SUBTEMA 4.1.1. DEFINICION DE POTENCIA ELECTRICA. Siempre que una carga eléctrica se mueve en un circuito a través de un conductor realiza un trabajo, mismo que se consume generalmente en calentar el circuito o hacer girar un motor.

Por definición : la potencia eléctrica es la rapidez con que se realiza un trabajo; también se interpreta como la energía que consume una máquina o cualquier dispositivo eléctrico en un segundo.

Para deducir la expresión matemática de la potencia eléctrica, partimos del concepto de diferencia de potencial visto con anterioridad. Diferencia de potencial = trabajo carga Es decir : V = T (1) q Despejando el trabajo: T = V q (2).

Como potencia es la rapidez con la cual se realiza un trabajo, tenemos que: Potencia = trabajo es decir: tiempo P = T (3) t Sustituyendo la ecuación 2 en la 3, tenemos: P = V q (4)

Como la intensidad de la corriente eléctrica es igual a la carga que pasa por un conductor en la unidad de tiempo, tenemos que: I = q (5) t Sustituyendo la ecuación 5 en la 4 obtenemos: P = VI. (6) Donde P = potencia eléctrica en watts (W). V = diferencia de potencial en volts (V). I = Intensidad de la corriente en Amperes (A).

Es sencillo demostrar que un watt es igual a un joule/seg, veamos: V = T en joule q coulomb I = q en coulomb t segundo VI = joule x coulomb coulomb segundo VI = Joule = watt segundo

Al utilizar la Ley de Ohm podemos demostrar que: P = I2R (7) y P = V2 (8) R La ecuación 7 se obtiene considerando que: V = IR, como P= V I, al sustituir V en la ecuación 6 tenemos: P = IRI = I2R.

Como I = V/R y P = VI, la ecuación 8 se obtiene al sustituir I en la ecuación 6 de la siguiente manera: P = V V = V2 R R

Conceptos fundamentales de resistencia, inductancia y capacitancia.

Resistencia Es la oposición que presentan los diferentes elementos a la circulación de la corriente eléctrica. La ley que vincula a la resistencia eléctrica, la corriente y la tensión es la ley de ohm la cuál establece la siguiente relación: V = I·R Prácticamente se puede decir que la resistencia es un elemento que convierte energía eléctrica en energía calórica y la potencia, energía por unidad de tiempo, que transforma en calor está dada por la ley de Joule P = I2·R La unidad de medida de la resistencia es el ohm y la unidad de medida de la potencia es el watt

Capacitor Se denomina capacitor al dispositivo que es capaz de acumular cargas eléctricas. Básicamente un capacitor está constituido por un conjunto de láminas metálicas paralelas separadas por material aislante. La acumulación de cargas eléctricas entre las láminas da lugar a una diferencia de potencial o tensión sobre el capacitor y la relación entre las cargas eléctricas acumuladas y la tensión sobre el capacitor es una constante denominada capacidad La unidad de medida de la capacidad es el faradio y como dicha unidad es muy grande se utilizan submúltiplos de la misma. Microfaradio 10-6 Nanofaradio 10-9 Picofaradio 10-12 El valor de la capacidad depende del tamaño y la forma del capacitor.

Inductancia Debido a que el campo magnético alrededor de un conductor es muy débil, para aprovechar la energía de dicho campo magnético se arrolla al alambre conductor y de esta forma se obtiene lo que se conoce como inductancia o bobina. Al tener el alambre arrollado, se denomina excitación magnética a la causa que origina el campo magnético y el valor de la excitación magnética está dada por donde: N: es la cantidad de espiras l: longitud de la bobina

Fuentes de Voltaje Fuentes de Corriente Fuentes independientes y dependientes. Fuentes independientes Son aquellas cuyas características no dependen de ninguna otra variable de red, aunque pueden variar con el tiempo. Fuentes de Voltaje Independientes Controladas o Dependientes Fuentes de Corriente

Fuentes Independientes Una fuente es un elemento activo que suministra energía, por lo tanto una fuente ideal es aquella que es independiente de cualquier otra variable + + If Vf - -

Fuentes Dependientes Voltaje x Voltaje Voltaje x Corriente Fuente de Voltaje controlada por voltaje. + - V = g Vo Figura 15 Voltaje x Corriente Fuente de Voltaje controlada por corriente. + - V = g I Figura 16

Fuentes Dependientes Corriente x Corriente Corriente x voltaje Fuente de Corriente Controlada por Corriente. I =  Io Figura 17 Corriente x voltaje Fuente de Corriente, controlada por voltaje. I = g Vo Figura 18

Transformación de fuentes. Durante la conversión, el valor de la resistencia que se encuentre en paralelo con la fuente de tensión tendrá el mismo valor que la resistencia ubicada en paralelo con la fuente de corriente, no obstante, la corriente proporcionada por la fuente de corriente se relaciona con la fuente tensión a través de: Por último, la dirección de la corriente quedará establecida en función de la polaridad de la fuente de tensión, pues siempre saldrá de la terminal positiva