La Potencia Eléctrica es la que fija el total de luz, calor, fuerza, etc., que pueden generar los equipos que se usan con energía eléctrica.  En este artículo encontrarás un resumen.

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Cuando realizan una pregunta respecto a ¿qué bombilla puede generar más luz si una de 50 vatios o una bombilla que tenga 100 vatios?, se responde de forma sencilla que la bombilla de 100 vatios, ya que posee dos veces la potencia, también brillará dos veces más.

Otra pregunta que puede ser fácil de responder es, ¿Qué calefacción  genera más calor el de 1.000w (w = vatios) o una calefacción de 2.000w? y se respondería que la calefacción l2.000w porque duplica la potencia del primero.

Es importante darse cuenta que la potencia en las dos interrogantes es la misma, aunque en el primero la potencia es usada para alumbrar puede  ser con mayor o menor intensidad y en la segunda interrogante la potencia es usada para aumentar o disminuir el calor.

Cuando se trata de la potencia de una bombilla, se debe decir que es la cantidad de luz, al tratarse de un timbre se tiene que hablar de la cantidad de sonido, cuando se refiere a un motor  es la cantidad de fuerza que genera y así según sea el caso del aparato que recibe la potencia eléctrica.

Entonces podemos expresar que:

La Potencia Eléctrica es la que determina que cantidad de luz, fuerza, calor, y demás, que genera un equipo o receptor del que sea el caso.

Una bombilla se refiere al total de luz, en una  plancha o una calefacción es el número de calor, en un timbre es la cantidad de sonido que genera.

Potencia Eléctrica:

Cantidad de: luz, sonido, calor, etc.

En una Bombilla, la cantidad de luz que expone

Bombilla de 100w tiene mas potencia que una bombilla de 60w, por esta razón la cantidad de luz que emite la bombilla de 100w es mayor

P = V x I  Potencia es igual a Tensión por la Intensidad.

Es evidente que si una bombilla tiene más potencia, generara más luz, si una  calefacción tiene más potencia, producirá más calor y en el caso de un motor que tenga más potencia, este gozará de más fuerza al girar.

Son tres tipos diferentes de casos que generan por medio de la corriente eléctrica y de ahí parte que estos tres tengan la potencia eléctrica.

¿Qué es Potencia Eléctrica?

Se puede decir que la Energía que es atraída o pronunciada (si se  trata de un generador) por un receptor de electricidad en momento o instante terminante.

Al hablar de un receptor, es igual que nombrar un aparato eléctrico, como lo son las bombillas motores y otros, o generadores como una pila, un alternador o una dinamo.

Cuando se conecta un equipo eléctrico a una toma corriente, exactamente al realizarse la conexión, la energía que se usa es la Potencia Eléctrica.

Este es el motivo de que la Potencia Eléctrica se calcula realizando la fórmula:

Potencia = Energía /tiempo

En teoría existen otros conceptos de fórmulas que son:

– «La relación de paso de energía de un flujo por unidad de tiempo»

– «Energía absorbida o entregada por un receptor en un tiempo determinado»

– «La capacidad que tiene un receptor eléctrico para transformar la energía en un tiempo determinado».

Está claro que en este concepto que dice que la energía se transforma, aunque se tiene que tener claro que la transformación puede ser una Energía Eléctrica de manera calorífica, luminosa, mecánica, etc. Dependiendo del aparato.

No se puede dejar por alto que un receptor eléctrico realiza la transformación de energía a otro modo de energía.

También en el concepto esta la palabra “tiempo”, no hay que preocuparse un aparato siempre mantendrá la misma potencia, sin tomar en cuenta el tiempo, lo que si puede cambiar con la variable tiempo es la energía consumida.

Hay que tener presente que la Potencia Eléctrica no siempre indica el monto, es lo que realmente importe, ya que sirve para realizar la comparación de la cantidad de luz que genera una lámpara en comparación a otra, o el monto de calor que tendrá un radiador eléctrico en comparación con otro.

Indudablemente que la energía que es consumida siempre dependerá del tiempo que permanezca la conexión y además de la potencia que tenga el aparato que sea conectado. ¡¡¡Hay que tener en cuenta que siempre la potencia de un receptor nunca varia es fija!!!

¿Cómo se usa la   Formula de la Potencia Eléctrica?

