Qué es la Ley Watts : Funcionamiento, problemas y sus aplicaciones

Existen muchas teorías y leyes en el estudio de la electrónica que nos permiten conocer el funcionamiento de los componentes electrónicos y los circuitos eléctricos. Así, la ley de los vatios es una de ellas, enunciada por un químico e ingeniero escocés llamado «James Watt». El nombre del ley de watts se toma de James Watt.

La Ley de Watt establece las relaciones más básicas dentro de la electrónica, como la relación principal entre las cantidades y la potencia definida a través de la ley de Ohm. Si entendemos estos conceptos, el estudio de la electrónica será muy sencillo. En este artículo se trata una visión general de la Ley de Watts y su enunciado con ejemplos.

¿Qué es la Ley de Watts?

Definición de la Ley de Watts: La ley de Watts establece la relación entre diferentes parámetros, como la tensión (V), la corriente (I) y la potencia (P) en un circuito. La potencia en un circuito es el producto de la tensión y la corriente. La fórmula de la ley de Watts proporciona la relación principal entre P (vatios), V (voltios) e I (amperios).

P = V * I (Potencia = Tensión X Corriente)

V = P/I (Tensión = Potencia/Corriente)

I = P/V (Corriente = Potencia/Tensión)

Para entender el concepto de la Ley de Watts, es necesario comprender los siguientes parámetros.

Tensión (V)

La tensión o «V» en un circuito eléctrico es la diferencia de potencial entre dos puntos. Por tanto, cualquier diferencia de potencial eléctrico hace que los electrones fluyan principalmente desde un punto de alto potencial a un punto de bajo potencial. Aquí, la unidad de la tensión es «V».

Corriente (I)

La corriente o «I» es la cantidad de flujo de carga eléctrica a través de un punto dentro de un circuito en un tiempo fijo. La unidad de la corriente es el amperio (A), o «amperios». Cuando hay una diferencia de potencial dentro del circuito, sólo fluye la corriente.

Resistencia (R)

La resistencia es la restricción del flujo de corriente y puede medirse en ohmios o «Ω». En un circuito eléctrico, es la medida de la capacidad de un componente para restringir el flujo de corriente. Esta ley especifica la relación principal entre la tensión, la corriente y la resistencia. El flujo de corriente a través de un conductor es directamente proporcional a su tensión (I=V/R).

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Potencia (P)

La potencia (P) es un componente que se puede utilizar por cada unidad de tiempo. Simplemente, es la suma de la energía eléctrica transmitida por cada unidad de tiempo. Así pues, la unidad de potencia (P) es el julio/segundo o J/segundo, medido en vatios (W).

La principal diferencia entre la ley de Watt y la ley de Ohm (Ley de Watts Vs. Ley de Ohms) es que la ley de Ohm es la principal relación entre R (resistencia), V (tensión) e I (corriente) dentro de un circuito. La ley de Watt es la relación principal entre P (potencia), V (tensión) e I (corriente).

Estas dos leyes pueden combinarse para obtener fórmulas útiles.

Ley de Ohms = V = IR => I = V/R => V = IR.

Sustituyendo los valores anteriores en la Ley de Watts, podemos obtener

P = I* IR => I2R

P = V*V/R => V2/R

A partir de las fórmulas anteriores, podemos derivar muchas fórmulas en función de nuestras necesidades.

Triángulo de la Ley de Watts

Tanto la ley de ohmios como la ley de vatios incluyen cantidades eléctricas similares, por lo que pueden combinarse fácilmente para obtener algunas ecuaciones útiles. La ecuación básica de la Ley de Ohms se invierte para la potencia y proporciona la misma ecuación con algunas combinaciones para descubrir diferentes cantidades individuales.

Declaración de la Ley Watts

En este caso, la potencia eléctrica en un circuito puede calcularse mediante tres fórmulas posibles a partir del triángulo de la ley de los vatios anterior. Si la potencia medida es positiva, entonces el equipo utiliza potencia. Del mismo modo, si la potencia medida es negativa, entonces el componente genera potencia.

Los valores que se pueden calcular con el Triángulo de la Potencia son

P = I X V

I = P/V

V = P/I

Rueda de la Ley de Ohms

La rueda de la ley de Ohm incluye otra variable como la potencia (P) que se calcula en vatios. Así que la potencia puede definirse como la tasa de energía que se transfiere a través del circuito por cada unidad de tiempo que se expresa en vatios. La rueda de la ley de Ohm fusiona el gráfico PIE con la ley de Ohm.

