26 de octubre de 2012

27.5 Potencia eléctrica y perdida de calor


Hemos visto que la carga eléctrica gana energía en una fuente generadora de fem y pierde energía
cuando pasa a través de una resistencia externa. Dentro de la fuente de fem, el trabajo es
realizado por lafuente elevando la energía potencial de la carga. Cuando la carga pasa a través
del circuito externo, el trabajo es realizado por la carga sobre los componentes del circuito. En
el caso de un resistor puro, la energía se disipa en forma de calor. Si se conecta un motor al circuito,
la pérdida de energía se divide entre el calor y el trabajo útil realizado. En cualquier caso,
la energía ganada en la fuente de fem debe igualar la energía perdida en el circuito completo.
Examinemos con más detalle el trabajo que se realiza dentro de la fuente de fem. Por
definición, se desarrolla un joule de trabajo por cada coulomb de carga que se mueve a través
de una diferencia de potencial de un volt. Por tanto,

donde q es la cantidad de carga transferida durante un tiempo t. Pero q = It, así que la ecuación
(27.3) se transforma en
Donde 1 es la corriente en coulombs por segundo. Este trabajo representa la energía ganada

debido a una carga que pasa a través de la fuente de fem durante el tiempo t. Una cantidad
equivalente de energía se disipará en forma de calor a medida que la c¡y-gase mueve a través
de una resistencia externa.
La rapidez con la cual se disipa el calor en un circuito eléctrico se conoce como potencia
disipada. Cuando la carga fluye en forma continua a través de un circuito, esta potencia
disipada está dada por

Cuando V está expresada en volts e I se expresa en amperes, la potencia disipada se mide en
watts. Se demuestra que el producto del voltaje por la corriente da una unidad de potencia
en la siguiente forma:

La ecuación (27.5) se puede expresar en de otras maneras usando la ley de Ohm = IR).
Al sustituir V se puede escribir





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