Calculadora de julios a vatios

P = E / t, donde E es la energía en julios y t el tiempo en segundos; de forma equivalente, E = P × t

E

La energía entregada, en julios. Es una cantidad y no una velocidad: la guarda una batería, la guarda un depósito de agua caliente, la guarda una masa en vuelo como energía cinética. Y por ser una cantidad no dice nada de a qué velocidad ocurrió nada: un kilovatio hora es un kilovatio hora tanto si se consumió a lo largo de una hora como si se soltó en un milisegundo, y la diferencia entre esos dos casos es todo el asunto de esta página (J)

t

El tiempo durante el que se entregó esa energía, en segundos. Es una entrada obligatoria y no un complemento opcional, porque sin ella la pregunta no tiene respuesta alguna: una energía dividida entre un tiempo sin especificar no es un número grande ni pequeño, es algo indefinido. Escríbelo en minutos o en horas si es como lo mediste, y la página lo convierte a segundos antes de dividir

P

La potencia media en vatios, que es la energía dividida entre el tiempo. Promedio es la palabra que manda: un aparato que consume 1 kW constante y otro que no consume nada durante la mitad del intervalo y 2 kW durante la otra mitad dan ambos 1 kW de media en el intervalo entero, y este cálculo no sabe distinguirlos. Un vatio es un julio por segundo, que es la definición sobre la que se sostiene toda la página. La tercera salida reexpresa esa misma energía en kilovatios hora —un kilovatio sostenido durante una hora, exactamente 3.600.000 julios—, que es la unidad en la que se escriben los contadores, las tarifas y las etiquetas de los electrodomésticos, y la forma más rápida de contrastar una cifra en julios con la realidad: entre 0,1 y 2 kWh es el rango en el que cae un electrodoméstico haciendo una hora de trabajo (W)

Úsala siempre que una pregunta empareje una cantidad de energía con una duración, y sobre todo cuando ese emparejamiento sea justo lo que se pregunta: cuántos vatios es un kilovatio hora, qué potencia media representa una descarga de 100 kJ, qué consume una carga de 2 kWh repartida en ocho horas. Es la página para obtener una potencia a partir de una cifra de energía que venga de una factura, de la hoja de datos de una batería o de un recuento de calorías, y para la comprobación inversa: un aparato dado en vatios, durante un tiempo conocido, gasta un número calculable de julios y de kilovatios hora. No es la página del costo de la electricidad, que es este resultado multiplicado por una tarifa

1. Los valores por defecto: 3,6 millones de julios en una hora

   1. Energía 3.600.000 J, tiempo 3600 s (una hora)
   2. La potencia es 3.600.000 / 3600 = 1000 W
   3. En kilovatios son 1000 / 1000 = 1 kW
   4. La energía es 3.600.000 / 3.600.000 = 1 kWh

   Esta es la fila que responde a la pregunta de cuántos vatios es un kilovatio hora: 1000, y solo porque se especificó la hora. Cambia la casilla del tiempo a 1 segundo y la misma energía da 3,6 MW, una cifra que suena absurda para un suministro doméstico y es del todo correcta para un banco de condensadores descargándose o para un pulso. Que los dos números salgan de una energía idéntica es justamente el argumento de la página, y es la razón de que la salida en kilovatios hora se siente junto a la de vatios: es la única de las tres que no depende del tiempo que escribiste.

2. Una kilocaloría entregada en un minuto

   1. Energía 4184 J (una kilocaloría termoquímica), tiempo 60 s
   2. La potencia es 4184 / 60 = 69,733 W
   3. En kilovatios son 0,069733 kW
   4. La energía es 4184 / 3.600.000 = 0,001162 kWh, que redondeado a tres decimales es 0,001

   Una caloría alimentaria son 4184 julios, y un cuerpo humano gasta más o menos eso en un minuto en reposo, así que los 69,7 W de aquí no son casualidad: son el metabolismo basal, y vienen a ser los de una bombilla incandescente antigua. Merece la pena ver qué pequeña es la cifra en kilovatios hora: una kilocaloría son 0,00116 kWh, así que la comida de un día a 2000 kcal son unos 2,3 kWh de energía química, que es más o menos lo que gasta en una hora un radiador eléctrico pequeño.

3. Los 20 vatios hora de la batería de un portátil en un minuto

   1. Energía 72.000 J (= 20 Wh), tiempo 60 s
   2. La potencia es 72.000 / 60 = 1200 W
   3. En kilovatios son 1,2 kW
   4. La energía es 72.000 / 3.600.000 = 0,02 kWh, que son los 20 Wh con los que viene etiquetada la batería

   Lo interesante aquí es la distancia entre cuánta energía hay guardada y a qué velocidad se le pide salir: 20 Wh entregados en 60 segundos son 1200 W, sesenta veces los 20 W que daría esa misma batería repartidos en una hora. La tercera salida es la comprobación en el otro sentido, y es la única de las tres que la casilla del tiempo no puede tocar: 0,02 kWh son exactamente los 20 Wh impresos en la etiqueta.

