Que es la ley de watt

La ley de Watt se usar a circuitos eléctricos y establecido que la potencia electricidad P suministrada por un elemento del circuito, eliminar directamente proporcional al producto todos la tensión de la alimentación V de circuito y la tamaños de actual I los circula vía él.

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La energía eléctrica denominada un concepto muy importante, causada señala ese tan rápido eliminar un elemento hacia transformar energía eléctrica en parte otra forma después energía. Matemáticamente, la definición dadaista de la ley de Watt se expresa así:

P = V.I

Figura 1. La potencia eléctrica indica la rapidez alcanzan que la energía eléctrico se transforma. Fuente: Pixabay

En ns Sistema Internacional de Unidades (SI), la unidad después potencia recibe el nombre del watt y se abrevia W, dentro de honor a jaime Watt (1736-1819), ingenierías escocés pionero después la revolucionaria industrial. Puesto que la potencia denominada energía por unidad después tiempo, 1 W equivale a 1 joule/segundo.


Todos estamos familiarizados alcanzan el concepto de poder eléctrica de una u otra manera. De ejemplo, der dispositivos eléctricos caseros después uso común siempre traen regulación su potencia, consiste en las bombillas, ns hornillas eléctricas o refrigeradores, entre otros.


Índice de artículo

1 acto de Watt y publicación de circuito2 Aplicaciones

Ley después Watt y artículos de circuito

La acción de Watt se solicitar a artículos de circuito alcanzar diverso comportamiento. Puede hacer tratarse de una batería, laa resistencia u otro. Entre der extremos después elemento se establece una diferencia ese potencial VB – VA = VAB y la en la actualidad circula dentro de sentido del A hacia B, como lo indica la siguiente figura:

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Figura 2. Un elemento del circuito en el cual se ha establecido una diferencia ese potencial. Fuente: F. Zapata.

En un tiempo muy bajo dt, pasa una cierta cantidad de carga dq, de forma ese el carrera realizado para ella viene dado por:

dW = V.dq

Donde dq está relacionada alcanzan la corriente como:

dq =I.dt

Entonces:

dW = V. I.dt

dW/dt = V. I

Y qué la potencia es carrera por unidad del tiempo:

P = V.I

-Si VAB > 0, las cargas que pasan por ns elemento ganan enérgico potencial. El elemento suministra enérgico a salida de parte fuente. Podría ser una batería.

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Figura 3. Potencia proporcionada por laa batería. Fuente: F. Zapata.

-Si VAB pierden estar comprometido en potencial. Los elemento disipa energía, tal como una resistencia.

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Figura 4. La persistencia transforma energía dentro de forma del calor. Fuente: F. Zapata.

Nótese los la potencia suministrada por laa fuente alguna depende únicamente ese voltaje, de lo contrario también después la corriente. Esto denominada importante sofisticado por cuales las baterías después los coche son por lo tanto grandes, adquisición en cuenta que apenas suministran doce V.


Lo los sucede es que el motor después arranque tengo que una en la actualidad elevada, durante un concisos tiempo, los provea la potencia necesaria a ~ arrancar al automóvil.

Ley ese Watt y acto de Ohm

Si ns elemento después circuito eliminar una resistencia, se pueden combinar la acto de Watt y la acto de Ohm. Esta última establecido que:

V = I. R

Que al sustituir en la acción de Watt conduce a:

P = V. Identificación = (I.R).I = I2.R

También pueden obtenerse la a versión dentro función del la estrés y la resistencia:

P = V. (V/R) = V2 / R

Las combinaciones posibles todos las 4 magnitudes: poder P, actual I, voltaje V y aguante R aparecer en la letras de la figura 5. Según los cifras que ofrezca un problema, se seleccione las fórmulas qué es más convenientes.

Por ejemplo, supóngase que dentro un determinado problema se preguntar hallar la resistencia R, que está dentro el cuarta inferior izquierdo de la carta.

Dependiendo después las magnitudes cuyo valor se conozca, se elige parte de las tres ecuaciones atados juntos (en color verde). Ejemplo supongamos los se conocen V e I, entonces:

R = V/ I

Si en cambio se conocen P y también I, y se pide la resistencia, se usa:

R = ns / I2

Finalmente, cuando se conocen P y V, la persistencia se voluntad mediante:

R = P2 /V

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Figura 5. Fórmulas después la ley de Watt y la actuar de Ohm. Fuente: F. Zapata.

Aplicaciones

La ley de Watt puede aplicarse en circuitos eléctricos para lo encontré la potencia electricidad suministrada o consumida por ns elemento. Los bombillos son buena gente ejemplos de aplicación de la acción de Watt.

Ejemplo 1

Un bombillo especialmente para alcanzado varias iluminaciones dentro de uno, posee dual filamentos del tungsteno, cuyo resistencias son RA = 48 ohm y RB = ciento cuarenta y cuatro ohm. Es así conectadas a numero 3 puntos, denotados qué 1, dos y 3, tal como se aprecia en la figura.

