¿Te has preguntado cómo se mide la potencia eléctrica en un circuito? La Ley de Watts es la respuesta. En este artículo, descubriremos qué es la Ley de Watts, su fórmula y los ejemplos que ilustran su aplicación en el mundo real. Además, también exploraremos el triángulo de la Ley de Watts, una herramienta útil para resolver problemas relacionados con la potencia eléctrica. ¡Prepárate para desentrañar los misterios de la Ley de Watts y cómo su dominio puede cambiar tu perspectiva sobre la energía eléctrica!
La ley de Watts y la ley de Ohm describen la relación entre el voltaje, la corriente, la resistencia y el consumo de energía de un circuito. Vamos a discutir la ley de Watt en este artículo.
¡Entremos en su detalle!
¿Qué es la Ley de Watts?
La ley de Watt se define como una “relación matemática entre los parámetros eléctricos llamados voltaje, corriente y potencia”. También usamos la resistencia de un circuito eléctrico para calcular la potencia, el voltaje y la corriente.
Fórmula de la ley de Watts
La fórmula de la ley de Watts muestra las relaciones entre potencia (vatios), corriente (amperios) y voltaje (voltios).
¡Vamos a entender un ejemplo para una mejor idea!
Ejemplos de cálculo de potencia usando la ley de Watts
Tenemos un circuito eléctrico que tiene una fuente de voltaje y una resistencia, como se ve en el diagrama del circuito que se menciona a continuación:
Resolveremos este circuito con:
voltajes de CC = 150V
Resistencia=50 ohmios
Usaremos estos dos valores para los próximos cálculos.
«La ley de Watt también establece que la potencia es equivalente al producto del voltaje y la corriente en un circuito».
Tenemos las siguientes fórmulas de voltajes, corrientes y potencias:
Aquí V y mi representan voltajes y I representa la corriente.
Podemos ver que el voltaje de la fuente sube o la corriente sube, luego de acuerdo con las fórmulas matemáticas de Potencia, aumentará. La potencia es directamente proporcional a los voltajes y la corriente de acuerdo con la fórmula anterior.
La siguiente fórmula es:
Ahora tenemos uno más para el cálculo de potencia. ¡Aquí es!
Ahora vamos a calcular la potencia a partir de las 3 fórmulas anteriores. Pero primero, necesitamos el valor actual de nuestro circuito para obtener energía.
Ley de Ohm:
Aquí la ley de Ohm nos ayudará, ya que establece la relación entre los voltajes actuales y la resistencia.
Deduciremos tres fórmulas de la ley de ohm.
Usando la primera fórmula de la ley de Watts:
La potencia consumida por el circuito es;
Usando la segunda fórmula de la ley de Watts:
Usando la tercera fórmula de la ley de Watts:
Ahora podemos decir que la potencia es el producto de la corriente y el voltaje. Obtenemos la misma potencia en un circuito cuando usamos cualquiera de las tres fórmulas de la ley de watts.
Ley de Watts Ejemplo 1
Si es ingeniero eléctrico en una empresa de renombre y su tarea es evaluar cuántas bombillas de 450 vatios puede usar en una sala de reuniones. Por motivos de seguridad, tiene un disyuntor para disparar en caso de falla. Por seguridad, puede usar 25 amperios.
Usaremos los voltajes del ejemplo anterior como 150V.
Fuerza
Entonces, puede usar 8 bombillas de 450 vatios de potencia. O puedes usar 7 focos de 500 watts. La capacidad de funcionamiento se mantiene por debajo de la capacidad instalada por motivos de seguridad.
Ley de Watts Ejemplo 2
En tu casa, si quieres calcular la corriente de un foco de 500 watts, ¿cómo lo harías?
Puede calcular la corriente utilizando la fórmula de vatios.
Para el hogar, por lo general, se aplica de 110 a 220 voltios a una bombilla eléctrica. Estoy usando 220 V para los cálculos aquí:
Entonces,
Ley de Watts Ejemplo 3
Como estudiante de ingeniería eléctrica, si su instructor le pidiera que calculara la corriente para bombillas eléctricas de 110 V y 100 vatios. ¿Cuál será la fórmula para el cálculo?
Sabemos
Puede calcular la corriente para 220 voltios y comentar su respuesta a continuación en la sección de comentarios.
Ley de Watts y Ley de Ohms
Hemos discutido la ley de watts y que muestra la relación entre voltaje, corriente y potencia. La ley de Ohm muestra la relación entre voltaje, corriente y resistencia. Discutiremos los términos utilizados para estas leyes.
Resistencia
La resistencia es la propiedad de un conductor que crea un obstáculo en el flujo de corriente eléctrica que pasa a través de un conductor. Te protege de la energía nociva en caso de falla, ya que bloquea el paso de la corriente. Su unidad es el Ohm y lo representamos con el símbolo omega (Ω).
Voltaje
Es una fuerza eléctrica que empuja los electrones hacia adelante y provoca el flujo de corriente eléctrica en el circuito. Representamos el voltaje con el símbolo V.
Actual
La corriente se define como el flujo de electrones en un circuito. Representamos la corriente con el símbolo I. El equipo eléctrico atrae corriente con la aplicación de voltaje y consume energía eléctrica.
Las fórmulas de la ley de Watts se pueden derivar usando la fórmula de la ley de Ohm, por lo tanto, la ley de Ohm y la ley de Watt están estrechamente relacionadas.
Podemos representar la ley de Ohm como:
Gráfico circular de la ley de Ohm
Triángulo de la ley de Watts
Podemos encontrar fácilmente la potencia usando el triángulo de la ley de vatios. La ley usa tres cantidades y si conocemos las dos cantidades, entonces podemos encontrar la tercera cantidad. El triángulo de la ley de Watts se muestra a continuación.
A partir del triángulo anterior, podemos formar tres fórmulas para calcular la potencia eléctrica en un circuito. Cuando el equipo consume energía, la energía calculada es positiva. Si la potencia es negativa significa que el circuito entrega la potencia al circuito.
Aplicaciones de la ley de Watts
Las aplicaciones de la fórmula de Watt son las siguientes.
- La fórmula de vatios se utiliza para calcular la potencia consumida por el circuito. cuando un circuito está conectado a una fuente de suministro, consume corriente eléctrica. El valor de la potencia se puede calcular multiplicando el voltaje y la corriente.
- La fórmula de vatios se puede usar para calcular la potencia de nuevas instalaciones eléctricas como edificios, fábricas, tiendas, etc. Primero se calcula la carga total conectada y luego, usando la fórmula de vatios, se calcula la corriente. Después del cálculo de la corriente eléctrica, se calcula el tamaño del cable.
- Podemos calcular la corriente usando la fórmula de vatios (I = P / V).
- Usando la ley de watt y la ley de ohm, podemos calcular la resistencia del circuito. Por la ley de wat (I=P/V) y por la ley de ohm (R= V/I).
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