Calculadora de vatios a julios

E = P × t, y como 1 W = 1 J/s las dos magnitudes ya están en el mismo sistema, así que no aparece ningún factor de conversión

P

La potencia que consume el aparato, en vatios, normalmente la cifra de su placa de características. Es una velocidad: julios por segundo, energía que fluye y no energía almacenada. En esta página se mantiene constante durante todo el periodo, lo que es exacto para una carga resistiva sobre un suministro estable y es un promedio para todo lo que se enciende y se apaga por ciclos, como un refrigerador o un calentador con termostato. Un valor de cero se acepta y da cero energía, lo cual es correcto y no un caso degenerado

t

Cuánto tiempo se mantiene esa potencia, en segundos. Es la entrada que hace falta para que la página sirva de algo: sin ella no hay respuesta posible, porque una velocidad solo se convierte en una cantidad cuando dices durante cuánto. Los mismos 2000 W son 2000 J en un segundo y 7.200.000 J en una hora. La casilla admite segundos, minutos u horas, y tiene que ser mayor que cero: una duración de cero no es un instante de potencia enorme, es la ausencia de cualquier proceso, y la página lo rechaza en lugar de devolver un 0 J plano

3600000

Los julios que hay en un kilovatio hora, y es una definición y no una conversión: 1 W durante 1 h, escrito del todo. Es la única constante de la página, y es lo que permite reexpresar la energía en la unidad en la que se escribe una factura de la luz. Todas las cifras publicadas de una batería, de un electrodoméstico o de un coche eléctrico se dan en esta unidad, y esa es la razón de que la fila esté en el panel: los julios son la respuesta a la pregunta que hiciste, los kilovatios hora son la respuesta a la que viene después

Úsala siempre que un aparato venga descrito por su potencia en vatios y quieras saber cuánta energía consume de verdad: contrastar la potencia de un electrodoméstico con una cifra diaria o mensual, dimensionar un banco de baterías a partir de una carga continua, o calcular el costo de funcionamiento a partir de una lectura del contador. Es la energía a partir de la potencia y el tiempo, una sola multiplicación, y es además la operación inversa de la calculadora de julios a vatios: aquella divide la energía entre el tiempo para obtener la potencia, esta multiplica la potencia por el tiempo para obtener la energía, y el mismo par de magnitudes está en las dos. Lo único que hay que fijar antes es el periodo, porque una potencia sin duración no responde a nada

1. Los valores por defecto: 1000 W encendidos una hora

   1. Potencia 1000 W sostenida durante 3600 segundos
   2. Multiplica: 1000 × 3600 = 3.600.000 J
   3. Divide entre 1000 para los kilojulios: 3600 kJ
   4. Divide entre 3.600.000 para los kilovatios hora: exactamente 1 kWh

   Las tres filas son el mismo número en tres tamaños, y la tercera es la razón de que la unidad se llame así: un kilovatio sostenido durante una hora. Este es también el par de valores por defecto de la página de julios a vatios leído al revés: allí, 3,6 MJ repartidos en una hora dan 1000 W; aquí, 1000 W mantenidos una hora dan 3,6 MJ. Vengas de la página que vengas, la otra coincide hasta el último dígito, y eso es lo que justifica tenerlas separadas.

2. Un hervidor de 2000 W que hierve durante un minuto

   1. Potencia 2000 W durante 60 segundos
   2. Multiplica: 2000 × 60 = 120.000 J
   3. En kilojulios son 120 kJ
   4. En kilovatios hora: 120.000 / 3.600.000 = 0,033333 kWh

   Un tercio de kilovatio hora no es lo que la mayoría espera que gaste un hervidor, y las dos cifras que hay detrás son ciertas: 2 kW es una velocidad grande, un minuto es un periodo corto, y la energía es el producto. Esta es la forma cotidiana del error contra el que protege la página: una potencia alta suena cara, pero lo que se paga es la energía, y la energía es lo que hace una velocidad a lo largo del tiempo. Hervir el mismo hervidor durante una hora serían 7,2 MJ, sesenta veces más, con el mismo aparato.