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El aparato se controla mediante interruptores para seleccionar der pares después terminales y además conectarlo ns la red de 120 V. Encontrar todas ns posibles efectivo que se pueden obtener.

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Figura 6. Bosquejo para el ejemplo resuelto 1. Fuente. D. Figueroa. Física para Ciencias y también Ingeniería.Solución

– cuándo se conectan los terminales 1 y 2, mostrar la resistencia RA queda activada. Dichos se combinar la tensión, que eliminar de 120 V y los valor ese la resistencia, se sustituyen de forma directa estos valores en la ecuación:

P = V2/R = (120 V)2/48 ohm = trescientos W

– Conectando der terminales dos y 3, se activa la persistencia RB, ese potencia es:

P = V2/R = (120 V)2/144 ohm = 100 W

– los terminales 1 y 3 permiten que los resistencias queden conectadas dentro de serie. La resistencia equivale es:

Req = RA + RB = 48 ohm + ciento cuarenta y cuatro ohm = ciento noventa y dos ohm

Por lo tanto:

P = V2/R = (120 V)2 /192 ohm = 75 W

– Finalmente, la probabilidad restante denominada conectar los resistencias en paralelo, tal qué se muestra en el cerias d). La aguante equivalente en este circunstancias es:

1/ Req = (1/RA) + (1/RB) =(1/48 ohm) + (1/144 ohm) = 1/36 ohm.

Por lo demasiados la aguante equivalente eliminar Req = 36 ohm. Con este valor, la fuerza es:

P = V2 / R = (120 V)2 / treinta y seis ohm = cuatrocientos W

Ejemplo 2

Además después watt, diverso unidad muy utilizada hacía la potencia denominaciones el kilowatt (o kilovatio), abreviada como kW. Uno kW equivalente a 1000 watt.

Las compañías que abastecen ese electricidad a ese hogares facturan dentro términos después la enérgico consumida, alguno de la potencia. La unidad que emplean denominada el kilowatt-hora (kW-h) que pese a llevar el nombre después watt, eliminar unidad hacía energía.

1 kilowatt-hora o kW-h es la estar comprometido en suministrada en uno hora mediante una fuerza de mil watt, que en joules equivaldría a:


1 kW-h = mil W x 3600 s = 3.6 x diez 6 J

a) Supongamos los un chozas consume 750 kWh durante un ciertamente mes. ¿Cuál será ns monto ese la factura de electricidad de los mes? Se prosigue el posteriores plan de consumo:

– cargos base: $14.00.

– Precio: 16 centavos/kWh elevándose llegar a cien kWh al mes.

– ese siguientes doscientos kWh al mes tienen un valor de diez centavos/kWh.

– Y por sobre de 300 kWh al mes, se cobran seis centavos/kWh.

b) Hallar el costes promedio del energía eléctrica.

Solución a

– El cliente del servicio consume 750 kW-h al mes, entonces supera los gastos indicados dentro cada etapa. Para ese primeros 100 kWh el valor en dinero es: 100 kWh x 16 centavos /kWh = 1600 centavos = 16.00 $

– los siguientes doscientos kWh sí un costes de: 200 kWh x 10 centavos /kWh = dos mil centavos = 20.00 $.

– Por encima de estos trescientos kW-h, el cliente del servicio consume cuatrocientos cincuenta kW-h más, a ~ un enteramente de 750 kW-h. El costos en este caso es: 450 kWh x seis centavos /kWh = dos mil setecientos centavos = 27.00 $.

– definitivo se hidrógeno todos ese montos obtenidos además la cargos de base, para alcanzó el gastos del solidificado de aquel mes:

Precio a abonar = 14.00 $+ 16.00 $ +20.00 $+ 27.00 $ = setenta y siete $.

Solución b

El costos promedio es: 77 $ / setecientos cincuenta kWh = 0.103 $ /kW-h = 10.3 centavos /kWh.

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Referencias

Alexander, C. 2006. Fundamentos ese circuitos eléctricos. 3ra. Edición. McGraw Hill.Berdahl, E. Arrival to Electronics. Recobrado de: ccrma.stanford.ed.Boylestad, R. 2011. Introducción al análisis de circuitos. 13va. Edición. Pearson.Electrical Rebuilder’s Association. Ohm’s regulation & Watt’s regulation Calculator con Examples. Recobrado de: electricalrebuilders.orgFigueroa, D. (2005). Serie: físico para Ciencias y también Ingeniería. Volumen 5. Electricidad. Editado por Douglas Figueroa (USB).
APA
Zapata, Fanny. (26 de octubre después 2019). Ley del Watt: cual es, ejemplos, aplicaciones. Cgtcam.org. Recuperado ese https://www.cgtcam.org/ley-de-watt/.Copiar cita
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