Unidad de potencia
En física, la potencia es la cantidad de energía transferida o convertida por unidad de tiempo. En el Sistema Internacional de Unidades, la unidad de potencia es el vatio, que equivale a un julio por segundo. En trabajos más antiguos, la potencia se denomina a veces actividad[1][2][3] La potencia es una cantidad escalar.
La potencia está relacionada con otras magnitudes; por ejemplo, la potencia necesaria para mover un vehículo terrestre es el producto de la fuerza de tracción sobre las ruedas y la velocidad del vehículo. La potencia de salida de un motor es el producto del par que genera el motor y la velocidad angular de su eje de salida. Asimismo, la potencia disipada en un elemento eléctrico de un circuito es el producto de la corriente que circula por el elemento y de la tensión a través del mismo[4][5].
La dimensión de la potencia es la energía dividida por el tiempo. En el Sistema Internacional de Unidades (SI), la unidad de potencia es el vatio (W), que equivale a un julio por segundo. Otras medidas comunes y tradicionales son los caballos de fuerza (CV), que se comparan con la potencia de un caballo; un caballo de fuerza mecánica equivale a unos 745,7 vatios. Otras unidades de potencia son los ergios por segundo (erg/s), las libras-pie por minuto, los dBm, una medida logarítmica relativa a una referencia de 1 milivatio, las calorías por hora, las BTU por hora (BTU/h) y las toneladas de refrigeración.
Fórmula de potencia
En Física, se entiende por trabajo realizado por un objeto la cantidad de energía que hay que suministrar para desplazarse una determinada distancia. Por ejemplo, puede ser la energía necesaria para subir unas pesadas bolsas por las escaleras o la energía cinética resultante del movimiento del cuerpo.
En general, se calcula como la fuerza multiplicada por el desplazamiento que recorre un objeto. Precisamente, es un producto punto entre estas dos cantidades. Se mide en julios (J), expresados en kg-m²/s² en unidades del SI, o en kilovatios-hora (kWh).
La potencia es la tasa de variación del trabajo o la cantidad de trabajo realizado en un tiempo determinado. Cuanto mayor es la potencia de un aparato, más trabajo puede realizar en un periodo de tiempo determinado. Se mide en vatios (W), equivalente a kg-m²/s³ en unidades del SI.
Un caballo de vapor equivale a 735,5 vatios, o julios por segundo. Por tanto, si se realiza un trabajo a un caballo de potencia durante 1 segundo, equivale a 735,5 julios. Multiplícalo por la duración del trabajo, en segundos, para encontrar la energía total en julios.
Fórmula de trabajo
Dado que el trabajo es la fuerza por el desplazamiento (W=F*d), y la velocidad es el desplazamiento por el tiempo (v=d/t), la potencia es igual a la fuerza por la velocidad: P = F*v. Se observa más potencia cuando el sistema es a la vez fuerte en fuerza y rápido en velocidad.
Los caballos de fuerza se utilizan a menudo para describir la potencia entregada por una máquina. El caballo de vapor es una unidad de potencia en el sistema de medición británico. Es la potencia necesaria para levantar 550 libras por un pie en un segundo y es aproximadamente 746 vatios.
El vatio se ve a menudo en relación con las bombillas. En esta clasificación de potencia, es la velocidad a la que la bombilla convierte la energía eléctrica en luz y calor. Una bombilla de mayor potencia consumirá más electricidad por unidad de tiempo.
Si conoces la potencia de un sistema, puedes encontrar la cantidad de trabajo que se producirá, ya que W=Pt. Si una bombilla tiene una potencia de 50 vatios, producirá 50 julios por segundo. En una hora (3600 segundos) producirá 180.000 julios.
Cuando caminas una milla, tu fuerza motriz está desplazando tu cuerpo, lo que se mide como el trabajo realizado. Cuando corres la misma milla, estás haciendo la misma cantidad de trabajo pero en menos tiempo. El corredor tiene una potencia superior a la del caminante, ya que produce más vatios. Un coche con 80 caballos de potencia puede producir una aceleración más rápida que un coche con 40 caballos. Al final, ambos coches van a 100 kilómetros por hora, pero el motor de 80 CV puede alcanzar esa velocidad más rápidamente.
Qué es la energía
Los conceptos de fuerza y potencia parecen tener significados similares y a menudo se confunden entre sí. Pero en física no son intercambiables. La fuerza es el resultado fundamental de una interacción entre dos objetos, mientras que la potencia es una expresión de la energía consumida en el tiempo (trabajo), de la que la fuerza es un elemento. Tanto la fuerza como la potencia pueden describirse y medirse, pero una fuerza es un fenómeno físico real, y la potencia en sí misma no lo es.
Una fuerza sólo puede producirse cuando los objetos interactúan. Cuando los objetos interactúan, se empujan o tiran unos de otros, ya sea por contacto directo o a distancia. Ejemplos de fuerzas de contacto directo son la fricción de los neumáticos de un coche sobre una carretera o la resistencia del aire en un coche en movimiento. La interacción a distancia se produce a través de fuerzas como la gravedad y el magnetismo. La fuerza es una expresión fundamental de los sucesos físicos, al igual que el tiempo y la distancia.
La fuerza se define como la cantidad de energía consumida por unidad de tiempo. Otra forma de expresarlo es: la velocidad a la que se realiza “trabajo”. El trabajo se produce cuando hay una fuerza que provoca el movimiento de un objeto. Por ejemplo, una persona que presiona contra una pared de ladrillos está consumiendo energía, pero no se realiza ningún trabajo ni se crea energía porque la pared no se mueve. Pero si una persona empuja una mesa y la mueve, entonces hay trabajo. La potencia expresa la rapidez con la que se realiza ese trabajo.