4. La misma energía repartida a lo largo de un día entero

   1. Energía 3.600.000 J, tiempo 86.400 s (24 horas)
   2. La potencia es 3.600.000 / 86.400 = 41,667 W
   3. En kilovatios son 0,041667 kW
   4. La energía sigue siendo 1 kWh

   La misma cifra en julios que el primer ejemplo, la misma cifra en kilovatios hora, y una potencia más de veinte veces menor. Es un goteo continuo de unos 42 W —un router, un consumo en reposo, una pequeña bomba de circulación— y es en lo que se traduce un solo kilovatio hora al día. La comparación es lo útil: un aparato que consume 1000 W durante una hora y otro que consume 41,667 W durante un día gastan una energía idéntica, y los dos aparecerán en una factura como el mismo kilovatio hora.

Esta es una potencia media y no una instantánea. Todo aparato que conmuta, pulsa o varía su consumo queda representado aquí por un único número igual a la energía total dividida entre el tiempo total, que es la respuesta correcta para una factura y la equivocada para dimensionar un fusible: una media de 100 W que llega en ráfagas de 1 ms consume 100 kW durante cada ráfaga. La energía se trata como entregada de forma constante a lo largo de todo el intervalo, así que los arranques, las paradas y los periodos de reposo se promedian sin modelarse. Las pérdidas de calor no están incluidas: la energía que entra es la energía empleada, y no la que salió como trabajo útil, así que un rendimiento hay que aplicarlo al resultado y no a las entradas.

¿Cuántos vatios es un kilovatio hora?

Tres mil seiscientos si se entrega a lo largo de una hora, y la pregunta no tiene respuesta hasta que se da un tiempo: esa es toda la razón de que esta página tenga una casilla de tiempo en lugar de una duración supuesta. Un kilovatio hora son 3.600.000 julios, así que usado en una hora son 1000 W, usado en un segundo son 3,6 MW y repartido en un día entero son 41,667 W. El kilovatio hora es una cantidad de energía y el vatio es una velocidad, así que la misma energía da todas esas potencias según el intervalo.

¿Qué es un julio por segundo?

Un julio por segundo es un vatio: esa es la definición del vatio, y es la razón de que dividir la energía entre el tiempo sea toda la aritmética de aquí. Es también la razón de que la unidad lleve el nombre de una velocidad: una bombilla de 60 W usa 60 julios cada segundo, así que una hora suya son 60 × 3600 = 216.000 J, o 0,06 kWh. Cualquier conversión entre una unidad de energía y una unidad de potencia pasa por un tiempo exactamente por esto.

¿Cómo calculo lo que cuesta tener un aparato encendido?

Divide la energía en julios entre 3.600.000 para obtener kilovatios hora y multiplica después por el precio del kilovatio hora. La tercera salida de esta página hace el primer paso: un radiador de 2000 W encendido tres horas son 6000 Wh, es decir 6 kWh, y con una tarifa típica alrededor de 0,20 por unidad eso son unos 1,20. La página se detiene a propósito antes del precio, porque una tarifa es un número local y cambiante y la aritmética que importa es la de la energía.

¿Por qué la misma energía da potencias distintas?

Porque los vatios miden a qué velocidad se gasta la energía, no cuánta hay. Los cuatro ejemplos de esta página dividen una misma cifra en julios entre tiempos diferentes: 3,6 MJ en 3600 segundos son 1000 W, en 86.400 segundos son 41,667 W y en 1 segundo son 3,6 MW. Piensa en la misma cantidad de agua vertida por un tubo estrecho a lo largo de un día o por uno ancho en un segundo: el volumen es idéntico, el caudal no.

¿Puedo escribir el tiempo en horas en lugar de en segundos?

Sí, y la página convierte antes de dividir, así que la aritmética sale igual por los dos caminos. La casilla del tiempo admite segundos, minutos y horas, y lo único que importa es la duración, no la unidad en la que la mediste. Una advertencia: el cálculo interno se hace en segundos, así que un tiempo escrito como 1 hora son 3600; si compruebas la aritmética a mano, recuerda que las salidas están en vatios y kilovatios, no en vatios hora.

¿Es lo mismo que convertir vatios a julios?

Es la misma ecuación leída en el otro sentido. La potencia es la energía dividida entre el tiempo, así que la energía es la potencia multiplicada por el tiempo; esta página toma energía y tiempo y devuelve potencia, y la conversión inversa toma potencia y tiempo y devuelve energía. En los dos casos el tiempo es una tercera magnitud obligatoria, y por eso ni una unidad de energía ni una de potencia se pueden convertir la una en la otra con solo un factor: un vatio es un julio por segundo, y ese por segundo tiene que venir de algún sitio.

• NIST Guide for the Use of the International System of Units (SI), §4 — the watt as one joule per second, and the kilowatt-hour as 3.6 megajoules — NIST
• Watt — the definition as a rate of energy transfer, and its relation to the joule, the kilowatt-hour and the horsepower — Wikipedia
• El Sistema Internacional de Unidades, SI — Centro Español de Metrología (CEM)