¿Qué es la potencia y los diferentes tipos de métodos de cálculo con unidades?
La electricidad es una de las necesidades de la vida moderna, y la vida sin ella es impensable. En ambas formas, como la CC almacenada en baterías o la alimentación de CA de los postes de servicios públicos, la usamos para alimentar los dispositivos de nuestra vida diaria y nuestras industrias fabrican productos y servicios. Nuestro consumo de electricidad se mide en electricidad.
¿Qué es la electricidad?
Todos los equipos o dispositivos eléctricos que utilizamos están marcados con una clasificación de potencia específica. Significa consumir una determinada potencia nominal y hacer un buen uso de esa potencia. Los teléfonos móviles, por ejemplo, utilizan la energía de las baterías para alimentar unidades de visualización (que se convierten en luz), altavoces (para la generación de audio), procesadores (para operaciones lógicas) y más. Es la misma máquina que consume energía y produce máquinas. Power & calentador genera energía térmica.
generalla definición de potencia es la tasa de energía transferida o la energía transferida por unidad de tiempo.
Entonces, por definición, energia electrica Es la tasa de flujo de energía eléctrica, o el trabajo realizado sobre una carga eléctrica en un circuito eléctrico.
La energía eléctrica es la energía almacenada en una carga Q bajo la influencia de un voltaje V (diferencia de potencial). Entonces la potencia es:
P = energía eléctrica / tiempo = (V x Q) / t
donde Q/t = I. Porque el flujo de carga por unidad de tiempo se llama corriente, denotada por I.
P = VI
En un circuito eléctrico, podemos decir que la energía consumida o producida por un componente es igual a la caída de voltaje en el componente multiplicada por la corriente que fluye a través de él.
unidad de poder
Dado que la potencia es el flujo de energía por unidad de tiempo, la unidad de energía son los julios.
Potencia = Joules / Segundo = J/s
La unidad SI de potencia se expresa en vatios. w.
Vatios, W = julios por segundo
Un vatio se define como la potencia disipada cuando se aplica una diferencia de potencial de 1 voltio al circuito y fluye una corriente de 1 amperio.
La potencia puede variar desde números pequeños hasta números muy grandes abreviados con prefijos como milivatio mW, kilovatio kW y megavatio MW.
Cálculo de potencia
La potencia producida o disipada por cualquier componente del circuito se puede calcular fácilmente utilizando estas ecuaciones.
P = VI
Según la ley de Ohm, V = IR
pag = yo2r
o P = V2/R
donde I es la corriente a través del componente, V es el voltaje a través de él y R es la resistencia del componente. Cualquiera de las fórmulas se puede utilizar para calcular la potencia dada cualquiera de los dos parámetros eléctricos del componente (I, V o R).
Suponga que el componente tiene una resistencia de R = 10 Ω y tiene un voltaje V = 12 V y una corriente I = 1,2 amperios.
P = VI = 1,2 × 12 = 14,4 W
o P = yo2R = (1.2)2 ×10 = 14,4W
o P = V2/R = (12)2/10 = 14,4W
productor y consumidor
Un productor es una unidad eléctrica que produce o suministra energía a un circuito. Según la ley de conservación de la energía, la energía no puede crearse ni destruirse. Los productores convierten otras formas de energía en energía eléctrica, como las baterías que convierten la energía química de los productos químicos del interior. Las turbinas hidráulicas convierten la energía cinética del agua, las turbinas eólicas convierten la energía eólica y los paneles solares convierten la radiación solar. Todas estas unidades son productoras de energía eléctrica y proporcionan energía en una variedad de entornos y condiciones.
Un consumidor es una unidad eléctrica que consume energía. Convierte la energía eléctrica en otras formas requeridas de energía. Una resistencia consume energía eléctrica y la convierte en energía térmica. El calentador usa la resistencia de la bobina para generar calor. De manera similar, los motores producen energía mecánica y los LED producen energía luminosa. Dichos componentes eléctricos se denominan consumidores eléctricos.
La potencia es una medida de la velocidad a la que los productores eléctricos suministran energía eléctrica y los consumidores la consumen.
tipo de poder
La potencia se puede clasificar en dos tipos según la naturaleza del flujo de corriente. Hay dos tipos de corriente eléctrica: corriente continua (CC) y corriente alterna (CA).
Por lo tanto, los tipos de alimentación son alimentación de CC y alimentación de CA, que se explican a continuación.
Fuente de alimentación DC
La energía de CC es suministrada por una fuente de energía de CC, como una batería o una celda solar. La corriente continua es constante en una dirección. Su cálculo es por tanto muy sencillo. Es igual al producto del voltaje por la corriente.
