Entendiendo el consumo eléctrico

El problema por el que estás confundido parece ser la diferencia entre power y energy .

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

El poder es qué tan rápido 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 querías mover una gran pila de paja. Ya sea que lo mueva 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 en la red, los vatios (W) y los kilovatios-hora (kWh) son las unidades más utilizadas. Para saber cuánta energía se consume, multiplica la potencia por el tiempo. 100 W x 1 hora es de 100 vatios-hora, o .1 kWh. En resumen, la relación entre potencia y consumo es tiempo .

Una bombilla de 100 vatios consume 100 vatios suponiendo que el voltaje a través de ella es lo que se especifica en el paquete, que generalmente es de 120 v en mi experiencia. Si el voltaje en su zócalo es más bajo, la bombilla consumirá menos energía. Es aproximadamente una resistencia fija, por lo que la potencia consumida es $$ P = \ frac {V ^ 2} {R} $$

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

Los otros ya te dijeron que la energía es poder \ $ \ veces \ $ tiempo. Y que 1 kW durante 1 hora es 1 kWh. Un año tiene 8765 horas, luego un dispositivo que está en espera la mayor parte del tiempo consumirá 8.76 kWh en un año si consume 1 W en espera.

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

\ $ 1 J = 1 W \ cdot s \ $

Entonces, un kWh es 1000 W \ $ \ veces \ $ 3600 s = 3,6 MJ (megajulios), por lo que no es tan práctico, especialmente cuando hablamos de máquinas industriales que consumen decenas de kWh; pronto estarías hablando de GJs (gigajulios). Por eso se acepta el kWh como unidad alternativa.

(Una unidad de energía más antigua es la caloría , donde 1 cal \ $ \ approx \ $ 4.2 J. Un número impar, pero es la energía necesaria para calentar 1 g de agua por 1 ° C (de 14.5 ° C a 15.5 ° C). Puede hacerlo agregando 4.2 W durante 1 segundo o 42 W durante 100 ms.)

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

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

Esto ayuda enormemente a comprender las tasas de flujo. No utilice unidades individuales, en lugar de dar los nombres de cantidad por segundo. Por ejemplo, la palabra "actual" significa flujo de carga. Así que (al menos en tus primeros años) haz de tu hábito no decir nunca actual. Siempre cámbielo a "flujo de carga". Y nunca diga Amperios, porque el amperio es realmente la tasa de flujo de carga en coulombs por segundo.

La respuesta a tu pregunta puede ser obvia si dejas de decir la palabra "Poder". Si la palabra tiene una definición borrosa en su mente (o, una definición incorrecta), entonces su pregunta puede responder a sí misma una vez que inserte habitualmente el significado correcto en todas las oraciones. "Poder" significa flujo de energía. Es la velocidad de transferencia de energía, o la propagación de energía a través de una red de distribución (incluidas las correas de transmisión y eléctricas, y los ejes de transmisión). No diga Potencia, diga flujo de energía. Y similarmente, deja de decir Watts. Los vatios son realmente la velocidad del 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 allí?

Una hora es 60min o 3600 segundos. Así que 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 x h = Wh.
2. El 100 W está asumiendo el voltaje doméstico habitual. En los EE. UU., Que está fijo a 120 V. Esto solo varía ligeramente, por lo que la potencia puede estar un poco por encima o por debajo de 100 W