Potencia y consumo eléctrico
Una plancha y una lamparita LED transforman electricidad en otra cosa (calor, luz). La plancha lo hace "a lo bruto" y la lamparita casi sin gastar. Esa diferencia se llama potencia, y es la que explica por qué algunos aparatos disparan la factura de UTE y otros casi no se notan.
La potencia: energía cada segundo
Si tocás una lamparita LED de $10\ \text{W}$ y una estufa de $2\,000\ \text{W}$ conectadas al mismo tomacorriente, la estufa desprende muchísimo calor en segundos y la lamparita apenas se entibia. ¿Por qué dos aparatos conectados a la misma tensión transforman cantidades de energía tan distintas cada segundo?
Fijate en que el vatio es energía por segundo: un horno de $2\,500\ \text{W}$ transforma $2\,500\ \text{J}$ cada segundo. La lamparita LED es un cuadrito casi invisible: su potencia es 250 veces menor. En Uruguay la red doméstica de UTE es de $230\ \text{V}$, y es la que usamos en casi todos los problemas. La fórmula es la misma con cualquier tensión; solo cambian los datos.
Una tostadora conectada a $230\ \text{V}$ es atravesada por una corriente de $2\ \text{A}$. Calculá su potencia en vatios.
Una tostadora conectada a $230\ \text{V}$ es atravesada por una corriente de $2\ \text{A}$. Calculá su potencia en vatios.
El cargador de un celular trabaja a $5\ \text{V}$ y entrega una corriente de $2\ \text{A}$. ¿Qué potencia le suministra al teléfono?
El cargador de un celular trabaja a $5\ \text{V}$ y entrega una corriente de $2\ \text{A}$. ¿Qué potencia le suministra al teléfono?
Ordená de menor a mayor potencia típica estos aparatos: un horno ($2500\ \text{W}$), una lamparita LED ($10\ \text{W}$), un televisor ($100\ \text{W}$) y un secador de…
Ordená de menor a mayor potencia típica estos aparatos: un horno ($2500\ \text{W}$), una lamparita LED ($10\ \text{W}$), un televisor ($100\ \text{W}$) y un secador de pelo ($1500\ \text{W}$), como se muestra en la figura.
¿Cuál transforma más energía eléctrica cada segundo?
De la potencia a la intensidad
En la placa de un microondas leés «$230\ \text{V}$» y «$1\,380\ \text{W}$». Necesitás saber cuántos amperios circularán por el cable para no sobrecargar un alargue: ¿cómo se obtiene la corriente si el fabricante solo indica la potencia?
Una estufa eléctrica de $1150\ \text{W}$ se conecta a la red de $230\ \text{V}$. ¿Qué intensidad pasa por ella?
Una estufa eléctrica de $1150\ \text{W}$ se conecta a la red de $230\ \text{V}$. ¿Qué intensidad pasa por ella?
Un horno de $2300\ \text{W}$ está conectado a la red de $230\ \text{V}$. a) ¿Qué intensidad pasa por él? b) El enchufe y el cable de la cocina aguantan hasta…
Un horno de $2300\ \text{W}$ está conectado a la red de $230\ \text{V}$.
- a) ¿Qué intensidad pasa por él?
- b) El enchufe y el cable de la cocina aguantan hasta $16\ \text{A}$: ¿hay peligro de sobrecarga usando solo el horno? Justificalo.
Potencia y energía no son lo mismo
Un secador de pelo de $2\,000\ \text{W}$ usado diez minutos apenas mueve el medidor, mientras que una heladera de solo $150\ \text{W}$, enchufada día y noche, pesa mucho en la factura de UTE. ¿De qué depende la energía que pagamos?
En la factura de la luz el consumo aparece en $\text{kWh}$. ¿Es el kilovatio-hora una unidad de potencia o de energía? Explicá con tus palabras qué significa consumir…
En la factura de la luz el consumo aparece en $\text{kWh}$. ¿Es el kilovatio-hora una unidad de potencia o de energía? Explicá con tus palabras qué significa consumir $1\ \text{kWh}$.
Una lamparita de $100\ \text{W}$ permanece encendida durante $10\ \text{h}$. a) ¿Cuánta energía consume, en vatios-hora? b) Expresala en kilovatios-hora.
