Comprender el consumo eléctrico

Tengo problemas para entender la diferencia entre energía eléctrica y consumo. ¿Me pueden ayudar a entender qué es el consumo de energía eléctrica?

Digamos que tengo una bombilla, en la que está escrito 100 W. ¿Cuánto consume esta bombilla en 1 hora? ¿Puede tener una potencia inferior a 100 W? ¿Puede tener una potencia superior a 100 W?

Me gustaría saber cuál es la relación entre la energía eléctrica y el consumo eléctrico.

Lamento mucho la gran desambiguación de mi cabeza. Pero no sé a quién más preguntar. Espero que no consideres mi pregunta como estúpida, incluso si es así.

El tema que te confunde parece ser la diferencia entre poder y energía .

La energía es la cantidad de trabajo que puedes hacer. Las unidades comunes son julios o vatios-hora.

El poder es lo rápido que trabajas. Es una tasa de cambio. Las unidades comunes son vatios o caballos de fuerza. Caballos de fuerza es probablemente una unidad instructiva a considerar. Digamos que quería mover una gran pila de paja. Si es movido por un caballo o un gato doméstico no afecta la cantidad de trabajo realizado. Pero el caballo lo hace más rápido , porque es un animal más poderoso.

A los efectos de analizar el consumo de electricidad de la red, los vatios (W) y los kilovatios-hora (kWh) son las unidades más comunes utilizadas. Para saber cuánta energía se consume, multiplique el poder por el tiempo. 100 W x 1 hora son 100 vatios-hora, o .1 kWh. En resumen, la relación entre potencia y consumo es tiempo .

Una bombilla de 100W consume 100W, suponiendo que el voltaje a través de ella es lo que se especifica en el paquete, que en mi experiencia suele ser de 120V. Si el voltaje en su enchufe es menor, la bombilla consumirá menos energía. Es aproximadamente una resistencia fija, por lo que la potencia consumida es

Como comentario, recuerde la conservación de energía. Si algo consume 100W, esa energía se está convirtiendo a otra forma. O se almacena (energía potencial), se usa (luz, movimiento, etc.) o se desperdicia como calor. Para una bombilla incandescente , ~ 90% de la energía consumida se convierte en calor. Entonces, una bombilla incandescente de 100W consume 100W, pero solo emite 10W de luz. Se calienta porque los otros 90W se desperdician. Es por eso que los CFL funcionan mucho más fríos y consumen menos energía para la misma salida de luz.

$\times$

El kWh es una unidad práctica para la energía eléctrica, pero la unidad SI es el joule ("J"), que es mucho más pequeño. Un julio es la energía consumida por un dispositivo de 1 W en 1 segundo.

$1 J = 1 W \cdot s$

$\times$

$\approx$

La potencia nominal de la bombilla es la velocidad a la que consume energía. La cantidad de energía que se consume depende de cuánto tiempo está encendida. Energía = Potencia × tiempo. Si está encendido durante una hora, consumirá 100 vatios horas. Esta es la unidad que factura la compañía eléctrica.

Al comenzar a aprender física (o casi cualquier tema), aquí hay un truco de metal: tache siempre los términos complicados y reemplácelos con sus definiciones 'desempaquetadas'. Simple, ¿verdad?

Esto ayuda enormemente a comprender los caudales. No use unidades individuales, en su lugar, dé los nombres de cantidad por segundo. Por ejemplo, la palabra "Actual" significa flujo de carga. Entonces (al menos en tus primeros años) haz tu hábito de nunca decir actual. Siempre cámbielo a "flujo de carga". Y nunca digas Amperios, porque el amperio es realmente solo la tasa de flujo de carga en coulombs por segundo.

La respuesta a su pregunta puede volverse obvia si deja de decir la palabra "Poder". Si la palabra tiene una definición difusa en su mente (o una definición incorrecta), entonces su pregunta puede responderse una vez que inserte habitualmente el significado correcto en todas las oraciones. "Poder" significa flujo de energía. Es la tasa de transferencia de energía o propagación de energía a través de una red de distribución (incluidas las correas eléctricas y de transmisión, y los ejes de transmisión). No diga Potencia, diga flujo de energía. Y de manera similar, deja de decir Watts. Los vatios son realmente solo la tasa de flujo de energía en julios por segundo.

Digamos que tengo una bombilla, en la que está escrito 100 julios / segundo. ¿Cuánto consume esta bombilla en 1 hora?

¿Ves lo que hice ahí?

Una hora es 60 minutos o 3600 segundos. Entonces la bombilla consume 3600 X 100 = 360,000 julios de energía por hora.

1. 100 Wh (0.1 kWh). La energía es potencia x tiempo, entonces W xh = Wh.
2. Los 100 W están asumiendo el voltaje habitual del hogar. En los EE. UU. Está fijado a 120 V. Esto solo varía ligeramente, por lo que la potencia puede ser un poco superior o inferior a 100 W