Calcular la potencia de salida

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Pasos
Consejos

El poder es un concepto físico que tiene diferentes significados según el contexto y los datos disponibles. El poder puede ser una medida de cuánto trabajo hace alguien o algo a lo largo del tiempo. En un segundo contexto, la potencia se puede calcular en función de la velocidad (qué tan rápido puede hacer que se mueva un peso). Finalmente, la potencia eléctrica es el producto del voltaje y la corriente. Si conoce el contexto y sabe con qué datos comenzar, puede elegir la fórmula correcta y calcular la potencia.

Pasos

Método 1 de 3: Cálculo de la potencia mecánica en función del trabajo

Imagen titulada Calculate Power Output Step 01

1. Calcular la mano de obra. En mecánica, el trabajo es la cantidad de fuerza requerida para mover algo a lo largo de una cierta distancia. La formula del trabajo es:

$labor = energía * Distancia$ ${displaystyle {text{Trabajo}}={text{Fuerza}}*{text{Distancia}}}$
Para entender este concepto, consideremos un bloque de cemento de 100 kilos. Mover ese bloque dos metros requiere el doble de trabajo que mover el mismo bloque un metro. Esta es también la misma cantidad de trabajo que se necesita para mover un bloque de 200 libras más de medio metro.

Imagen titulada Calculate Power Output Step 02

2. Definir la fuerza mecánica. La potencia es la velocidad a la que se realiza el trabajo a lo largo del tiempo. La fórmula básica para definir el poder es:

Energía = \frac{labor}{Hora}

${displaystyle {text{Potencia}}={frac {text{Trabajo}}{text{Tiempo}}}}$

Piense de nuevo en el bloque de cemento de 100 kilos. Mover ese bloque dos metros en 10 segundos requiere el doble de fuerza que mover el mismo bloque la misma distancia en 20 segundos. Mover el mismo objeto más rápido requiere más fuerza.

Imagen titulada Calculate Power Output Step 03

3. Determine las unidades que usa para el trabajo y la potencia. Por lo general, mostrará la mano de obra y la potencia en unidades métricas, no en unidades imperiales.

La unidad imperial para el trabajo es el `pie-libra`. Este es el producto de la distancia en pies por la fuerza en libras. La unidad de fuerza viene de dividir por tiempo, en segundos. La unidad de potencia es el `pie-libra por segundo`. Un término más familiar es el de `caballos de fuerza`, que se define como 550 libras-pie por segundo.

1 caballo de fuerza = 550 \frac{lb-pie}{segundo.}

${displaystyle 1{text{Caballos de fuerza}}=550{frac {text{pie-libras}}{text{seg.}}}}$

La unidad métrica de trabajo es el joule. Un julio es igual a un newton-metro, que es la cantidad de trabajo necesario para mover 1 newton una distancia de 1 metro. Si divide el trabajo por el tiempo, obtiene la potencia, medida en julios por segundo. Esto también se llama vatio.

1 Vatio = 1 \frac{Julios}{segundo.} = 1 \frac{Newton-Metro}{segundo.}

${displaystyle 1{text{ Watt}}=1{frac {text{ Joule}}{text{ Sec.}}}=1{frac {text{ Newton-Metro}}{text{ segundo.}}}}$

Imagen titulada Calculate Power Output Step 04

4. Recoger los datos disponibles. Ya sea que esté resolviendo un problema de física en el aula o calculando la potencia real de un ejemplo del mundo real, primero debe recopilar cierta información. Puedes encontrar la información que necesitas mirando las unidades.

Por ejemplo, suponga que desea calcular el siguiente problema: Un estudiante que hace dominadas levanta su cuerpo de 60 kg (600 N) más de 0,5 m en 2 segundos. ¿Cuánta fuerza ejerce el estudiante??

energía = 600 kg

${displaystyle {text{Fuerza}}=600{text{ kg}}}$

Distancia = 0, 5 metro

${displaystyle {text{Distancia}}=0.5{text{ m}}}$

Hora = 2 segundo.