Una lamparita de $100\ \text{W}$ permanece encendida durante $10\ \text{h}$.
- a) ¿Cuánta energía consume, en vatios-hora?
- b) Expresala en kilovatios-hora.
Un ventilador de $50\ \text{W}$ está encendido $4\ \text{h}$. ¿Cuánta energía consume? Expresala en $\text{Wh}$ y en $\text{kWh}$.
Un ventilador de $50\ \text{W}$ está encendido $4\ \text{h}$. ¿Cuánta energía consume? Expresala en $\text{Wh}$ y en $\text{kWh}$.
Distinguir potencia de energía
Una batería para acampar guarda cierta cantidad de energía. Lo que cambia según el aparato es la potencia con la que la gasta, y de eso depende cuánto dura.
Una batería de camping almacena $1\ \text{kWh}$ de energía. a) ¿Cuántas horas puede alimentar una conservadora portátil de $50\ \text{W}$? b) ¿Y una lamparita de…
Una batería de camping almacena $1\ \text{kWh}$ de energía.
- a) ¿Cuántas horas puede alimentar una conservadora portátil de $50\ \text{W}$?
- b) ¿Y una lamparita de $10\ \text{W}$? Justificá por qué dura más con una que con otra.
Daniela dice: «Mi secador es muy potente: gasta $2000\ \text{kWh}$». a) Corregí la frase: ¿qué unidad corresponde a la potencia? b) Explicá la diferencia entre potencia…
Daniela dice: «Mi secador es muy potente: gasta $2000\ \text{kWh}$».
- a) Corregí la frase: ¿qué unidad corresponde a la potencia?
- b) Explicá la diferencia entre potencia y energía usando el ejemplo del secador.
- c) Si el secador es de $2000\ \text{W}$ y se usa durante $15\ \text{min}$, ¿cuánta energía consume, en $\text{kWh}$?
El costo en la factura de UTE
En Uruguay, UTE cobra por los $\text{kWh}$ consumidos y te manda la factura todos los meses. El precio por $\text{kWh}$ depende de la tarifa contratada. En los problemas usaremos precios de ejemplo redondos, como $\$8$ por $\text{kWh}$, no cifras oficiales.
Un calefactor de $1200\ \text{W}$ se enciende $2\ \text{h}$ al día durante un mes de $30$ días. a) Expresá su potencia en kilovatios. b) Calculá la energía que consume…
Un calefactor de $1200\ \text{W}$ se enciende $2\ \text{h}$ al día durante un mes de $30$ días.
- a) Expresá su potencia en kilovatios.
- b) Calculá la energía que consume en el mes, en $\text{kWh}$.
- c) Si el precio es de $8\ \text{\$/kWh}$, ¿cuánto cuesta ese uso?
Una cocina vitrocerámica de $2\ \text{kW}$ funciona durante $15\ \text{min}$. a) Expresá ese tiempo en horas. b) Calculá la energía consumida, en $\text{kWh}$. c)…
Una cocina vitrocerámica de $2\ \text{kW}$ funciona durante $15\ \text{min}$.
- a) Expresá ese tiempo en horas.
- b) Calculá la energía consumida, en $\text{kWh}$.
- c) ¿Cuánto cuesta a $8\ \text{\$/kWh}$?
Una consola de videojuegos tiene una potencia de $200\ \text{W}$ y la usás $3\ \text{h}$ al día. a) ¿Cuánta energía consume al día? b) ¿Cuántos $\text{kWh}$ consume en…
Una consola de videojuegos tiene una potencia de $200\ \text{W}$ y la usás $3\ \text{h}$ al día.
- a) ¿Cuánta energía consume al día?
- b) ¿Cuántos $\text{kWh}$ consume en un mes de $30$ días?
- c) Calculá el costo mensual a $8\ \text{\$/kWh}$.
Consumo de toda la casa
El recibo suma lo que gasta cada aparato. Para estimarlo, calculá la energía de cada uno y sumá.