Es muy poca la utilización que se le hace a la formula anterior para hacer el cálculo de la Potencia de Electricidad, pero más adelante se explica para usarla en cálculos de la energía que se consume.

En cambio la fórmula que si se usa con más frecuencia para hacer el cálculo de Potencia Eléctrica es:

P = V x I;

Formula que significa, que en el momento que es enchufado un artefacto eléctrico en una Tensión “V”, y se multiplica por la Intensidad “I” de Corriente que pasa, entonces, la Potencia Eléctrica  “P” será el resultado de esta multiplicación.

Para medir la Potencia Eléctrica se realiza en vatios (w) pero, es normal que se consiga también Kilovatios (Kw). 1.000w equivale a 1Kw de potencia. Para realizar la  conversión de w a Kw en necesario dividir por 1.000.

Si se quiere tener la Potencia en vatios (w)  con la fórmula que acabamos de mostrar, la Tensión hay que ponerla en Voltios y la Intensidad en Amperios.

Cuando se reemplaza la “V” en la formula o también la “I”, por el valor que tienen como dice la Ley de ohm:

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No hay que olvidar:

  • V =I x R
  • I = V / R

Cuando el aparato posee una Resistencia “R”, se puede, siguiendo la Ley de ohm, colocar la fórmula de la Potencia que su destino sea de “V” y “R” o de la “I” y la “R” del aparato.

Gran parte de los artefactos eléctricos se puede observar su Potencia en una placa donde están las características, casi siempre se encuentra en la parte posterior.

Pocas veces señala la Tensión a que se debe hacer conexión y también la Intensidad que va a transitar por el aparato. Es sencillo realizar el cálculo, nada más con hacer la multiplicación de V x I como se dijo anteriormente.

Calcular la Potencia de enchufes o toma Corrientes

Los enchufes se encuentran en capacidad de soportar, cuando mucho, una máxima potencia que es establecida por la Intensidad.

Podemos con un ejemplo explicar: en un enchufe de 16A (16 amperios), aquí nos quiere decir que en esta enchufe se pueden hacer conexión a aparatos eléctricos que completen una potencia de:

P = 230 x 16 =3.680w; hay que tener presente que la tensión en algunas viviendas es de 230v, según el país, puede ser que también sea de 110v, siempre es constante.

Hay que ser precavido de que la Potencia que se está contando sea igual o el resultado podría ser que se caliente y llegar a incendiarse. No se debe pasar del límite de la Intensidad (potencia) la cual está hecha. La máxima Intensidad siempre se encuentra en los toma corrientes, también en regletas y otros.

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¿Cuál es la Potencia Contratada?

La Potencia Contratada es un de las potencias de las cuales se comenta con más frecuencia ya que es la usada en los locales y en las viviendas.

Se puede decir que la potencia contratada es la sumatoria de todas las potencias que se encuentran en los artefactos que se encuentran conectados al mismo tiempo en una hora puntual. Se puede entender mejor con un ejemplo:

Si tengo un contrato de una potencia de 5.750w en mi vivienda, esto significa que pueden estar conectados al mismo tiempo la suma de esa potencia.

Si la suma supera a ese monto, la empresa que suministra la corriente procedería a cortarla mediante el ICP (Interruptor de Control de Potencia).

Es importante tener claro que si la suma de todo lo que esté generando potencia en ese momento pasa el límite, no cuenta la cantidad de aparatos que se encuentren en el sitio.

La ejecución de una Instalación Eléctrica de Cocina tiene una potencia de 2.200w, la lavadora que en movimiento tiene una potencia de 1.500w, el refrigerador que tiene 205w, la calefacción eléctrica que tiene una potencia de 1.000w, todo esto llega a la sumatoria de 4.750w.

Si al llegar a esta suma en potencia y encendemos el microondas que tiene unos 900w de potencia “saltara la luz”, o lo podemos llamar en un término tecnológico, el aparato que tiene controlada la potencia que se llama IPC hará un salto y enseguida se apagara toda la energía de la vivienda.

Cuando procedamos a desconectar alguno de los aparatos y bajamos la potencia consumida sin que supere los 5.750w y todo vuelva a la normalidad.

Potencia Pérdida en los Cables Conductores

Los llamados cables conductores, en realidad tienen muy poca resistencia. Esto hace que exista un consumo en la energía eléctrica, es lo que se llama Potencia Perdida,  esta energía no alimenta a los aparatos que se encuentran conectados que es la más importante.

