Potencia de los equipos eléctricos

Cuando la resistencia utiliza demasiada potencia, la rapidez con la que la energía eléctrica se convierte en calor aumenta y la temperatura de la resistencia sube. Si la temperatura se eleva demasiado, el material puede modificar su composición, dilatarse, contraerse o quemarse por el calor. Por ese motivo todos los equipos eléctricos indican la cantidad máxima de watts que soportan. Esta indicación puede expresarse en watts o, a menudo, en terminos de tensión e intensidad de corriente maximas, las cuales en realidad indican la capacidad en watts.
Las resistencias también vienen identificadas en watts, además de los ohms de resistencia. Existen resistencias de iguales valores en ohms, pero distinto wattaje. Las resistencias de carbon por ejemplo, se hacen comúnmente de 1/3, 1/2, 1 y 2 watts. Cuanto mayor sea el tamaño de la resistencia de carbon, mayor será su capacidad en watts, dado que habra una cantidad mas grande de material para absorber y transmitir el calor fácilmente.
Para resistencias de más de 2 watts se emplean las de alambre bobinado. Estas resistencias se hacen para disipaciones de 5 a 200 watts, habiendo tipos especiales para potencias superiores a 200 watts.
Demostración de Potencia en circuitos en serie.
Para demostrar que es posible determinar la potencia conociendo dos de las variables del circuito - intensidad de corriente, tensión y resistencia.
Se muestra en el esquema un circuito conectado en serie con tres resistencias de 15 ohms y 10 watts con una batería de pilas secas de 9 V.
Tras medir el voltaje de cada resistencia, aplicamos la formula de potencia.
P = E^2 para hallar la potencia de cada resistencia. Se comprobara que la potencia
R
que utiliza cada resistencia es de alrededor de 0.6 watts y que la potencia total es de alrededor de 1.8 watts
Para cada resistencia P= E^2 = 3 X 3 = 9 =0.6
R 15 15
Para tres resistencias P = 0.6 X 3 = 1.8

http://ricardogonzalesf.blogspot.com/

Potencia eléctrica

Se define como la cantidad de trabajo por unidad de tiempo realizado por una corriente eléctrica Es la cantidad de corriente de energía eléctrica o trabajo; energía que se transporta o trabajo que se consume en una determinada unidad de tiempo.
Si la tensión se mantiene constante, la potencia es directamente proporcional a la corriente (intensidad). Ésta aumenta si la corriente aumenta.

1 Potencia en corriente continua
2 Potencia en corriente alterna
2.1 Potencia fluctuante
2.2 Componentes de la intensidad
2.3 Potencia aparente
2.4 Potencia activa
2.5 Potencia reactiva
3 Potencia trifásica
4 Véase también

Potencia en corriente continua

Cuando se trata de corriente continua (CC) la potencia eléctrica desarrollada en un cierto instante por un dispositivo de dos terminales, es el producto de la diferencia de potencial entre dichos terminales y la intensidad de corriente que pasa a través del dispositivo. Esto es,

Donde I es el valor instantáneo de la corriente y V es el valor instantáneo del voltaje. Si I se expresa en amperios y V en voltios, P estará expresada en watts (vatios). Igual definición se aplica cuando se consideran valores promedio para I, V y P.
Cuando el dispositivo es una resistencia de valor R o se puede calcular la resistencia equivalente del dispositivo, la potencia también puede calcularse como

Potencia en corriente alterna
Cuando se trata de corriente alterna (AC) sinusoidal, el promedio de potencia eléctrica desarrollada por un dispositivo de dos terminales es una función de los valores eficaces o valores cuadráticos medios, de la diferencia de potencial entre los terminales y de la intensidad de corriente que pasa a través del dispositivo.
En el caso de un circuito de carácter inductivo (caso más común) al que se aplica una tensión sinusoidal con velocidad angular y valor de pico resulta:

Esto provocará una corriente retrasada un ángulo respecto de la tensión aplicada:

La potencia instantánea vendrá dada como el producto de las expresiones anteriores:

Mediante trigonometría, la anterior expresión puede transformarse en la siguiente:

Y sustituyendo los valores de pico por los eficaces:
Se obtiene así para la potencia un valor constante, y otro variable con el tiempo, . Al primer valor se le denomina potencia activa y al segundo potencia fluctuante.

