En una etiqueta como «230 V 60 W», los 60 W son la potencia eléctrica: cuánta energía eléctrica consume el aparato cada segundo. Entre bombillas del mismo tipo, la de más vatios ilumina más.
La potencia es el producto del voltaje por la corriente, P = VI, así que al subir cualquiera de los dos en el esquema de arriba la bombilla brilla más.
Lo que fija la factura de la luz no es la potencia sino la energía, que es la potencia multiplicada por el tiempo de uso.
En la gráfica de abajo, con la potencia como altura y el tiempo como anchura, el área del rectángulo es la energía consumida.
La energía eléctrica que se usa cada segundo
💡 La potencia es la rapidez con que se usa la energía
①La potencia es la energía eléctrica consumida cada segundo y se mide en vatios (W); 1 W es consumir 1 J cada segundo
②Entre bombillas del mismo tipo, una de 100 W da más luz que una de 60 W
③Con el mismo voltaje, más corriente da más potencia; con la misma corriente, más voltaje da más potencia
④Una bombilla LED da la misma luz con mucha menos potencia, así que los vatios no sirven para comparar el brillo de bombillas de distinto tipo
Potencia y brillo de una bombilla
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Cómo cambian la potencia y el brillo de la bombilla al variar el voltaje y la corriente
10V
3A
Calcular la potencia
P = V × I
Potencia (W) = voltaje (V) × corriente (A). A 230 V y 0,5 A, la potencia es 115 W
Junto con la ley de Ohm
P = I²R = V²/R
Sustituyendo V = IR se puede hallar la potencia solo con la corriente y la resistencia, o con el voltaje y la resistencia
La energía es el total consumido
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Gráfica en la que la energía es el área de un rectángulo de altura la potencia y anchura el tiempo
60W
5h
Calcular la energía
W = P × t = V × I × t
Energía (Wh) = potencia (W) × tiempo (h). Con el tiempo en segundos, la unidad es el julio (J)
💡 El kWh de la factura
①1 kWh = 1000 Wh, la unidad básica con la que se cobra la electricidad
②Una estufa de 1000 W encendida 1 hora y un aparato de 100 W encendido 10 horas consumen lo mismo: 1 kWh
③El «consumo» que aparece en la factura es el número de kWh usados en el periodo
④Aunque un aparato tenga poca potencia, si está encendido mucho tiempo consume mucha energía
Energía eléctrica y calor
Cambiar de unidad de energía
1 Wh = 3600 J, 1 cal ≈ 4,2 J
Usar 1 W durante 1 hora (3600 s) son 3600 J. Cuando la energía eléctrica se convierte en calor, a veces se expresa en calorías
Calor producido por la corriente
Q = 0,24 × I² × R × t
Cuando la corriente atraviesa una resistencia, la energía eléctrica se convierte en calor; esta expresión da ese calor en calorías, y en ella se basan estufas y ollas arroceras
Resumen
Potencia y energía
P = VI, W = Pt = VIt
La potencia es la energía que se usa cada segundo; la energía es todo lo que se usa durante el tiempo de funcionamiento
🎯 Lo que suele preguntarse en el examen
①Potencia P = VI, en vatios; con la ley de Ohm, P = I²R = V²/R
②Energía W = Pt, en Wh, kWh o J (1 Wh = 3600 J)
③Entre bombillas del mismo tipo, más potencia significa más brillo
④La electricidad se cobra por la energía (kWh), no por la potencia
⑤Con la misma potencia, más tiempo de uso significa más energía
Ejemplos y evaluación
Ejemplo 1
Un aparato conectado a 220 V deja pasar una corriente de 2 A. ¿Cuál es su potencia en vatios?
1
La potencia es el voltaje por la corriente (P = V × I).
2
P = 220 V × 2 A = 440 W.
▸ 440 W
Si se usa durante 1 hora, este aparato consume 440 Wh = 0,44 kWh.
Ejemplo 2
Una estufa de 1000 W está encendida 2 horas. ¿Cuántos kWh consume?
1
La energía es la potencia por el tiempo de uso (W = P × t).
2
1000 W × 2 h = 2000 Wh y, como 1 kWh = 1000 Wh, son 2 kWh.
▸ 2 kWh
Si se cambian la potencia y el tiempo en la gráfica de arriba, se pueden formar rectángulos de distinta altura y anchura pero con la misma área, es decir, la misma energía.
tipo prueba de unidad
¿Qué afirmación sobre la potencia y la energía eléctrica es correcta?
①La potencia se halla con P = V ÷ I
②La energía eléctrica es el producto de la potencia y el tiempo de uso
③Cuanto menor es el vataje (W), más brilla la bombilla
④1 kWh son 100 Wh
⑤La unidad de potencia es el V (voltio)
▸ ② La energía eléctrica es el producto de la potencia y el tiempo de uso
1
La energía eléctrica es W = P × t, hallada multiplicando la potencia por el tiempo de uso.
2
La potencia es P = V × I (①), un mayor vataje brilla más (③), 1 kWh = 1.000 Wh (④) y la unidad de potencia es el W (vatio) (⑤).