Sin embargo, cuando circula por los conductores una corriente eléctrica esta resistencia, provoca que los conductores suban su temperatura. Y este sobrecalentamiento puede causar que la superficie que sirve de aislante se derrita o hasta llegar a generar fuego.

Para calcular la perdida de potencia en una línea motivo de una resistencia de los conductores es de esta manera:

Potencia perdida:  Pp = I2 x R;

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Intensidad al cuadrado multiplicado por la Resistencia del cable.

Ojo la Intensidad del conductor será la del conductor lleva sumado a la del conductor de vuelta (Fase y Neutro).

Aquí se puede ver que la Potencia Eléctrica da para informar mucho,  y su utilización se puede realizar de varias maneras, pero  son las mismas, es una energía en un momento preciso.

La Potencia Eléctrica en la Corriente Alterna,  es algo compleja ya que existen tres diferentes.

Aprendamos como calcular la Potencia en Corriente Continua (c.c.) y en la  Corriente Alterna (a.c.).

Calculo de Potencia Eléctrica

Conozca los distintos tipos de potencia eléctrica:

Potencia Eléctrica en la Corriente Continua

La corriente que usan la batería, pilas y las dinamos. En general las conexiones que se hagan a los generadores ya nombrados son los que reciben la Corriente Continua.

Para poder hacer el cálculo de la potencia en Corriente Continua se realiza mediante la siguiente formula:

P = V x I     Tensión  multiplicado por Intensidad.

Si la Tensión se calcula en Voltios (V) y la Intensidad en Amperios (A), la Potencia el resultado será en Vatios (w).

Es así de fácil.

Ahora un ejemplo para que quede claro:

Calcular la Potencia que tiene un timbre que hace su función a una Tensión de 12V  y en el  circula una Intensidad de 2mA.

Colocamos la “V” en voltios y la “I” en Amperios y realizamos la conversión 2mA (miliamperios) es igual a 2/1000Amperios, que resulta 0,002A

Nada más falta la formula P = 12V x 0,002A = 0,06w. Listo ya lo resolvimos.

Otro ejemplo:

Una lámpara que se conecta a 220V con una Intensidad de 0,45A.

¿Qué Potencia Eléctrica tiene?

P = 220V x 0,45A  = 100w. Listo.

Potencia en Corriente Alterna

La corriente que es generada en las Centrales Eléctricas en la Corriente Alterna, esta es la razón por la que cuando se conecta un aparato  en los toma de corriente de las casas están usando corriente alterna (c.a.).

En este caso la Potencia Eléctrica es complicada, porque no existe solo una potencia sino que hay tres.

Tipos de Potencias

Potencia Activa: Pa = V x I X coseno ρ, la cual se calcula en “w” (Vatios)

Potencia Reactiva: Q = V x I seno φ, se calcula en VAR (Voltios Amperios Reactivos)

Potencia Apetente: S = V x I, la cual se mide en Voltio Amperios (VA).

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Al observar el triángulo de potencias que permite realizar la medición y derivar las formulas:

La Potencia Activa: entre las tres es la que se transforma en una energía de utilidad, quiere decir que es la potencia útil del aparato que recibirá la potencia.

La Potencia Reactiva: es una potencia que se pierde. Es la potencia que es absorbida por los condensadores y las bobinas.

Existen dos potencias que son Reactivas, QI (Potencia Reactiva Inductiva) esta es la potencia reactiva que es consumida por las bobinas para que se creen campos magnéticos.

Y  Qc (Potencia Reactiva Capacitiva) es la potencia reactiva que es consumida por los condensadores para crear los campos eléctricos. La potencia reactiva es la suma vectorial de las dos potencias reactivas total.

Ejemplo:

Las dos potencias que se pierden, no son realmente útiles.

La Potencia Aparente: es el resultado de la sumatoria de las otras dos potencias, la potencia útil sumada a la potencia perdida.

Vamos a iniciar por la potencia que es la importante, la que usualmente es conocida como potencia, es la potencia activa, y depende del aparato receptor.

Potencia Activa

La energía que se convierte en los aparatos es la Potencia Activa, es la corriente que se disipa por medio de la corriente, convirtiéndose en energía útil es la única que lo hace. Esta potencia es la que se puede convertir en trabajo por el aparato.