${displaystyle {text{Tiempo}}=2{text{seg.}}}$

Imagen titulada Calcular potencia de salida Paso 05

5. Multiplica la potencia por la distancia y divide el producto por el tiempo. Ya sea en el sistema métrico o en el sistema imperial, una vez que haya recopilado los datos de potencia, distancia y tiempo, aplíquelos a la fórmula para encontrar la potencia mecánica.

Energía = energía * Distancia Hora

${displaystyle {text{Potencia}}={frac {{text{Potencia}}*{text{Distancia}}}{text{Tiempo}}}}$

Energía = 600 norte * 0, 5 cm 2 segundo.

${displaystyle {text{Potencia}}={frac {600{text{ N}}*0.5{text{cm}}}{2{text{seg}}}}}$

Energía = 300 Nuevo Méjico 2 segundo.

${displaystyle {text{Potencia}}={frac {300{text{ N-m}}}{2{text{seg}}}}}$

Energía = 150 \frac{Nuevo Méjico}{segundo.}

${displaystyle {text{Potencia}}=150{frac {text{ N-m}}{text{seg}}}}$

Dado que 1 caballo de fuerza equivale a 736 N-m (o 736 vatios), esto equivale aproximadamente a una quinta parte de un caballo de fuerza.

Método 2 de 3: Cálculo de la potencia mecánica en función de la velocidad

Imagen titulada Calculate Power Output Step 06

1. Reescribe la fórmula de la potencia. La fórmula original para el poder se enfoca en el trabajo, como una fuerza multiplicada por la distancia, dividida por el tiempo que lleva hacer ese trabajo. Otra forma de considerar los mismos componentes es la siguiente:

$Energía = energía * \frac{Distancia}{Hora}$ ${displaystyle {text{Potencia}}={text{Potencia}}*{frac {text{Distancia}}{text{Tiempo}}}}$
Al agrupar los términos de esta manera, debe reconocer que $\frac{Distancia}{Hora}$ ${displaystyle {frac {text{Distancia}}{text{Tiempo}}}}$ otra forma es mostrar la velocidad. Por lo tanto se puede concluir que:
$Energía = energía * Velocidad$ ${displaystyle {text{Potencia}}={text{Potencia}}*{text{Velocidad}}}$
Coge un coche de 1000 kilos. Mover ese automóvil a una velocidad de 50 km/h requiere el doble de energía que mover el mismo automóvil a una velocidad de 25 km/h.

Imagen titulada Calculate Power Output Step 07

2. Invierta las unidades si es necesario. Las unidades de potencia generalmente se calculan en vatios (es decir, julios/seg.). o Newton-metros por segundo -- o en caballos de fuerza o pie-libras por segundo. Recuerde que 1 hp = 550 ft-lb/seg o 736 N-m. Si presenta datos de situaciones o problemas en diferentes unidades, debe convertirlos. Algunos de los factores de conversión más útiles son:

1 milla = 5280 pies

1 hora = 60 minutos = 3600 segundos

1 kg = 9,8 N (fuerza)

Para el problema del carro en movimiento, los datos se dan en millas, horas y kg. Necesitas convertir 50 millas a 50*5280=264.000 pies, convirtiendo las horas en 3600 segundos. Luego, puede reformular el problema calculando la fuerza de mover un automóvil de 1000 kg a una velocidad de 264.000/3.600 = 73,33 pies por segundo.

Imagen titulada Calculate Power Output Step 08

3. Multiplica la fuerza por la velocidad. Cuando sus datos tienen las unidades correctas, puede calcular la potencia como el producto de la fuerza por la velocidad. Para el problema del automóvil esto se convierte en:

Energía = energía * Velocidad

${displaystyle {text{Potencia}}={text{Potencia}}*{text{Velocidad}}}$

Energía = 2000 libras * 73.33 \frac{pies}{segundo}

${displaystyle {text{Potencia}}=2000{text{ libras}}*73,33{frac {text{pies}}{text{seg}}}}$

Energía = 146.660 \frac{lb-pie}{segundo}

${displaystyle {text{Potencia}}=146,660{frac {text{pie-libras}}{text{seg}}}}$

Puede escribir esto como los caballos de fuerza del automóvil o convertirlos en caballos de fuerza dividiéndolos por 550.

