Este documento presenta conceptos fundamentales sobre energía y potencia. Define energía como la capacidad de los cuerpos para transformar su estado o posición, o causar transformaciones en otros cuerpos. Explica que la energía se manifiesta en diversas formas como mecánica, potencial, cinética, calorífica, química, electromagnética y nuclear. Además, introduce las unidades de medida de energía como el Julio y de potencia como el Vatio. Finalmente, presenta el principio de conservación y transformación de la energía.

1. ENERGÍA
Jorge Luis Jaramillo
Fundamentos de la Electricidad
PIET UTPL abril 2015

2. Créditos
Esta presentación fue preparada estrictamente como material de apoyo a la jornada presencial
del curso de Fundamentos de la Electricidad, del programa de Ingeniería en Electrónica y
Telecomunicaciones que se imparte en el Universidad Técnica Particular de Loja.
La secuencia de contenidos corresponde al plan docente de la asignatura, y, para la elaboración
se han utilizado aportes propios del docente, y, una serie de materiales y recursos disponibles
gratuitamente en la web.

3. Contenido
•Energía y potencia
•Discusión y análisis

4. Contenido
•Energía y potencia

5. Energía y potencia
¿Qué es energía?
Todos tenemos al menos una noción
intuitiva de qué es la energía.
La energía se manifiesta en la
naturaleza, a través del agua, del
fuego, del viento, del rayo, etc.

6. Energía y potencia
¿Qué es energía?

7. El término energía (del griego ἐνέργεια - energeia/ actividad, operación; ἐνεργóς
- energos/ fuerza de acción o fuerza trabajando), tiene diversas acepciones y
definiciones, relacionadas con la idea de una capacidad para obrar, transformar o
poner en movimiento.
En física, energía se define como una propiedad de los cuerpos de transformar su
estado y/o posición, o, de originar transformaciones en el estado o la posición de
otros cuerpos.
Energía y potencia
¿Qué es energía?

8. En función de la relación directa entre energía y trabajo, la energía se mide en las
misma unidades que el trabajo.
Se denomina trabajo, a la energía que se debe aplicar a un cuerpo para conseguir
que se mueva o que modifique su forma o estado.
En el SIU, el trabajo se mide en Julios. Un Julio es la energía que se debe
comunicar a un cuerpo que pese 100 gramos para elevarlo 1 metro en vertical.
El término potencia (del latín potentĭa /poder, fuerza) tiene diversas acepciones.
En física, en términos generales, como potencia se designa a la cantidad de
trabajo realizado por cada unidad de tiempo.
En el SIU, la potencia se mide en vatios. Un vatio es la potencia necesaria para
hacer un trabajo de un julio durante un segundo.
Energía y potencia
Definiciones

9. Las máquinas precisan de suministro de energía para producir un trabajo. En
todas las máquinas se pierde algo del trabajo aplicado.
El rendimiento, es la relación entre el trabajo útil que proporciona una máquina y
la energía que suministrada a ella. El rendimiento se expresa en %, y, se
representa con la letra µ.
Energía y potencia
Definiciones

10. Energía y potencia

11. La energía se manifiesta de diversas
formas.
Todas las formas de energía son
convertibles, es decir, se pueden
transformar de una forma a otra.
Cuando la energía se utiliza, sólo se
transforma.
Para la sociedad actual, 5 son las
formas más comunes utilizar energía:
calorífica, química, electromagnética,
nuclear, y, mecánica.
Energía y potencia
Transformación de energía

12. Energía y potencia
Transformación de energía

13. Energía y potencia
• Trabajo mecánico (W): producto del desplazamiento (x) por la componente de la
fuerza que actúa en la dirección del desplazamiento (Fx).
• Energía potencial (Ep): capacidad de un sistema de producir trabajo en virtud de
su posición, respecto a un plano de referencia.
• Energía cinética (Ec): capacidad de producir trabajo que posee un cuerpo en
función de su movimiento.
• Calor (Q): energía en transito, de un cuerpo que se haya a una temperatura, hacia
otro que está a menor temperatura, con el fin de igualar ambas
Formas de energía