Esta potencia que quien indica cual es la potencia que tiene el receptor y se encuentra muy fácil en la etiqueta de las características el aparato. Esta potencia es la más importante. Para realizar su medición se realiza en Vatios (w) como en la c.c.

Los signos eléctricos en c.a. son ondas sinodales, que van cambiando con cada periodo, y su fórmula va a depender según la gráfica de la tensión y su intensidad.

Según sea el atraso de una con la otra, es por este motivo que se utiliza el Angulo por medio del coseno del Angulo ρ (fi), es el Angulo de retraso de la onda de la tensión en comparación con la onda de la intensidad.

Es importante detallar los desfases en tres circuitos puros, el primero es una resistencia pura (resistivo puro), el otro es una bobina pura (inductivo puro y el ultimo es un condensador puro (capacitivo puro):

Potencia Activa = V x I x coseno ρ

El Coseno ρ: es conocido también como el Factor de potencia, este es el Angulo de desfase de la V y la I. hay que fijarse en los ángulos de desfase.

Como dice aquí, hay unos para cada modelo de circuito:

  • Resistivo Puro: la V y la I. hay que ver bien los ángulos de desfase 0º; coseno 0º = 1. Entonces el Factor de Potencia de los receptores de las resistencias puras es 1. Y se  denomina  circuitos R.
  • Inductivo Puro: La V se encuentra  adelante por  90º de la I. es un Angulo de desfase de 90º, coseno 90º = 0; y el Factor de Potencia es 0. Estos se llaman circuitos L.
  • Capacitivo Puro: La V se encuentra atrás por 90º de la I. el Angulo de desfase es de -90º, coseno -90º = 0; siendo el factor de potencia 0. Llamándose circuito C.

Factor de Potencia en Resistencias = 1, en otras palabras su valor siempre será 1 y en cuanto a la formula permanecerá de la misma manera que los receptores en c.c. (el Angulo para que el coseno ρ permanezca con el valor 1 tiene que ser un Angulo 0º).

Sucede por la Tensión y la intensidad siempre se encuentra en fase, no se desfasan ninguno de los ángulos (0º).

Se puede dar por ejemplo cuando una lámpara o una calefacción (resistencia eléctrica) son los receptores con una potencia sea igual en c.c. que en c.a. porque son únicamente receptivos, y el valor de la potencia es igual a 1.

Receptores que no son resistivos, en estos casos el valor de la potencia cambiara su valor.

Receptores que no son solo resistivos, aquí el valor de la potencia tendrá otro valor.

Gran parte de los receptores poseen una porción que es resistiva y otra que es inductiva o capacitiva (a veces tiene las tres), es aquí que se presenta el desfase  en medio de la tensión y la intensidad con valores equivalentes entre 0 y 1 (mayor que 0 o menor que 1).

Los Circuitos RLC (los cuales están los tres componentes) o RL o EC, son los circuitos reales.

Es muy común en los motores, transformadores de voltaje y gran parte de los dispositivos o los artefactos que tienen que realizar su trabajo con algún tipo de enrolladlo  o embobinado.

El valor de la potencia se demuestra con una fracción decimal menor que “1” (como por ejemplo 0,8), es la manera que se indica el valor del retraso o desfase de la V con respecto a la I.

Ejemplo:

Calcular la potencia que desarrolla un motor eléctrico monofásico, con el consumo de corriente de 10.4 ampere (A), con un Factor de Potencia o Cos = 0.96 y con conexión a una red eléctrica de c.a. también monofásica, de 220 volt (V).

Potencia Activa en Circuitos Inductivos y Capacitivos Puros (LC)

El nombre de los Circuitos Resistivos Puros es R, los Inductivos Puros L y los Capacitivos Puros se llaman C, esta es la razón que los Circuitos tienen por nombre RLC (los tres elementos), los Resistivo y Capacitivos son los Circuitos RC, los Resistivos e Inductivos son los Circuitos RL.

En la imagen anterior los Circuitos L y C Puros entendemos que el factor de Potencia es 0, es por eso que, la Potencia Activa es 0, o sea no tienen. Es entendible que exista el condensador puro o la bobina no serían  resistivo y su Potencia Activa es la que corresponde a esa resistencia.

Es importante tener claro que esto es teoría, pero en la práctica no están los Circuitos Puros de estas características.

