Potentzia elektrikoa edo ahalmen elektrikoa zirkuitu elektriko baten energia elektrikoaren transferentzia abiadura da, hau da, elementu batek denbora tarte baten sortu edo xahutzen duen energia elektriko kopurua. Potentziaren unitatea Nazioarteko Unitate Sisteman watta (W) da.
Potentzia elektrikoa orokorrean sorgailu elektrikoek sortzen dute, baina bateria elektriko eta beste iturri batzuk ere sortu dezakete. Energia elektrikoaren industriak sare elektrikoaren bitartez etxebizitza eta fabrikakpotentzia elektrikoz hornitzen ditu.
Zirkuitu elektriko batetik igarotzen den korronte elektriko batek energia transferentzia bat egin dezake, energia elektrikoa beste energia mota batzutan bihurtu daiteke. Gailu elektrikoek potentzia elektrikoa xurgatuz beroa, argia (bonbillak), higidura (motor elektrikoak), soinua (bozgorailua) eta elektrolisia sortu dezakete, adibidez.
Gailu elektriko batek xurgatzen duen potentzia elektrikoa watt-ordu (Wh) edo kilowatt-ordutan (kWh) neurtzen da —1Wh = 3600 joule—. Etxebizitza eta fabrikak energia elektrikoz hornitzen dituzten konpainia elektrikoek orokorrean kilowatt-ordutan fakturatzen dute.
Definizioa:
Potentzia elektrikoa, potentzia mekanikoa bezala, denbora unitatean egindako lana da. P letrarekin adierazten da, eta wattetan neurtzen da. Q coulombez osatzen den I korronte elektriko batek, V potentzial diferentzia bat t denbora batez zeharkatzerakoan, sortutako edo xahututako P potentzia elektrikoa hurrengoa da:
non
- Q karga elektrikoa den, coulombetan neurtua,
- t denbora den, segundutan neurtua,
- I korronte elektrikoaren intentsitatea den, anperetan neurtua,
- V potentzial diferentzia den, voltetan neurtua.
Azalpena:
Potentzia elektrikoa beste energia mota batzuetan bihurtzen da karga elektrikoek potentzial diferentzia bat zeharkatzen dutenean, zirkuitu elektrikoetako osagai elektronikoetan gertatzen den kasua. Potentzia elektrikoari dagokionez, zirkuitu elektrikoetako osagaiak kategoria bitan banandu daitezke:
- Gailu pasiboak edo kargak: karga elektrikoek potentzial diferentzia bat zeharkatzen dutenean tentsio haundiagoko puntutik tentsio txikiagokora, hau da, korrontearen norantza konbentzionala (karga positiboena) terminale positibotik (+) negatibora (-) doanean, karga elektrikoek lan bat egiten dute gailuan. Terminaleen arteko potentzial diferentziaren eraginez karga elektrikoek duten energia potentziala gailuan energia zinetiko bihurtzen da. Gailu hauek osagai pasiboak edo kargak deitzen dira; zirkuituko potentzia elektrikoa xahutu egiten dute eta beste energia mota batzuetan bihurtu, lan mekanikoan, beroan, argian, etabar. Korronte alternoaren kasuan tentsioaren norakoa periodikoki aldatzen da; korronteak potentzial haundiagoko puntutik potentzial txikiagoko puntura joaten jarrituko du.
- Gailu aktiboak edo energi iturriak: kanpoko indar batek karga elektrikoak potentzial elektriko txikiagoko puntutik potentzial haundiagoko puntura eramaten dituenean, karga positiboak terminal negatibotik (-) terminale positibora (+) joanez, lana kargetan egiten da, eta beste motatako energia bat, energia mekanikoa edo energia kimikoa adibidez, energia potentzial elektriko bihurtzen da. Gailu hauek gailu aktibo edo elektrizitate iturriak deitzen dira, eta hauen artean sorgailu elektrikoak eta bateria elektrikoak daude.
Gailu batzuk iturriak zein kargak izan daitezke, beraien tentsio eta korrontearen norantzaren arabera. Bateria kargagarriak adibidez, zirkuitu bati korrontea ematen diotenean iturri bezala jokatzen dute, baina bateria-kargagailu bati konektatuta daudenean eta birkargatzen daudenean karga bezala jokatzen dute.
Potentzia elektrikoa gailu baten sortu edo xahutu egin daitekeenez, potentzia positiboa zehaztuko duen konbentzio bat beharrezkoa da. Honela, zirkuitu batetik irten eta gailu baten sartzen den potentzia elektrikoari zeinu positiboa ematen zaio, eta gailu batetik irten eta zirkuitura doan potentzia elektrikoari zeinu negatiboa. Honela, gailu pasiboek potentzia positiboa xahutzen dute, eta iturriek potentzia negatiboa xahutzen dute.
Potentzia korronte zuzenean:
Korronte zuzenean, terminale bi dituen gailu batek garatzen duen potentzia, terminaleen harteko potentzial diferentziaren eta gailutik igarotzen den intentsitate elektrikoaren harteko biderketa da; potentzia tentsio eta korrontearekiko zuzenki proportzionala da. Hau da, potentzia kopuru baterako, zenbat eta tentsio haundiagoa orduan eta korronte txikiagoa, eta alderantziz.
non I aldiuneko korrontearen balioa anperetan den, eta V aldiuneko tentsioaren balioa voltetan. P potentzia wattetan neurtzen da. I, V eta Pren batazbesteko balioentzat formula berbera erabiltzen da.
Gailua R baliodun erresistentzia bat denean —ohmetan neurtua—, edo gailuaren erresistentzia baliokidea kalkulatu badaiteke, aurreko formula ohmen legearekin konbinatu daiteke, eta potentzia honela adierazi daiteke:
Potentzia korronte alternoan:
Korronte alternoko zirkuituetan, induktantzia edo kapazitantzia dauzkaten elementuek energia metatzen dute, eta honek potentziaren norantza periodikoki alderantzizkatzea eragin dezake. KAko uhin-formaren ziklo oso batean, potentziaren parte bat metatu egiten da eta beste bat lan bihurtzen da. Lan bihurtzen den potentzia erabilgarria potentzia aktiboa da, eta wattetan (W) neurtzen da. Kondentsadore eta solenoideetan metatzen den energia ez da erabilgarria.Potentzia erreaktiboa deritzo, eta bere unitatea volt-anpere erreaktiboa da (VAr). Zirkuituak sorgailu elektrikotik kontsumitu duen energia osoa, erabilgarria eta ez erabilgarria, itxurazko potentzia da, eta bere unitatea volt-anperea (VA) da.
Gailu batek xahautzen duen potentzia aktiboa (P), wattetan (W) hurrengoa da:
Potentzia erreaktiboa (Q), volt-anpere erreaktibotan (VAr) hurrengoa da:
Itxurazko potentzia (S), volt-anperetan (VA) hurrengoa da:
Testua eta irudiak: wikipedia