Potencia

Na Galipedia, a Wikipedia en galego.


En Física, potencia (de símbolo P[1]) é a cantidade de traballo efectuado por unidade de tempo. Isto é equivalente á velocidade de cambio de enerxía nun sistema ou á rapidez en realizar un traballo, segundo queda definido por:

P=\frac{dE}{dt},

onde:

  • P é a potencia
  • E é a enerxía ou traballo
  • t é o tempo.

A potencia pódese considerar en función da intensidade e a superficie:

P = I · S

  • P é a potencia realizada
  • I é a intensidade
  • S é a superficie

A unidade de potencia no Sistema internacional (SI) é o watt, o cal é equivalente a un joule por segundo.

Fóra do SI tamén se utilizan o Cabalo de Vapor (CV) equivalente a 736 W ou o Horse Power (HP) que son aproximadamente 746 W

Potencia mecánica[editar | editar a fonte]

A potencia mecánica é a potencia transmitida mediante a acción de forzas físicas de contacto ou elementos mecánicos asociados como pancas, engrenaxes, etc. O caso máis simple é o dunha partícula libre sobre a que actúa unha forza variable. De acordo coa mecánica clásica, o traballo neto realizado sobre a partícula é igual á variación da súa enerxía cinética (enerxía de movemento), polo que a potencia creada pola forza é:


P=\frac{dW}{dt} = \frac{d}{dt}\left( \frac{1}{2}mv^2\right) = 
\frac{1}{2}\frac{d}{dt}\left(m\mathbf{v}\cdot\mathbf{v}\right) =
\frac{d}{dt}\left(m\mathbf{v}\right)\cdot\mathbf{v} = \mathbf{F}\cdot\mathbf{v}

Onde:

\mathbf{m} é a masa da partícula.
\mathbf{F} é a forza resultante que actúa sobre a partícula.
\mathbf{v} é a velocidade da partícula.

En sistemas mecánicos máis complexos con elementos rotativos arredor dun eixe fixo e onde o momento de inercia fica constante, a potencia mecánica pode relacionarse co par motor e a velocidade angular. De acordo coa mecánica clásica, o traballo realizado sobre o corpo en rotación, é igual á variación da súa enerxía cinética de rotación, polo que a potencia desenvolta polo par ou momento de forza é:


P=\frac{dW_\text{rot}}{dt} = 
\frac{d}{dt}\left(\frac{1}{2}I_r\omega^2\right)= 
M \omega

Onde:

I_r é o momento de inercia segundo un eixe.
\omega é a velocidade angular do eixe.
M é o par motor aplicado sobre dito eixe.

Se o movemento rotativo ten lugar sobre un eixe variable, a expresión correcta é:


P= \frac{dW_\text{rot}}{dt} =
\frac{d}{dt}\left(\frac{1}{2}\boldsymbol\omega \, \mathbb{I} \, \boldsymbol\omega\right) = 
\frac{1}{2}\left(\boldsymbol\omega \cdot \mathbf M +
\boldsymbol\alpha \cdot \mathbf{L} \right)

Onde:

\mathbb I é a matriz ou tensor de inercia.
\boldsymbol\alpha é a aceleración angular do sistema.
\mathbf{L} é o momento angular do sistema.
\mathbf M é o momento dinámico actuante.

Esta última ecuación é análoga á variación de potencia que se deriva da ecuación do foguete, onde ao irse queimando combustible, a masa non fica constante.

Nun fluxo incompresible, a potencia mecánica asociada á enerxía transmitida ás partículas do fluído, tamén pode expresarse en termos de presión e caudal:


P= \frac{dW_\text{hyd}}{dt} = p Q

Potencia eléctrica[editar | editar a fonte]

Artigo principal: Potencia eléctrica.

A potencia eléctrica P producida nun certo instante por un dispositivo vén dada pola expresión

P(t) = I(t)V(t) \,

Onde:

  • P(t) é a potencia instantánea, medida en vatios (joules/segundos).
  • I(t) é a corrente que circula por el, medida en amperios.
  • V(t) é a diferencia de potencial (caída de voltaxe) a través do compoñente, medida en voltios.

Se o compoñente é unha resistencia, entón temos:

P=I^2 R = \frac{V^2}{R}

Onde:

  • R é a resistencia, medida en ohmios.

Potencia do son[editar | editar a fonte]

Artigo principal: Potencia acústica.

A potencia do son, considerada como a cantidade de enerxía que transporta unha onda sonora por unidade de tempo a través dunha superficie determinada, depende da intensidade da onda sonora e da superficie, vindo dada, no caso xeral, por:

P_s=\int_S I_s\ dS

  • Ps é a potencia.
  • Is é a intensidade sonora.
  • dS é o elemento de superficie alcanzado pola onda sonora.

Para unha fonte illada, o cálculo da potencia sonora total emitida require que a integral anterior se estenda sobre unha superficie cerrada.

Unidades de potencia[editar | editar a fonte]

Sistema métrico(SE)[editar | editar a fonte]

  • Vatio (W) - múltiplos: 1.000 W = 1 kW (kilovatio); 1.000.000 W = 1 MW (megavatio).

Sistema inglés[editar | editar a fonte]

Sistema técnico de unidades[editar | editar a fonte]

Sistema ceguesimal[editar | editar a fonte]

Outros[editar | editar a fonte]

  • Caloría termoquímica por segundo (cal TQ/s)

Notas[editar | editar a fonte]

  1. Nótese que o p, distinguíndoo de P, adoita empregase para a presión.

Véxase tamén[editar | editar a fonte]