En teoría, se puede realizar una investigación a un circuito que si sea inductivo puro, en otras palabras, que sea una bobina pura,  o sea un Circuito Capacitivo Puro, un Condensador Puro. Los Factores de Potencia tendrán valor 0, sin Potencia Activa.

Factor de Potencia Receptor Inducido Puro: coseno 90º = 0

Factor de Potencia  Receptor Capacitivo Puro: coseno -90º = 0; ya que coseno (x) = coseno (-x)

Potencia Activa Circuito Inductivo y Capacitivo Puro = 0.

Se puede decir que nada más en teoría ya que en lo real una bobina no es solo una bobina, también es un conductor enrollado y es por eso, que es inductivo, también tiene un componente resistivo o una resistencia.

Con los Condensadores sucede lo mismo, esta es la razón que cuando se está trabajando con circuitos que incluyen un Condensador o una bobina su Factor de Potencia jamás será igual a 1.

Potencia en Circuitos RLC

Potencia Activa

Para concluir explicaremos que un circuito que posee componentes Resistivo, Inductivo y Capacitivo (RLC) está integrado por un Factor de Potencia que tendrá un valor más a 0 y menos que 1. Y si queremos calcular su Potencia Activa es de esta manera:

Pactiva = V x I x Cosφ = w (vatios).

Potencia Reactiva

Esta potencia se encuentra solamente en los circuitos que tienen una parte inductiva o capacitiva (LC) y no puede convertirse en energía, tampoco puede producir trabajo útil. Se puede considerar que es disipada. La representa la letra “Q” y la formula es:

Q = V x I seno φ; se mide en VAR (Voltio Amperios Reactivos)

Esta potencia únicamente la  poseen los Circuitos que poseen una parte Inductiva o Capacitiva (LC) y no se convierte en energía,   no origina trabajo útil, es por eso que se considera una perdida. Está representada con la letra “Q” y la formula es:

Q = V x I seno φ; se mide en VAR (Voltio Amperios Reactivos)

Potencia Aparente

Es la sumatoria del vectorial de las Potencias Activas y Reactivas. Y está representada por la letra “S” y la formula es:

S = V x I se mide en Voltios Amperios (VA)

Siempre teniendo presente el llamado Triángulo de Potencias en c.a.

Como se entiende las Potencias en c.a. se simbolizan por medio de vectores. Y se puede hacer el cálculo de una Potencia habiendo las otras dos con solo utilizar el teorema de Pitágoras en dicho triangulo.

Ejemplo:

P = S x cosen φ; o lo que es lo mismo P = V x I x cose φ. (recuerda S = V x I).

Q = S x seno φ; o lo que es lo mismo Q = V x I x seno φ.

Con esto está bien para comprender las Potencias Eléctricas.

¿Cómo se  hace la Corrección del Factor de Potencia?

Con  solo reducir la Potencia Reactiva, se rectifica la Potencia Útil de un Circuito. Y se puede lograr aumentando la Potencia Reactiva Capacitiva por medio de condensadores en paralelo. Al hacer esto se puede reducir el Angulo φ.

Se entiende que el coseno φ tiene como nombre Factor Potencia, lo lógico es que el coseno φ = 1 ( φ = 0), porque el resto es potencia útil.

Un coseno φ = 0,95 es más eficaz que un coseno φ = 0,85 en un circuito con receptores.

POTENCIA ELECTRICA

Colocando en paralelo con el receptor un condensador o más de uno, puede variar si es monofásico o trifásico, se rectifica el Factor de Potencia. Ejemplo de cómo se conectaría:

Existe algo que se debe tener en cuenta en la Corriente Alterna. La Resistencia “R” en ohmios es igual a los Circuitos Resistivos, de cómo sería la “L” Inductancia en los inductivos o también como es la “C” capacidad en los Capacitivos. La “L” es medida en henrios “H” (nH mili henrios), la “C” se mide en Faradios (microfaradios).

La resistencia Total se llama en estos prototipos de circuitos Impredancia y su símbolo es la “Z”. Son un grupo de Resistencias, la Inductancia y la Capacidad y se pueden medir en ohmios.

Para finalizar, siempre hay que tener claro que cuando se habla de la Potencia Contratada, es la Potencia que se contrata con la compañía de electricidad, ejemplo, cuando se quiere instalar en una vivienda. Todas son Potencias normalizadas y se estipulan por ley.