En casa de Lucía se usan cada día: un horno de $2\ \text{kW}$ durante $1\ \text{h}$, diez lamparitas LED de $10\ \text{W}$ encendidas $5\ \text{h}$ y una heladera de…
En casa de Lucía se usan cada día: un horno de $2\ \text{kW}$ durante $1\ \text{h}$, diez lamparitas LED de $10\ \text{W}$ encendidas $5\ \text{h}$ y una heladera de $200\ \text{W}$ funcionando las $24\ \text{h}$.
- a) Calculá los $\text{kWh}$ que consume cada cosa al día.
- b) ¿Cuántos $\text{kWh}$ se consumen en total en un mes de $30$ días?
- c) ¿A cuánto asciende la factura del mes a $8\ \text{\$/kWh}$?
¿Qué consume más en un mes de $30$ días: un aire acondicionado de $1,5\ \text{kW}$ usado $2\ \text{h}$ al día o veinte lamparitas LED de $10\ \text{W}$ encendidas…
¿Qué consume más en un mes de $30$ días: un aire acondicionado de $1,5\ \text{kW}$ usado $2\ \text{h}$ al día o veinte lamparitas LED de $10\ \text{W}$ encendidas $10\ \text{h}$ al día?
- a) Calculá el consumo mensual de cada opción, en $\text{kWh}$.
- b) ¿Cuál gasta más?
- c) Calculá el costo mensual de cada opción a $8\ \text{\$/kWh}$.
Ahorrar energía: comparar aparatos
Muchas heladeras y otros aparatos traen una etiqueta de eficiencia energética (en Uruguay, la del MIEM). Un aparato más eficiente hace el mismo trabajo con menos energía.
Al elegir entre dos aparatos parecidos, conviene el de letra más cercana a la A (o el de menos $\text{kWh}$ al año): gasta menos energía y, por tanto, pagás menos en la factura de UTE.
En la etiqueta energética de una heladera aparece una letra entre la A y la G. a) ¿Qué indica esa letra? b) ¿Qué letra conviene elegir para pagar menos en la factura de…
En la etiqueta energética de una heladera aparece una letra entre la A y la G.
- a) ¿Qué indica esa letra?
- b) ¿Qué letra conviene elegir para pagar menos en la factura de UTE? ¿Por qué?
La etiqueta de una heladera nueva indica un consumo de $150\ \text{kWh}$ al año, mientras que la vieja de casa gasta $450\ \text{kWh}$ al año. a) ¿Cuántos $\text{kWh}$…
La etiqueta de una heladera nueva indica un consumo de $150\ \text{kWh}$ al año, mientras que la vieja de casa gasta $450\ \text{kWh}$ al año.
- a) ¿Cuántos $\text{kWh}$ se ahorran cada año con la nueva?
- b) ¿Cuánto dinero supone ese ahorro a $8\ \text{\$/kWh}$?
Un televisor antiguo consume $300\ \text{kWh}$ al año y uno nuevo, de tecnología LED, $100\ \text{kWh}$ al año. El televisor nuevo cuesta $\$16\,000$ y el $\text{kWh}…
Un televisor antiguo consume $300\ \text{kWh}$ al año y uno nuevo, de tecnología LED, $100\ \text{kWh}$ al año. El televisor nuevo cuesta $\$16\,000$ y el $\text{kWh}$ está a $8\ \text{\$/kWh}$.
- a) ¿Cuánto dinero se ahorra cada año con el televisor nuevo?
- b) ¿Cuántos años tardará el ahorro en compensar el precio del televisor?
- c) ¿Creés que vale la pena el cambio? Razoná tu respuesta con los datos.
Hábitos y horarios que ahorran
Ahorrar no es solo comprar aparatos nuevos. También cuenta cuánto y cuándo los usás.
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Consumo en espera: televisores, cargadores y consolas conectados siguen gastando poca potencia, pero las $24$ horas.
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Olvidos: una luz encendida de más es energía que pagás sin usar.
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Tarifas por horario: algunas tarifas cobran distinto según la hora del día. El procedimiento es el mismo: energía por precio del horario.
Una lámpara LED de $10\ \text{W}$ da la misma luz que una bombilla antigua de $60\ \text{W}$, y ambas están encendidas $5\ \text{h}$ al día. a) Calculá la energía que…
Una lámpara LED de $10\ \text{W}$ da la misma luz que una bombilla antigua de $60\ \text{W}$, y ambas están encendidas $5\ \text{h}$ al día.
