Vatio
El vatio o Watt es una unidad de medida física del Sistema Internacional (SI) para referirse a la potencia. Se emplea para suministrar una medida a la tasa con que se transfiere una cantidad de energía en un determinado tiempo y equivale a 1 julio por segundo (1 J/s).
Aunque es asociada con una medida eléctrica, se trata de unidades aplicadas a cualquier potencia indistintamente de que sea mecánica, eléctrica, acústica, magnética, entre otras. Es posible encontrarla con el símbolo W y se puede expresar algebraicamente combinado con otras unidades del sistema.
Recibe su nombre por la castellanización del inglés Watts en honor a James Watt, quien realizó importantes aportes al desarrollo de la máquina de vapor. Además, fue una medida acogida por el Segundo Congreso de la Asociación Británica para el Avance de la Ciencia en 1889 e incorporada al SI en 1960.
Tabla de contenidos
Relación con la electricidad
Por lo general, el término vatio es asociado con energía eléctrica y la capacidad que posee un equipo para funcionar con determinado combustible. En este caso, la potencia se puede expresar en vatios o en algunos de sus múltiplos, por ejemplo, kilovatios.
Por ejemplo, una bombilla de 16 vatios consume 16 vatios de electricidad en cualquier momento que se enciende. En otras palabras, la medida describe la potencia a la que se utiliza la electricidad en determinado momento.
Cuando se habla de vatios horas, se refiere a la medida de electricidad que se utiliza a lo largo del tiempo. Se combina la rapidez con que se emplea la electricidad (vatios) y el tiempo que se usa (horas) para mantener una determinada potencia. Aunque su uso es equivocado, ha sido aceptado, pero debe expresarse en julio.
Por ejemplo, una lámpara de 80 vatios, gasta 80 vatios en cualquier instante, emplea 80 vatios hora de electricidad en el lapso de 60 minutos. Entonces, si un vatio equivale a 1 julio por segundo, la bombilla consumirá 288.000 julios en este periodo. Para obtener el resultado se multiplica 80 (J/s) x 3600 (s).
Múltiplos y aplicaciones
Según la magnitud de la potencia, la medida de vatio puede modificarse para reducir el enunciado de la fórmula. Por lo general, cubre un factor de mil y dentro de las más empleadas se pueden presentar:
- Attovatio: Se identifica con el signo aW y se emplea para representar la sensibilidad de fototransistores de infrarrojos y bolómetros. Mide la trillonésima parte de un vatio (10−18 W).
- Femtovatio: Es aplicable a la potencia de ondas de radares o de radio y mide la milbillonésima sección de un vatio (10−15 W).
- Picovatio: Se emplea para medir la potencia de radares receptores, acústica y en la ciencia que estudia la astrofísica.
- Nanovatio: Es la milmillonésima parte de vatio (10−9 W) y se encarga de expresar la potencia usada en radiación.
- Microvatio: Se aplica a la potencia transmitida por fibra óptica y mide la una millonésima parte de un vatio (10−6 W).
- Milivatio: Son usados para medir potencias de LED y energía de tipo láser.
- Vatio: Es aplicado a la potencia generada por ondas de comunicación en teléfonos móviles.
- Kilovatio: Mide 1000 vatios 103 W y se emplea para representar la potencia de motores, máquinas y herramientas. Se usan también caballos de fuerza o de vapor como medida.
- Megavatio: Representa la medida de 1.000.000 de vatios y es el empleado para la potencia de grandes buques, centrales eléctricas, rayos, equipos científicos.
- Gigavatio: Hace referencia a mil millones de vatios y se aplica a redes eléctricas o generadores de gran potencia.
- El Teravatio: Mide la cantidad de potencia usada por los humanos a nivel mundial y el Petavatio la fuerza mostrada por el mar o el viento.
| Prefijo | Símbolo | Factor | Equivalencia |
|---|---|---|---|
| Atto | a | 10-18 | 0.000000000000000001 |
| Femto | f | 10-15 | 0.000000000000001 |
| Pico | p | 10-12 | 0.000000000001 |
| Nano | n | 10-9 | 0.000000001 |
| Micro | µ | 10-6 | 0.000001 |
| Mili | m | 10-3 | 0.001 |
| Kilo | k | 103 | 1000 |
| Mega | M | 106 | 1000000 |
| Giga | G | 109 | 1000000000 |
| Tera | T | 1012 | 1000000000000 |
| Peta | P | 1015 | 1000000000000000 |
El vatio también se emplea en deporte y en otros campos donde la potencia es necesaria. Para la mayoría de sus múltiplos existen otras medidas de fuerza que se pueden combinar con vatio para una mejor comprensión.
Símbolo y fórmula
El símbolo del vatio es “W” y su fórmula es W=Trabajo/tiempo, el cual se expresa como 1 julio por segundo (1 J/s), según el Sistema Internacional de Unidades (SI) para unidades derivadas.
En este caso, la fórmula emplea el trabajo que, en física, se refiere al desplazamiento del centro de masa del cuerpo sobre el que se aplica una fuerza y se obtiene de multiplicar la fuerza por el espacio. A su vez, esta medida se divide entre tiempo, que para vatio es el segundo.
Por ejemplo, un compresor transforma una energía de 42 Joule en 60 segundos. ¿Cuánta potencia en W tiene el compresor? Para conocer la respuesta se divide 42/60, lo que dará como resultado: 0,7 W.
Equivalencias
El vatio también posee equivalentes en otros sistemas de medida, por lo que posee parámetros de conversión. Los más sobresalientes son:
| Sistemas de medida | Unidades | Equivalencia |
|---|---|---|
| Sistema Internacional de Unidades SI | Vatio | 1 J/s |
| Sistema Cegesimal de Unidades | ergio por segundo | 10−7 W |
| Unidades de Planck | Potencia (ML2/T3) | 3.62831 × 1052 W |
| Sistema Técnico de Unidades | Potencia mecánica: Caballo de vapor CV | 735,49875 W |
| Sistema Técnico de Unidades | Potencia calorífica: Caloría (cal/h) | 1,1630556 W |
| Sistema Técnico de Unidades | Potencia eléctrica: Vatio | 1 J/s |
| Sistema anglosajón de unidades | BTU (British Thermal Unit) | 0.2931 vatios |
| Sistema anglosajón de unidades | HP o caballos de fuerza | 745.7 Watts |
Usos no válidos del término
Es importante resaltar que los conceptos de energía y potencia no se deben mezclar al usar la medida vatio. En este caso, la potencia se refiere a la tasa con la que se usa, genera o transfiere energía.
Por ello, cuando se habla de vatio/hora se expresa energía, no potencia, por lo que se debe expresar en julio, la unidad aprobada por el SI. Otros ejemplos son el vatio pico, que se refiere a la potencia nominal de un dispositivo de energía fotovoltaica, así también el megavatio térmico, que representa el flujo térmico de una planta de energía, entre otros.
Referencias
- NG Que es el Vatio. Documentos de Google: https://docs.google.com/document/preview?hgd=1&id=1n-LRIsf05hJKyR4j5GJLt9WJkNMIKsL-INuTsZoQbNE