Energía en un circuito eléctrico

Si una corriente está fluyendo y hay una diferencia de voltaje presente, debe caer sobre una resistencia. Al pasar una corriente a través de una resistencia (y así crear un voltaje) se disipa la potencia. La potencia instantánea disipada por una corriente que fluye a través de una resistencia dada viene dada por P = IV, (donde V = IR).

NOTA: puede usar P = I ^ 2 * R, pero generalmente medimos el voltaje y la corriente para que sea más fácil de usar, use P = IV

  

"Pero entonces, ¿cuál es el punto de multiplicar I y V en P = IV.

Considere un circuito con una batería y una resistencia única de 1k:

La corriente es la misma en todas partes del circuito, pero la caída de voltaje a través del cable que conecta cada extremo de la batería es mucho menor que la caída de voltaje en la resistencia de 1k, y por lo tanto, disipa menos energía, usando P = IV podemos calcular la cantidad de energía disipada por un elemento de circuito dado.

Una aplicación útil es determinar cuán caliente se pondrá un regulador LDO. Si regula de 5V a 3.3V y necesito consumir 1 amp en total, sé que la regulación disminuirá 5-3.3V = 1.7V a través de la resistencia en el IC que producirá P = 1.7V * 1A = > 1,7 vatios de potencia. Estas partes tendrán entonces un valor de grado por vatio en la hoja de datos, por lo que sé exactamente qué tan caliente se pondrá la parte, lo cual es algo muy importante de saber ... Tenga en cuenta que no sabía la resistencia exacta dentro del IC.

La energía perdida cuando una carga q se mueve a través de una diferencia de potencial V viene dada por: $$ E = qV $$ Si esta carga tomó t tiempo para cruzar esta diferencia de potencial, entonces la potencia es: $$ P = \ frac {E} {t} = \ frac {qV} {t} $$ Pero el flujo de carga promedio por unidad de tiempo se define como actual por lo tanto, $$ P = IV $$ Esta energía / energía perdida por los transportistas se convierte en calor para una resistencia en equilibrio térmico.

En términos microscópicos, la corriente a través de un conductor viene dada por:  $$ I = neAv_d, $$ donde n es la densidad de electrones en el conductor, e es la carga en el electrón y \ $ v_d \ $ es la velocidad de deriva que es la velocidad promedio del electrón debido al campo eléctrico. br> Así q depende de la concentración de carga libre del conductor.
La diferencia de potencial es la energía potencial por unidad de carga, por lo que la energía total es la carga por tiempo la diferencia de potencial.

Para usar la metáfora del agua, la cantidad de energía en el flujo de un río está relacionada tanto con la velocidad del flujo (vagamente equivalente a la tensión) como con la profundidad (vagamente equivalente a la corriente). Para determinar la energía tienes que mirar a ambos.

Si no tiene corriente, no importa cuál sea el voltaje, no se está haciendo ningún trabajo. Sin voltaje, no puede haber ningún flujo de corriente, por lo que tampoco se está trabajando.