Potencia fluctuante
Al ser la potencia fluctuante de forma senoidal, su valor medio será cero. Para entender mejor qué es la potencia fluctuante, imaginemos un circuito que sólo tuviera una potencia de este tipo. Ello sólo es posible si rad (cos±90º=0), quedando
caso que corresponde a un circuito inductivo puro o capacitivo puro. Por lo tanto la potencia fluctuante es debida a un solenoide ó a un condensador.Tales elementos no consumen energía sino que la almacenan en forma de campo magnético y campo eléctrico.

Componentes de la intensidad

Figura 1.- Componentes activa y reactiva de la intensidad; supuestos inductivo, izquierda y capacitivo, derecha
Consideremos un circuito de C. A. en el que la corriente y la tensión tienen un desfase φ. Se define componente activa de la intensidad, Ia, a la componente de ésta que está en fase con la tensión, y componente reactiva, Ir, a la que está en cuadratura con ella (véase Figura 1). Sus valores son:


El producto de la intensidad, I, y las de sus componentes activa, Ia, y reactiva, Ir, por la tensión, V, da como resultado las potencias aparente (S), activa (P) y reactiva (Q), respectivamente:

Potencia aparente

Figura 2.- Relación entre potencias activas, aparentes y reactivas
La potencia aparente (también llamada compleja) de un circuito eléctrico de corriente alterna es la suma (vectorial) de la energía que disipa dicho circuito en cierto tiempo en forma de calor o trabajo y la energía utilizada para la formación de los campos eléctricos y magnéticos de sus componentes que fluctuara entre estos componentes y la fuente de energía.
Esta potencia no es la realmente consumida "util", salvo cuando el factor de potencia es la unidad (cos φ=1), y señala que la red de alimentación de un circuito no sólo ha de satisfacer la energía consumida por los elementos resistivos, sino que también ha de contarse con la que van a "almacenar" bobinas y condensadores. Se la designa con la letra S y se mide en voltiamperio .
u formula es:

Potencia activa
Es la potencia que representa la capacidad de un circuito para realizar un proceso de transformación de la energía eléctrica en trabajo. Los diferentes dispositivos eléctricos existentes convierten la energía eléctrica en otras formas de energía tales como: mecánica, lumínica, térmica, química, etc. Esta potencia es, por lo tanto, la realmente consumida por los circuitos. Cuando se habla de demanda eléctrica, es esta potencia la que se utiliza para determinar dicha demanda.
Se designa con la letra P y se mide en vatios (W). De acuerdo con su expresión, la ley de Ohm y el triángulo de impedancias:

Resultado que indica que la potencia activa es debida a los elementos resistivos.

Potencia reactiva

Esta potencia no tiene tampoco el carácter realmente de ser consumida y sólo aparecerá cuando existan bobinas o condensadores en los circuitos. La potencia reactiva tiene un valor medio nulo, por lo que no produce trabajo útil. Por ello que se dice que es una potencia desvatada (no produce vatios), se mide en voltiamperios reactivos (VAR) y se designa con la letra Q.
A partir de su expresión,
Lo que reafirma en que esta potencia es debida únicamente a los elementos reactivos.