Energía = 146.660 / 550 = 266.sesenta y cinco caballo de fuerza

${displaystyle {text{Potencia}}=146,660/550=266,65{text{Caballos de fuerza}}}$

El motor ejerció 266,65 caballos de fuerza al mover el automóvil de 1000 libras a una velocidad de 75 km/h.

Método 3 de 3: Cálculo de la potencia eléctrica

Imagen titulada Calculate Power Output Step 09

1. Medir el voltaje del circuito. El voltaje de un circuito es análogo a la fuerza ejercida en un movimiento mecánico. El voltaje indica cuánta carga eléctrica se transporta a través de un circuito. Así como mover un bloque pesado de cemento requiere una gran fuerza mecánica, mover un alto voltaje requiere una gran fuerza eléctrica. El voltaje se mide en unidades de voltios, abreviado V. En las ecuaciones, el voltaje se representa con el símbolo E.

Cuando lees el esquema de un circuito, el voltaje está escrito en algún lugar del esquema. Si está construyendo un circuito real, el voltaje es la energía que proviene de la fuente de la batería. Por ejemplo, una sola batería de 9 voltios suministra 9 voltios al circuito.

Imagen titulada Calculate Power Output Step 10

2. Medir la corriente en el circuito. La corriente de un circuito eléctrico es análoga a la velocidad aplicada en un movimiento mecánico. La corriente indica qué tan rápido se conduce la carga a través del circuito. La corriente se mide en unidades llamadas Ampere, abreviado como Ampere o simplemente A. En los cálculos, la corriente se simboliza con la letra mayúscula I.

La corriente se puede medir directamente usando un amperímetro. Alternativamente, el problema con el que está lidiando puede simplemente indicar la cantidad de amperios en el circuito.

Por ejemplo, un circuito que transporta una corriente de 4 amperios moverá la carga dos veces más rápido que un circuito que transporta una corriente de solo 2 amperios.

Imagen titulada Calculate Power Output Step 11

3. Definir potencia electrica. Así como la potencia en un sentido mecánico se puede definir como la cantidad de trabajo realizado a lo largo del tiempo, la potencia eléctrica también es una cantidad de trabajo realizado a lo largo del tiempo. Sin embargo, en energía eléctrica, el trabajo calculado es el trabajo de mover electrones a través de un circuito eléctrico. Por lo tanto, un circuito que mueve más electrones o se mueve más rápido tendrá más potencia.

La unidad de potencia eléctrica es el vatio. Se calcula de la siguiente manera:

Energía = Amperio * Voltaje

${displaystyle {text{Potencia}}={text{Amperios}}*{text{Voltaje}}}$

pags = I mi

${displaystyle P=IE}$

Imagen titulada Calcular potencia de salida Paso 12

4. Calcular la potencia de un circuito. Suponga que cierto circuito eléctrico tiene una corriente de 6 amperios y una carga de 18 voltios. Para calcular la potencia en el circuito, debe multiplicar de la siguiente manera:

Energía = Amperio * Voltaje

${displaystyle {text{Potencia}}={text{Amperios}}*{text{Voltaje}}}$

Energía = 6 * 18 = 108 W a t t

${displaystyle {text{Potencia}}=6*18=108 vatios}$

Consejos

Es esencial en los cálculos de mano de obra y potencia que anote las unidades de sus datos en sus cálculos. Por ejemplo, si termina con un metro por Newton, notará que ha dividido cuando debería haberlo multiplicado, porque la unidad correcta es N-m.