14. Energía y potencia
• Energía interna (U): Variable termodinámica indicativa del estado energético de
las moléculas constitutivas de la materia. Su valor se fija respecto a una
referencia. Está relacionada con otras variables termodinámicas como energía
libre (G), entropía (S), y, entalpía (H).
• Energía electromagnética: asociada con la frecuencia de onda (E=hν). Cuando
interacciona con la materia, toda o parte de esta energía, puede ser absorbida.
Normalmente su absorción se expresa como un aumento de temperatura.
• Energía nuclear (Ec): transformación de masa en energía (E=mc2.)
Formas de energía

15. Tecnológicamente hablando, a medida que la
energía se transforma, pierde su calidad para
ser aprovechada en un trabajo.
Una fuerza conservativa es aquella que hace
trabajo cero durante un viaje redondo.
El trabajo realizado por las fuerzas
conservativas es independiente de la
trayectoria.
mg
h
F
Pérdida de calidad de la energía
Energía y potencia
B
A
f
El trabajo realizado por fuerzas no
conservativas no se puede restaurar. La
energía se pierde y no se puede recuperar.
El trabajo de fuerzas no conservativas es
dependiente de la trayectoria.

16. En ausencia de rozamiento, la energía mecánica de un cuerpo se conserva,
pero si hay rozamientos, parte de la energía se disipa caloríficamente
La bola disipa energía mecánica por rozamiento y termina parándose
Pérdida de calidad de la energía
Energía y potencia

17. puede transferirse de unos sistemas a otros
puede ser almacenada y transportada
Un sistema físico que no intercambia energía con ninguno de
los sistemas físicos que lo rodean se denomina sistema aislado
se conserva se degradaLA ENERGÍA
Pérdida de calidad de la energía
Energía y potencia

18. Algunos cuerpos, por su posición, por
su composición, o, por otras causas,
almacenan energía.
Cuando se usa la energía almacenada
en esos cuerpos, esta se convierte en
otro tipo de energía.
Energía y potencia
Almacenamiento de energía
Se denomina fuentes de
energía a los materiales o
fenómenos, a partir de los
cuales se puede obtener
energía
Se conoce como fuentes no
renovables, a aquellas capaces
de aportar energía en forma
finita en el tiempo: carbón,
petróleo, uranio radioactivo,
etc.
Se llama fuentes renovables, a
aquellas capaces de aportar
energía en forma infinita en el
tiempo: sol, viento, mareas y
corrientes de agua, etc.

19. Energía y potencia
Unidades de energía

20. Energía y potencia
Unidades de energía

21. Energía y potencia
Unidades de energía

22. Energía y potencia
En el siglo XVIII, cuando James Watt estaba construyendo sus primeros motores a
vapor , propuso compararlos con los caballos de tiro que se usaban en esos años:
¿a cuántos caballos de carga equivale el motor?
En 1782, Watt asumió que un caballo de tiro, con
una potencia de 1 HP, sería capaz de jalar 330
libras (imperiales) de carbón, en un trayecto de
100 pies, en un minuto. Esa misma potencia
habría si el caballo tirara 33 libras, en 1000 pies,
en 1 minuto. Como resumen, se dice que un
caballo de 1 HP de potencia, tira de 33,000 pies-
libras en un minuto.
En el SIU, 1 HP equivalente de la potencia
requerida para levantar 0,453 Kg, a 167,64 m de
altura, en 1 segundo.
Unidades de potencia

23. Energía y potencia
Unidades de potencia

24. Energía y potencia
Unidades de potencia

25. Energía y potencia
Balance de energía

26. Energía y potencia
mentra
msale


















sistemaelen
acumuladaEnergía
exterioral
salequeEnergía
exteriordel
entraqueEnergía
En un sistema material sometido a transformaciones físicas y
químicas que transcurren en régimen no estacionario:
nAcumulacióSalidaEntrada  (0)Consumo(0)Producción
Balance de energía

27. Energía y potencia
mentra
msale
En régimen estacionario:












exterioral
salequeEnergía
exteriordel
entraqueEnergía
Balance de energía

28. DISCUSIÓN Y ANÁLISIS