La potencia, en física, muestra qué tan rápido se transforma o se transmite la energía. Para hacer una analogía: si la energía es como el dinero, la potencia es un salario (por ejemplo, ganar $18/hora o $50,000/año) o tasa de uso (por ejemplo, gastar $20/hora para alquilar una canoa o $1500/mes en alquiler).

La potencia se puede expresar en muchas unidades diferentes, todas las cuales se pueden expresar como una unidad de energía dividida por una unidad de tiempo. La unidad más común es el vatio (W), definido como 1 julio (J) de energía por segundo. Una bombilla de 40 W, entonces, usa 40 J de energía eléctrica cada segundo para permanecer encendida.[1] La producción de potencia media del cuerpo humano durante el ejercicio moderado es de unos 100 W.[2]

Para la mayoría de los motores y centrales eléctricas hay dos tipos de potencias. La rata a la cual la energía ingresa al sistema, a partir del combustible, es la potencia térmica. La cantidad de potencia generada por el motor es la potencia mecánica. Para una planta de energía, este producto es la electricidad, asi que se mide en megavatios eléctricos (MWe) a diferencia de la potencia de entrada que se mide en megavatios térmicos (MWt).

Energía y Potencia

La relación entre potencia, energía y tiempo se puede describir mediante la siguiente ecuación[1]:

[math]\displaystyle{ P = \frac{\Delta E_{sis}}{\Delta t} }[/math]
  • P es la potencia promedio generada, medida en vatios (W)
  • ΔEsis es el cambio neto de energía del sistema en julios (J), también conocido como trabajo.
  • Δt es la duración - cuánto tiempo la energía es usada - medida en segundos (s)

Dado que la potencia es una rata de uso de energía (energía dividida por un intervalo de tiempo), al multiplicar una unidad de potencia por una unidad de tiempo se obtiene una cantidad de energía. Un ejemplo de ello es la unidad de energía kilovatios-hora (kWh). Un kilovatio es igual a 1000 vatios, por lo que 1 kWh representa la cantidad de transferencia de energía que se produce durante una hora a partir de una potencia generada de 1000 vatios (es decir, julios por segundo). Así, 1 kWh es igual a 3,600,000 julios de energía transferida (trabajo).

Una actividad puede lograr mayor potencia con un requerimiento dado de energía en un tiempo mas corto. Por ejemplo, levantar 2 metros en el aire un bloque de 15 kg. Esta tarea requiere aproximadamente 300 J de energía de entrada (trabajo). Un motor y un sistema de poleas con una potencia generada de 5 W podrían realizar esta tarea en un minuto. ¡Sin embargo, un motor más potente con una potencia de 100 W podría elevar la caja a la misma altura solo en tres segundos! Pero al final, ambos motores habrán realizado la misma cantidad de trabajo (transferencia de energía) al levantar la caja.

Potencia generada tiempo Transferencia total de energía
5 W 60 s 300 J
100W 3 s 300 J

Conversión de Unidad de Potencia

Consulte a continuación para convertir entre varias unidades de potencia:



Ver lecturas adicionales

Referencias

  1. 1,0 1,1 R. D. Knight, "Work," in Physics for Scientists and Engineers: A Strategic Approach, 2nd ed. San Francisco, U.S.A.: Pearson Addison-Wesley, 2008, pp. 325–327
  2. R. Wolfson, "High-Energy Society," in Energy, Environment and Climate, 2nd ed. New York, U.S.A.: Norton, 2012, pp. 20–21