http://www.asifunciona.com/electrotecnia/ke_potencia/ke_potencia_elect_1.htm

http://www.monografias.com/trabajos14/trmnpot/trmnpot.shtml

http://www.ifent.org/lecciones/electrodinamica/eldinami41.asp

Aplicacion en la Industria

Los sistemas eléctricos de potencia (SEP) son claves para el bienestar y el progreso de la sociedad moderna. Éstos permiten el suministro de energía eléctrica con la calidad adecuada para manejar motores, iluminar hogares y calles, hacer funcionar plantas de manufacturas, negocios, así como para proporcionar potencia a los sistemas de comunicaciones y de cómputo. El punto de inicio de los sistemas eléctricos son las plantas generadoras que convierten energía mecánica a energía eléctrica; ésta energía es entonces transmitida a grandes distancias hacia los grandes centros de consumo mediante sistemas de transmisión; finalmente, es entregada a los usuarios mediante redes de distribución.
El suministro de energía en forma confiable y con calidad es fundamental; ya que cualquier interrupción en el servicio o la entrega de energía de mala calidad causarán inconvenientes mayores a los usuarios, podrán llevar a situaciones de riesgo y, a nivel industrial, ocasionarán severos problemas técnicos y de producción. Invariablemente, en tales circunstancias, la pérdida del suministro repercute en grandes pérdidas económicas.
Por lo tanto, uno de los criterios importantes es el diseño, operación y control de los sistemas de suministro eléctricos en forma precisa, segura y confiable. Para lograrlo se necesita de recursos humanos altamente capacitados en el modelado matemático y simulación en computadora, tanto de dispositivos eléctricos como de grandes redes eléctricas.

potencia industrial

En cada uno de los subsistemas se tienen diversos componentes eléctricos cuyo conocimiento, tanto en su modelo como sus características de operación y control, es necesario para el diseñador de sistemas eléctricos de potencia. La máquina síncrona, líneas de transmisión (aéreas y subterráneas), transformadores eléctricos trifásicos y monofásicos, cargas, y el equipo de compensación son componentes cuya modelación debe ser rigurosa con el objeto de que los análisis o estudios que de ellos se hagan sean lo mas representativo y exacto posible. De poco sirve contar con excelentes métodos de análisis si los parámetros eléctricos o modelos que se usarán en los estudios son aproximados o incorrectos. La obtención de los parámetros o constantes como la resistencia, conductancia, inductancia y capacitancia se considera fundamental para el desarrollo de los modelos trifásicos y sus equivalentes monofásicos.

Una modelación apropiada servirá de base para realizar con confianza análisis de flujos de potencia, operación económica, estabilidad de voltaje, estabilidad dinámica y transitoria, fallas en líneas y componentes, localización de compensadores, etc. La modelación que se presenta en estas notas se relacionan con el estado estable o estacionario siendo el objetivo principal el obtener modelos de secuencia positiva, negativa y cero partiendo de modelos trifásicos magnéticamente acoplados.

Como parte de la aplicación de los modelos obtenidos se presenta la metodología para realizar estudios de flujos de potencia tanto en subsistemas de trasmisión y subtransmisión como en subsistemas de distribución.

Sistemas Eléctricos de Potencia

Un sistema eléctrico de potencia comprende a los subsistemas de generación, transmisión, distribución, y utilización de energía eléctrica. Tradicionalmente han sido manejados bajo esquemas llamados verticales pero en la actualidad cada subsistema puede ser manejado en forma independiente a través de compañías públicas y privadas denominadas de producción, transmisión, distribución y comercialización reguladas por una comisión reguladora de energía.

La generación de energía se realiza en plantas hidroeléctricas, termoeléctricas, nucleares y de gas, normalmente en tensiones de 13.8KV. La energía proveniente de una planta se lleva a un transformador elevador conectado al sistema de transmisión a través del cual se transporta energía eléctrica generalmente a tensiones de 230 y 400KV. El sistema de transmisión termina en una subestación reductora o subestación de potencia, donde la tensión de servicio normalmente es de 115 KV y de la cual se distribuyen circuitos de subtransmisión que van a alimentar subestaciones de distribución cuyos circuitos alimentadores normalmente trabajan a 34.5, 23 y 13.2KV. Dado que la palabra distribución esta asociada con la utilización de la energía, se considera que las grandes plantas industriales son casos especiales del subsistema de potencia ya que pueden estar directamente conectadas a tensiones de 230 y 115Kv. De los transformadores de distribución se alimentan usuarios comerciales, residenciales e industria pequeña.