Potencia nominal

Definición de la potencia nominal

La clasificación energética es lo que vemos en nuestros electrodomésticos, y define cuánta energía se transfiere desde la red eléctrica para alimentar el aparato. La clasificación de potencia ayuda a los consumidores a elegir entre distintos aparatos en función de su consumo de energía. También indica la potencia máxima a la que el aparato puede funcionar con seguridad, que el cable y el enchufe también deben ser capaces de soportar.

No toda la energía eléctrica transferida a un aparato se convierte en trabajo útil. Una parte de la energía casi siempre se convierte en energía calorífica o en alguna otra forma de residuo en los aparatos eléctricos. La eficiencia del aparato nos indica qué parte de la energía de entrada se convierte en trabajo útil. Hablaremos más sobre el término eficiencia y lo que significa en un apartado posterior.

Fórmula de la potencia nominal

La fórmula de potencia nominal eléctrica en un circuito se puede calcular mediante la fórmula

$P=VI$

o en palabras:

$Power=Electricpotential\times Current$

Donde$P$es la potencia en vatios$\left(\mathrm{W}\right)$,$V$es la diferencia de potencial en voltios$\left(\mathrm{V}\right)$entre los puntos de transferencia de energía y$I$es la corriente en amperios$\left(\mathrm{A}\right)$. Por tanto, 1 vatio de potencia eléctrica puede definirse como la energía transferida cuando una corriente de$1\mathrm{A}$fluye a través de una diferencia de potencial de$1\mathrm{V}$.

También existe otro método para calcular la potencia nominal de un aparato. También se puede calcular utilizando el trabajo realizado o la energía transferida por un aparato en una cantidad determinada de tiempo .

$P=\frac{W(\mathrm{or}E)}{t}$

o en palabras,

$Power=\frac{workdone}{Timetaken}$

Aquí$W$es el trabajo realizado o$E$la energía transferida en julios, y$t$es el tiempo en segundos. La unidad de potencia es el vatio. Para los aparatos que consumen valores más altos de potencia, utilizamos kilovatios$({10}^3\mathrm{watts})$o megavatios$({10}^6\mathrm{watts})$.

De las ecuaciones anteriores se deduce que la potencia consumida por un aparato depende de la energía total transferida y del tiempo que el aparato esté encendido. La ecuación anterior puede reordenarse para obtener la energía consumida por un aparato. Otra forma de calcular la velocidad de transferencia de energía a un aparato es medir cuántos culombios de carga fluyen a través de una diferencia de potencial dada. Esto viene dado por

$E=QV$

o en palabras

$\mathrm{energy}\mathrm{transferred}=\mathrm{charge}\mathrm{flow}\times \mathrm{potential}\mathrm{difference}$

donde$Q$es la carga en culombios$\left(\mathrm{C}\right)$y$V$es la diferencia de potencial en voltios$\left(\mathrm{V}\right)$. Ahora veamos la eficiencia; esto no sólo te ayudará en tus GCSE, sino también cuando vayas a comprar cualquier aparato eléctrico nuevo.

Potencia nominal de los aparatos

Cuando enciendes un aparato eléctrico, éste está diseñado para convertir la electricidad en el trabajo útil para el que fue concebido. Durante esta conversión, siempre se pierde algo de energía, normalmente en forma de calor o ruido. Un aparato eficiente es aquel que minimiza esta pérdida de energía. Por tanto, si tenemos dos aparatos con el mismo índice de consumo de energía, el examen de sus eficiencias te indica qué parte de la energía consumida se convierte en trabajo útil. La eficiencia puede calcularse de la siguiente manera

$\mathrm{efficiency}=\frac{\mathrm{useful}\mathrm{output}\mathrm{work}}{\mathrm{total}\mathrm{input}\mathrm{energy}\mathrm{transfer}}$

También puede calcularse como

$\mathrm{efficiency}=\frac{\mathrm{useful}\mathrm{power}\mathrm{output}}{\mathrm{total}\mathrm{power}\mathrm{input}}$

El cálculo de la eficiencia te dará un valor decimal menor o igual que uno: una forma útil de representarlo es utilizando un porcentaje. Al multiplicar la eficiencia por$100\%$obtenemos lo que se denomina eficiencia porcentual. Un dispositivo teórico con$100\%$convierte toda la potencia suministrada en potencia útil. Un porcentaje de eficacia de$20\%$significa que el aparato sólo convierte$20\%$de la potencia suministrada en potencia útil o trabajo.

Ahora vamos a trabajar con algunos ejemplos para practicar lo que acabamos de aprender.

Ejemplos de clasificación energética

Potencia nominal de la resistencia

Lasdiferentes resistencias tienen diferentes potencias nominales, que definen la potencia máxima que puede pasar a través de la resistencia sin dañarla.

Cada resistencia tiene una potencia nominal específica. Una resistencia se calienta cuando obstruye el paso de la corriente a través de ella. Por tanto, si una resistencia tiene una potencia nominal máxima, es para evitar que se caliente más allá del límite de calor que puede disipar. La potencia nominal de la resistencia suele medirse en vatios.