Potencia y Energía

Artículos teóricos

Como dijimos en el artículo anterior, el término potencia ya empezamos a relacionarlo con la electricidad y la electrónica. Nos resulta familiar porque lo hemos visto muchas veces cuando hemos leido algún manual sobre las caracteristicas de un equipo eléctrico o electrónico.

Para introducir otro concepto, el de energía, vamos a explicar que se entiende por potencia. Sin embargo en esta ocasión vamos a hacerlo desde un punto de vista aplicado a la mecánica y estableceremos una definición del término. De esta manera nos resultará fácil llegar hasta donde queremos... ¿Recuerdas que definimos la electricidad como una forma de energía? Pues esa es precisamente nuestra próxima meta, saber exactamente de que hablamos cuando lo hacemos de la energía eléctrica. Para ello vamos a empezar con un ejemplo muy simple. ¿Nos acompañas?.

POTENCIA
Imaginemos que tenemos dos máquinas capaces de realizar el mismo trabajo. Sin embargo, una de las máquinas nos reporta mas ventajas que la otra, aunque como hemos dicho, las dos realizan exactamente el mismo trabajo. ¿Cual puede ser el motivo de esta ventaja de una sobre la otra?... Indiscutiblemente el factor tiempo. ¡Lógico!... la máquina que realiza su trabajo en menos tiempo nos parecería la mejor. Pero ¿Cual puede ser la razón por la que esta última máquina es mas rápida que la primera?. La respuesta es simple: tiene mas potencia que la otra. Ya tenemos la definición de potencia:

"Llamamos potencia a la cantidad de trabajo realizado en la unidad de tiempo"

Para dejarlo claro pongamos un ejemplo comparativo. Un hombre es capaz de levantar un peso de 1 kilo a una distancia de 1 metro en el tiempo de un segundo, con lo que habrá desarrollado una potencia de 1 kilográmetro por segundo. También tenemos una grúa que en el mismo tiempo de 1 segundo es capaz de levantar a 1 metro un peso de 1.000 kilos. Por lo tanto la grúa tiene una potencia 1.000 veces superior a la del hombre. Ha desarrollado una potencia de 1.000 kilográmetros por segundo.

La unidad de potencia según hemos visto es el kilográmetro por segundo. En mecánica esta unidad resulta demasiado pequeña, por lo que en la práctica se utiliza el caballo de vapor (C.V. o H.P.), que corresponde a una potencia de 75 kilográmetros por segundo.

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RESUMEN DE LO VISTO HASTA AHORA
Antes de continuar, y para fijar bien los conocimientos adquiridos, nos gustaría resumir en unas pocas palabras todo lo que hemos dicho. Conviene que estos conocimientos iniciales queden perfectamente claros.

Para que un cuerpo se ponga en movimiento, se pare o modifique su trayectoria, se requiere una fuerza. Fuerza es toda causa capaz de producir, modificar o suprimir un movimiento.

La fuerza con que los cuerpos son atraidos por la Tierra recibe el nombre de peso. Por lo tanto, la unidad de peso y de fuerza es el kilogramo.

Para trasladar un cuerpo, necesitamos ejercer una fuerza a lo largo de una distancia. El producto, o lo que es lo mismo, el resultado de multiplicar la fuerza por la distancia recorrida es el trabajo.

La unidad de trabajo es el kilográmetro, que es el trabajo necesario para elevar un peso de 1 kilo a una distancia de 1 metro.

Cuando se tiene en cuenta el tiempo empleado para ejecutar cierto trabajo, hablamos de potencia. Potencia es el trabajo realizado en la unidad de tiempo.

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Sigamos adelante. Ya cada vez estamos mas cerca de comenzar la parte mas atrayente de la electrónica. El siguiente subtema nos habla de un concepto que, aunque se cita constantemente en los medios de comunicación y en nuestras conversaciones personales, en realidad es poco conocido. Nos referimos a la energía.

ENERGIA
Hablamos de energía mecánica, de energía eléctrica, de energía atómica, etc... ¿Que queremos decir en realidad cuando hablamos de la energía de un cuerpo?... Podemos definir la energía como la capacidad de la materia para realizar un trabajo. Para llegar a entender bien este concepto vamos a poner unos ejemplos:

Si nos subimos a un edificio de 10 o 12 plantas con una piedra y la soltamos desde arriba, la piedra será capaz de realizar un trabajo. En su caida será capaz de hundir un clavo, de comprimir un muelle, de poner en marcha un determinado dispositivo... (¡y con un poco de suerte de matar a mi suegra!). Por lo tanto, podemos decir que la piedra contiene cierta cantidad de energía.

Lo mismo ocurre con el agua de un embalse. Cuando se la deja en libertad puede hacer girar la turbina de un alternador. Para poder realizar ese trabajo debemos decir que ese agua posee cierta cantidad de energía, según nuestra definición. Aquí debemos hacer una puntualización muy importante. En los dos casos citados, la energía depende del nivel a que se encuentre la materia antes de realizar el trabajo. En efecto, la energía de la piedra o del agua será tanto mayor cuanto mayor sea la distancia que las separe del punto en que tienen que realizar el trabajo. A este tipo de energía, que depende de la posición de su fuente, se le llama ENERGÍA POTENCIAL.

Existen, no obstante, otros tipos de energía. Por ejemplo, al quemar carbón se consigue que hierva el agua de una caldera y el vapor que desprende pone en marcha una locomotora. Con ello se ha realizado un trabajo y por lo tanto queda demostrado que en el carbón se encuentra una energía. Pero a diferencia de los casos anteriores, este tipo de energía no depende de la posición del carbón, puesto que no se manifiesta en su caida, sino en su combustión. Por lo tanto, en este caso estamos tratando con la ENERGIA TÉRMICA o CALORÍFICA. Esta energía térmica se transforma en la locomotora en un movimiento; aparece entonces en forma de ENERGÍA MECÁNICA.

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Observemos que la energía potencial del agua se transforma en energía mecánica al accionar la turbina. Observemos además como la energía térmica del carbón se transforma también en otro tipo de energía. Estamos pués hablando de una cualidad fundamental de la energía, su poder de transformarse de una especie en otra distinta. De manera que podemos afirmar que la energía nunca se pierde, sino que se transforma en distintas manifestaciones. Esta ley se conoce con el nombre de "ley de la conservación de la energía". Su enunciado es el siguiente:

LEY DE LA CONSERVACION DE LA ENERGIA
"La energía no se crea ni se destruye. Solo se transforma."

¡Estupendo! Cada vez estamos mas cerca de nuestra meta. Hemos hablado de fuerza, de trabajo, de potencia, y por último de la energía. Hemos visto que existen diferentes tipos de energía; energía potencial, energía mecánica, energía térmica y... No es por nada pero... ¿No has echado de menos cierto tipo de energía?... ¡Claro que siiiii...!... La energía eléctrica.

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Ese será el tema de nuestro próximo artículo, entrando ya de lleno en el estudio de la electricidad, base absolutamente necesaria para el aprendizaje correcto de la electrónica. A partir de aquí la lectura se hará mas amena. Esperamos verte de nuevo por aquí. Hasta pronto.

 
C O M E N T A R I O S   
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POTENCIA ENERGETICA

#1 LILY » 18-12-2017 03:14

RESPUESTA DEL CUESTIONARIO DE FISICA DE 2DO DE B.G.U DE IRFEYAL

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