Círculo de la Ley de Ohms
Círculo de la Ley de Ohms
  • La fórmula de la rueda puede parecer compleja, pero es muy fácil de utilizar, al igual que la tabla PIE.
  • En el gráfico, cada cuadrante incluye diferentes fórmulas que significan la relación principal entre dos variables, como si fueran directamente proporcionales o no. En cada cuadrante podemos encontrar tres fórmulas.
  • Identifica lo que intentas resolver para la resistencia, la tensión, la corriente o la potencia.
  • Necesitas comprobar los valores conocidos porque necesitas un mínimo de dos valores
  • Descubre la sección de fórmulas en la rueda para averiguar los valores.
  • Al hacer los cálculos, hay que utilizar valores compatibles. Por ejemplo, los kilohmios deben cambiarse por ohmios; los mA (miliamperios) deben cambiarse por amperios (A).
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Problemas resueltos de la Ley de Watts

1). Una bombilla doméstica es de 60 W, entonces la tensión aplicada hacia la bombilla es generalmente de 110V/220V, así que mide la corriente consumida.

Sabemos que I = P/V = 60 W / 110V = 0,54 Amperios

I = P/V = 60W / 220V = 0,27 Amperios.

2). Si la tensión de la bombilla es de 110 voltios y la potencia es de 60 W, ¿cuál es la corriente?

En este caso, la tensión y la potencia de la bombilla son de 100 V y 50 W, respectivamente.

Sabemos que I = P/V

Por tanto, sustituyendo los valores mencionados

I = 50/100 = 0,5 Amperios

3). Calcula la potencia mediante la ley de los vatios una vez que 110 V generan 3 A de corriente.

Sabemos que P = VI => 110V * 3A = 330W

4). Mide la cantidad de potencia con la ley de los vatios una vez que el flujo de corriente a través de los 2kΩ de la resistencia sea de 4 A.

Sabemos que P = I2R => (4A)2(2000 Ω)

= 16A2 (2000 Ω) = 32.000 W

¿Para qué se utiliza la Ley de Watts?

El aplicaciones de la ley de Watt incluyen las siguientes.

  • Esta ley se utiliza para medir la potencia real si tienes una fuente de energía
  • Puede utilizarse para medir la necesidad de potencia de un solo componente. Una vez que se proporciona la tensión y la corriente de la fuente, los valores pueden multiplicarse simplemente.
  • La potencia necesaria para un edificio puede calcularse con esta ley, pero es muy importante adivinar toda la potencia necesaria al diseñar el cableado de un edificio.
  • Si identificas la tensión y la potencia del componente, entonces podemos calcular el flujo de corriente mediante la fórmula del vatio como I = P/V. Del mismo modo, si conocemos la potencia y la corriente, se puede medir la tensión.
  • Las combinaciones de las fórmulas de la ley de ohmios y vatios pueden utilizarse para decidir la resistencia de un componente dentro del circuito.
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Ventajas

El ventajas de la ley de Watt son las siguientes

  • Esta ley es muy útil para descubrir la relación principal entre diferentes parámetros como la tensión, la corriente y la potencia.
  • La ley de Watt puede utilizarse para descubrir o analizar la resistencia, el amperaje, la tensión y la potencia.
  • Los vatios pueden utilizarse para decidir el rendimiento de la batería.
  • Los vatios pueden utilizarse para clasificar las bombillas de 5 o 10 vatios.

¿Los vatios son una potencia o una energía?

La potencia de la unidad es el vatio (W) o el flujo radiante.

¿Cuál es la fórmula de la Ley de Ohm y la Ley de Joule?

La fórmula de Joule es H = I x V x T y la de la Ley de Ohm es V = I x R.

¿Cuál es la fórmula de la corriente?

La fórmula de la corriente (I) es I = V/R, donde la unidad SI de I’ es el Amperio.

¿Cuál es la diferencia entre la Ley de Ohm y la Ley de Watts?

La ley de Ohm describe la relación entre R, V e I en un circuito, mientras que la ley de Watt describe la relación entre P, V e I.

¿Qué significa el triángulo de la ley de la potencia?

El triángulo de la ley de la potencia representa un triángulo de ángulo recto para ilustrar la relación principal entre la potencia reactiva, la potencia aparente y la potencia activa.

Por tanto, se trata de una visión general de Ley de Watt y su enunciado con ejemplos. Esta ley establece que la principal relación entre diferentes parámetros es la tensión, la resistencia y la corriente. Así, la potencia dentro de un circuito es un producto de la corriente y la tensión. Hay muchas aplicaciones prácticas utilizando esta ley (P=IV). Aquí tienes una pregunta, ¿cuáles son las limitaciones de la ley de los vatios?

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