Hola bienvenido, hoy analizaré dos conceptos fundamentales, intentaré explicarte ¿Qué es la potencia y eficiencia? La relación entre ambas y veremos un ejemplo para que te quede super claro.

El objetivo es que al finalizar puedas relacionar ambos conceptos y, de igual forma, puedas comprender la diferencias que hay entre ellos, ya que ambos conceptos están presentes en muchas ramas de la ingeniería, y dado que mi perfil es electrónico, me basaré en dicha área y contexto, sin más preámbulo comencemos.

Bien, entremos en contexto, primero debemos recordar a que hace referencia cada concepto por separado, y después, formular las relaciones y diferencias que hay entre estos dos conceptos.

Fundamentos: ¿Qué es la potencia y eficiencia?

Comencemos con la definición de potencia, la cual, hemos analizado en el primer post de este blog, te invito a revisarlo si deseas profundizar más en el tema:

➤ Potencia

• La potencia es la cantidad de energía consumida por unidad de tiempo.

Donde:

• P es la potencia, resultado de la fuerza que realiza un trabajo (W).
• W que en este contexto es el trabajo medido en julios (J).
• t es el tiempo en segundos (s).

Ahora, la potencia no siempre hace referencia a un trabajo físico donde se requiere mover un objeto, en el área de la electrónica hace referencia a la energía consumida por un circuito eléctrico.

En resumen, lo que debemos comprender es que no importa el contexto, si se consume energía en determinado tiempo, a eso le llamamos potencia.

Ahora pasemos a ver el segundo concepto: la eficiencia.

➤ Eficiencia

• La eficiencia se considera una razón entre la energía de salida y la energía de entrada, dicho en otras palabras, es un indicador que nos permite saber que tan bien o que tan mal una máquina o dispositivo aprovecha la energía que se le suministra.

Ten en cuenta lo siguiente, si la potencia es considerada como trabajo por unidad de tiempo, a través de la eficiencia podremos saber cuánto trabajo realmente se aprovecha, por ejemplo: una resistencia eléctrica consume cierta energía útil y el resto se disipa en forma de calor.

Ahora, el cálculo de eficiencia lo podemos separar en:

• Caso ideal: donde, el valor de la eficiencia es igual a la unidad (1), esto quiere decir que idealmente la potencia de salida es la misma que la de la entrada.

P_salida = P_entrada

• Caso de una máquina real: donde, el valor de la eficiencia es menor a la unidad, esto se debe a que en la vida real siempre habrá pérdidas, ya sea por: fricción, resistencia eléctrica, etc.; y por lo regular se representa en porcentaje.

%Eficiencia = (P_útil / P_entrada) 100

• También puedes “NO” multiplicarla por 100 y dejarla como una razón de potencias.

Es claro que la máxima eficiencia es 100%, lo que indica que toda la energía es aprovechada, pero en la vida real esto no ocurre por varios factores que analizaremos a continuación.

¿Cuál es la relación entre potencia y eficiencia?

En este punto, estoy seguro que ya puedes responder a esta pregunta, pero te dejo mi respuesta para que la compares con la tuya:

En muchas ocasiones no basta con conocer la potencia nominal de un dispositivo, sino que requerimos conocer que tan bien o que tan mal se aprovecha la energía suministrada.

Y es aquí donde se encuentran relacionados la potencia y la eficiencia, en primer lugar debemos saber el consumo del aparato o máquina en cuestión, y después, cuánto de ese trabajo es útil.

¿Por qué es importante conocer la potencia y eficiencia?

Conocer la potencia de un dispositivo es tan importante como conocer la eficiencia, y en muchas ocasiones, la eficiencia suele jugar un papel más importante, ya que, no importa si nuestro dispositivo funciona a través de gasolina o electricidad, en ambos casos tenemos un costo de operación e impacto ambiental, y si nuestro dispositivo cuenta con una alta eficiencia, el costo de operación disminuirá y el impacto ambiental será menor.

Ejemplos de potencia y eficiencia

Un claro ejemplo son las lámparas incandescentes, analicemos este caso desde algunas perspectivas diferentes, por ejemplo:

➤ Iluminación

Si lo analizamos respecto a la luz visible que irradia, en estudios de laboratorio se ha llegado a concluir que una lámpara incandescente, la mayoría de la luz emitida es aproximadamente un 80 a 90 por ciento luz infrarroja, por lo tanto, el ojo humano no la detecta y por ende, para este caso se disipará en forma de calor.

Entonces, para una lámpara de 100 watts, aproximadamente el 10 por ciento sería luz visible (ya que el resto se disipará en luz infrarroja), la eficiencia sería:

Eficiencia = (10 w / 100 w) * 100 = 10%

En conclusión: dichas lámparas desperdician hasta el 90 por ciento de la energía suministrada, y lo puedes comprobar, ya que, la energía NO aprovechada se disipará en calor, es por eso que este tipo de foco o lámpara siempre se encuentran calientes y entre más calientes, más energía desperdician.

➤ Calor

Ahora, que pasa si el lugar donde vivimos es frío, y tener un foco incandescente no solo nos proporciona luz visible, sino que nos proporciona calor que nos puede ayudar a subir la temperatura de nuestras habitaciones.

Aquí la perspectiva cambia, ya que, no solo utilizamos la luz visible, sino que también estamos aprovechando el calor que irradia, por lo tanto:

• La energía de luz visible más la energía disipada en calor, nos daría una eficiencia muy alta, casi de un 100%, ya que todo el trabajo se está utilizando.

Aquí quizá colegas me dirían “estas loco” y les daría la razón, quizá haya formas más eficientes de calentar y obtener luz visible, pero, esto es solo un ejemplo de que:

La eficiencia depende de la aplicación y uso que le demos a los dispositivos o máquinas.

Bajo ciertas perspectivas u objetivos, un dispositivo nos puede dar más o menos eficiencia.

Diferencia entre potencia y eficiencia

Ahora, si aún tienes dudas, te diré lo siguiente, no hay como tal diferencias entre potencia y eficiencia, ya que son conceptos totalmente diferentes, donde la eficiencia es una razón de potencias y su valor o interpretación, depende de tu aplicación, tal como vimos en el ejemplo anterior.

Excelente. ahora ya sabes que es potencia y eficiencia, su relación y diferencias, por favor revisa los post que tengo en esta página para aprender aun más sobre potencia.