- a) Calculá la energía que consume cada una en un mes de $30$ días, en $\text{kWh}$.
- b) Con el $\text{kWh}$ a $8\ \text{\$/kWh}$, ¿cuánto dinero se ahorra al mes con la LED?
Nos vamos de casa un día entero y dejamos encendida por error una lámpara de $100\ \text{W}$ durante $10\ \text{h}$. a) ¿Cuántos $\text{kWh}$ consumió? b) ¿Cuánto dinero…
Nos vamos de casa un día entero y dejamos encendida por error una lámpara de $100\ \text{W}$ durante $10\ \text{h}$.
- a) ¿Cuántos $\text{kWh}$ consumió?
- b) ¿Cuánto dinero desperdiciamos, a $8\ \text{\$/kWh}$?
En casa de Nico, los aparatos en espera (el televisor apagado con la lucecita roja, los cargadores enchufados, la consola en reposo...) consumen $20\ \text{W}$ de forma…
En casa de Nico, los aparatos en espera (el televisor apagado con la lucecita roja, los cargadores enchufados, la consola en reposo...) consumen $20\ \text{W}$ de forma continua, las $24\ \text{h}$.
- a) ¿Cuánta energía gastan por día, en $\text{kWh}$?
- b) ¿Cuántos $\text{kWh}$ gastan en un año de $365$ días?
- c) ¿Cuánto dinero se ahorraría al año desconectándolos, a $8\ \text{\$/kWh}$?
- d) ¿Te parece un ahorro importante? Justificá tu opinión con los datos.
Tarifas y factura
Una factura se reduce a $\text{costo} = E \times \text{precio}$. Si el precio cambia según el horario, calculá cada caso por separado y compará. Para un porcentaje de ahorro, calculá primero cuántos $\text{kWh}$ representa ($\%$ del consumo) y después su costo.
La tarifa de luz de casa tiene dos precios: $12\ \text{\$/kWh}$ en hora pico y $4\ \text{\$/kWh}$ en hora valle. La lavadora, de $2\ \text{kW}$, hace un programa de…
La tarifa de luz de casa tiene dos precios: $12\ \text{\$/kWh}$ en hora pico y $4\ \text{\$/kWh}$ en hora valle. La lavadora, de $2\ \text{kW}$, hace un programa de $2\ \text{h}$.
- a) ¿Cuánto cuesta ponerla en hora pico?
- b) ¿Y en hora valle?
- c) Si se ponen $12$ lavadoras al mes, ¿cuánto se ahorra al mes haciéndolas siempre en hora valle?
En la factura de este mes aparecen $240\ \text{kWh}$ consumidos a $8\ \text{\$/kWh}…
En la factura de este mes aparecen $240\ \text{kWh}$ consumidos a $8\ \text{\$/kWh}$.
- a) ¿Cuánto cuesta la energía consumida?
- b) La familia ajusta el termostato del calefón y consigue reducir el consumo un $25\ \%$: ¿cuántos $\text{kWh}$ ahorra al mes?
- c) ¿Cuánto dinero supone ese ahorro en un año?
No sobrecargar la instalación
La instalación de una vivienda admite como máximo $3450\ \text{W}$ a la vez; si se supera, salta la llave térmica y se va la luz. La red es de $230\ \text{V}$. La figura…
La instalación de una vivienda admite como máximo $3450\ \text{W}$ a la vez; si se supera, salta la llave térmica y se va la luz. La red es de $230\ \text{V}$. La figura compara la potencia de los aparatos con ese máximo.
- a) ¿Qué intensidad máxima permite la instalación?
- b) ¿Podemos usar a la vez el horno ($2300\ \text{W}$) y el lavarropas ($2000\ \text{W}$)? Justificalo con números.
- c) ¿Y el horno junto con el microondas ($1150\ \text{W}$)?
Volvé al principio: una estufa de $2\,000\ \text{W}$ consume en una hora $2\ \text{kWh}$, unos $\$16$ a $\$8$ por $\text{kWh}$. Una lamparita LED de $10\ \text{W}$ tendría que estar encendida $200$ horas seguidas para gastar lo mismo. Tiene más potencia, pero la factura depende también del tiempo.