P = VI
donde V es el voltaje a través del componente e I es la corriente a través de él.
alimentación de CA
La corriente alterna es una corriente que varía continuamente entre un valor pico máximo y un valor pico mínimo. La energía suministrada por tal corriente se llama energía de CA. Las corrientes cambian de dirección periódicamente, introduciendo el concepto de frecuencia y fase a las formas de onda de corriente y voltaje.
Por lo tanto, las fuentes de alimentación de CA se dividen en tres tipos de fuentes de alimentación.
poder aparente
Esta es la potencia total entregada al circuito desde la fuente de alimentación. Como sugiere el nombre, esta es la potencia que parece disiparse en el circuito.eso es S.dada por & .
S = Vvalor efectivo Ivalor efectivo
dónde
Ⅴvalor efectivo = RMS (raíz cuadrática media) Voltaje = Vcima/√2
Ivalor efectivo = RMS (raíz cuadrática media) Corriente = Icima/√2
La potencia aparente es una combinación de potencia activa y reactiva, por lo que es voltios-amperios o Virginia.
potencia activa o activa
La potencia activa o potencia efectiva es la cantidad de potencia disipada en la resistencia total de un circuito. Esta es la potencia realmente generada por el circuito.eso es PAG. dada por &.
PAG = Vvalor efectivo Ivalor efectivo cosφ
dónde
- Ⅴvalor efectivo = RMS (raíz cuadrática media) Voltaje = Vcima/√2
- Ivalor efectivo = RMS (raíz cuadrática media) Corriente = Icima/√2
- ϕ = ángulo de fase o diferencia de fase entre tensión y corriente
se mide en Vatio.
Poder reactivo
La potencia reactiva es la potencia disipada en la reactancia de un circuito.Se desperdicia en el cableado del circuito en forma de calor y nunca se usa de manera efectiva. q dada por &.
Q = Vvalor efectivo Ivalor efectivo sinφ
dónde
- Ⅴvalor efectivo = RMS (raíz cuadrática media) Voltaje = Vcima/√2
- Ivalor efectivo = RMS (raíz cuadrática media) Corriente = Icima/√2
- ϕ = ángulo de fase o diferencia de fase entre tensión y corriente
Esta potencia se desperdicia y no es utilizada por el circuito y debe maximizarse para utilizar toda la potencia de la fuente.Medido en voltios-amperios reactivos o abreviados VAR.
Relación entre potencia aparente, potencia activa y potencia reactiva
La potencia aparente es la suma de la potencia activa y la potencia reactiva, por lo que están relacionadas entre sí. Esta relación se puede explicar mediante la siguiente fórmula:
S.2 =P2 +Q2
dónde
- S = potencia aparente
- P = potencia activa o potencia activa
- Q = potencia reactiva
Dado el ángulo de fase o la diferencia de fase ϕ entre la corriente y el voltaje, también podemos calcular las potencias activa y reactiva usando
P = S cos ϕ
Q = S sen ϕ
Factor de potencia
La relación entre la potencia activa o potencia activa (la potencia realmente consumida por el circuito) y la potencia aparente (potencia total suministrada al circuito) se conoce como factor de potencia.
Factor de potencia = P/S
Factor de potencia = Vvalor efectivo Ivalor efectivo cosφ/Vvalor efectivo Ivalor efectivo
Factor de potencia = cosφ
Por lo tanto, el factor de potencia es cos ϕ. donde φ es la diferencia de fase entre el voltaje y la corriente debido a la reactancia. El rango es entre 0 y 1.
Factor de potencia máximo
Factor de potencia = Cosφ = 1
Esto significa que la diferencia de fase ϕ = 0°, es decir, la tensión y la corriente están en fase. Solo es posible si la reactancia total del circuito es cero.En esos momentos, el verdadero poder PAG. igual a la potencia aparente S. En otras palabras, toda la potencia suministrada al circuito es utilizada por el circuito. Según la relación
P = S cos ϕ
PAG = S (1)
PAG = S
Este es el mejor de los casos y mantiene el factor de potencia lo más cerca posible de 1.
Factor de potencia mínimo
Factor de potencia = Cosφ = 0
Esto significa que la diferencia de fase ϕ = 90°, es decir, las formas de onda de voltaje y corriente están separadas 90°. El circuito tiene reactancia pura y sin resistencia. Por lo tanto, la potencia total suministrada al circuito se desperdicia en el cableado y nunca se aprovecha. En tales casos, la potencia activa o real utilizada es cero y se calcula mediante la relación:
P = S cos ϕ
PAG = S (0)
PAG = 0
Por lo tanto, se evita el factor de potencia bajo en cualquier situación, ya que puede reducir la eficiencia del sistema y desperdiciar energía.
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