La Ley de Watt es un concepto fundamental en electricidad que define la relación entre la potencia, el voltaje y la corriente en un circuito eléctrico.
Recibe su nombre en honor al ingeniero y químico escocés James Watt.
Esta ley permite calcular “la cantidad de potencia eléctrica disipada en una resistencia cuando se le aplica un voltaje y circula una cantidad de corriente específica”.
En términos más sencillos, la Ley de Watt refiere que la potencia (P) es directamente proporcional al voltaje (V) y la corriente (I).
En el contexto de la electricidad y la electrónica, es común encontrarse con dispositivos como lámparas, televisores, lavadoras, ventiladores o refrigeradores, entre otros, cuya potencia se expresa en watts (W).
Por esta razón, es útil manejar la fórmula de la Ley de Watt para realizar cálculos y comprender mejor el consumo de energía de estos aparatos eléctricos.
Variables de la Ley de Watt
Para comprender las fórmulas aplicada en la ley de Watt es necesario definir sus variables.
Voltaje (V)
El voltaje es una magnitud física que representa la diferencia de potencial eléctrico entre dos puntos en un campo eléctrico. Se expresa en volts o voltios y se simboliza como “V”.
El voltaje es el impulsor de los electrones a lo largo de un conductor en un circuito eléctrico cerrado, lo que provoca el flujo de una corriente eléctrica.
Corriente Eléctrica (I)
La intensidad de corriente eléctrica es la cantidad de carga eléctrica que se desplaza a través de un conductor o semiconductor durante un intervalo de tiempo determinado.
En el Sistema Internacional de Unidades (SI), esta magnitud se mide el Amperio (A), y se representa con la letra “A”.
Es una medida esencial para comprender el comportamiento y funcionamiento de los circuitos y dispositivos eléctricos.
Potencia Eléctrica (P)
La potencia eléctrica se refiere a la cantidad de energía eléctrica transferida por una fuente generadora, como un generador de voltaje, o por un elemento consumidor, como un receptor, en una unidad de tiempo.
Cuanto mayor es la potencia, más energía se transfiere en un intervalo de tiempo determinado.
La unidad de medida de la potencia eléctrica es el Watt (W) y se simboliza con la letra “W”.
Un watt representa una cantidad de energía de un joule (unidad de energía) transferida en un segundo.
Fórmulas de la Ley de Watt
La fórmula de le Ley de Watt, según su definición se expresa matemáticamente como:
También puede expresarse como:
En la fórmula se puede comprobar que sí se aumenta el voltaje o la corriente en un circuito con una resistencia fija, la potencia disipada también aumentará proporcionalmente.
De la ecuación general de la Potencia se pueden obtener por despeje matemático las fórmulas para calcular:
- Voltaje conocida la potencia y la intensidad de corriente eléctrica.
- Intensidad de Corriente cuando se conoce la potencia y el voltaje.
Es importante mencionar que al aplicar la fórmula Potencia el resultado obtenido es positivo (+P), significa que el componente electrónico o la carga está consumiendo potencia.
Por otro lado, de ser el resultado una potencia negativa (-P), la carga está produciendo potencia.
Triángulo de la Ley de Watt
Aunque las ecuaciones utilizadas en la ley de Watt son sencillas, se suele utilizar una representación gráfica para ayudar a recordar las expresiones matemáticas con su respectiva magnitud física.
Este es conocido como el “Triángulo de la Ley de Watt”
Para utilizar el triángulo, se cubre el símbolo de la incógnita a calcular y se utilizan las variables restantes con el símbolo de la operación matemática que las relaciona.
Aplicación de la fórmula. Ejemplo
Ejemplo 1. Un motor eléctrico tiene una potencia de 1600 W, conectado a un voltaje de 200 V. ¿Cuál es la intensidad de la corriente que se genera?
Solución: Por las fórmulas estudiadas se conoce que la Intensidad de corrientes es:
Sustituyendo los valores conocidos se obtiene:
Por tanto, la intensidad de la corriente es de 8 amperios.
Ejemplo 2.
Cuál será la potencia de un motor eléctrico al que se le aplica un voltaje de 120 voltios y una intensidad de 3 A.
Solución: Para hallar la potencia se utiliza la ecuación general de la ley de Watt:
Entonces, para un voltaje de 120 V y con I = 3ª, la potencia es:
La potencia del motor eléctrico es de 360 W.