las cargas en movimiento dependen de la tasa de flujo de la carga y se conoce como corriente eléctrica, que se define como:

i = \frac {dq} {dt}

donde i es la corriente en amperios (A), q es la carga en culombios (C) y t es el tiempo en segundos (s).

Estas dos ecuaciones son definiciones que nos dan la magnitud de la tensión y la corriente, respectivamente.

Bibliografía

  • NILSSON, J. W. y RIEDEL, S. A. (2005). Circuitos eléctricos. Madrid: Pearson Educación, S.A.