3. 1200 W durante 60 segundos, al revés que en julios a vatios

   1. Potencia 1200 W durante 60 segundos
   2. Multiplica: 1200 × 60 = 72.000 J
   3. En kilojulios: 72 kJ
   4. En kilovatios hora: 72.000 / 3.600.000 = 0,02 kWh

   La página de julios a vatios contiene la imagen especular de este caso: los mismos 72.000 J en los mismos 60 segundos, escritos allí como energía y devueltos como 1200 W. Las dos páginas son inversas una de la otra, y quien tenga las dos abiertas debería recuperar el mismo tercer número después de dar la vuelta al bucle. Si alguna vez no coincidieran, una de las dos estaría equivocada en la aritmética y no en la física.

4. Un router de 10 W encendido un día entero

   1. Potencia 10 W sostenida durante 86.400 segundos, que son 24 horas
   2. Multiplica: 10 × 86.400 = 864.000 J
   3. En kilojulios: 864 kJ
   4. En kilovatios hora: 864.000 / 3.600.000 = 0,24 kWh

   Esta es la pregunta que plantean de verdad los aparatos pequeños que nunca se apagan, y la respuesta es un cuarto de kilovatio hora al día: menos de la décima parte de lo que consume un refrigerador y alrededor de una centésima parte de lo que pide una sola carga de coche eléctrico. Leerlo en kilovatios hora en lugar de en julios es lo que hace posible esa comparación: 864 kJ no dice nada al lado de una factura mensual, mientras que 0,24 kWh se sienta justo al lado de las demás cifras de esa factura.

5. Un milivatio durante un segundo, el extremo pequeño del rango

   1. Potencia 0,001 W durante 1 segundo
   2. Multiplica: 0,001 × 1 = 0,001 J
   3. En kilojulios: 0,000001 kJ, la misma cantidad seis puestos más abajo
   4. En kilovatios hora: 2,778 × 10⁻¹⁰, que está ya más allá del punto en el que los decimales fijos dejan de leerse

   En este extremo del rango no cambia nada de la física, y la página sigue necesitando que la fila se comporte. Dos decimales en la fila de los julios imprimirían esto como 0,00 J, una respuesta equivocada y además indistinguible de un cero, y por eso esa fila lleva tres. La fila de los kilovatios hora se ha salido del todo de la ventana de los decimales corrientes y pasa a notación científica, el mismo cambio que hace la página de julios a vatios por la misma razón: entre un milivatio segundo y un megavatio día hay catorce órdenes de magnitud.

La potencia se mantiene constante durante todo el periodo, lo que es exacto para una carga resistiva sobre un suministro estable y solo un promedio para todo lo que va por ciclos: un refrigerador, un calentador con termostato o un aparato con un estado de reposo consumen una corriente variable, y la energía que gastan de verdad depende de su ciclo de trabajo y no de su potencia nominal. La cifra de una placa es un máximo, no un consumo típico: el consumo medido de un electrodoméstico suele estar bastante por debajo, y una potencia tomada a una tensión de suministro se desplaza cuando la tensión cambia. La página da la energía en el punto de consumo, así que no dice nada de la eficiencia: cuánta de esa energía salió como calor, como luz o como movimiento es otra pregunta y otro grupo de páginas. La energía no lleva precio, porque una tarifa no es una entrada de aquí. Y nada de esto convierte la energía en un aumento de temperatura, que necesita una masa y un calor específico.

¿Cuántos julios hay en un kilovatio hora?

Exactamente 3.600.000, y por definición y no por medición: un kilovatio hora es un vatio sostenido durante una hora, así que son 1 × 3600 segundos de julios, es decir 3,6 MJ. Por eso la tercera fila del panel no es una repetición redundante de la primera: los julios responden a la pregunta que da nombre a la página, y los kilovatios hora ponen la misma cantidad en la unidad que usan a la vez un contador de luz, la hoja de datos de una batería y la estimación de autonomía de un coche.

¿Por qué la página necesita un tiempo además de una potencia?

Porque un vatio es una velocidad, y una velocidad solo se convierte en una cantidad cuando se ha sostenido durante algo. No hay forma de esquivarlo: 2000 W durante un segundo son 2000 J, durante una hora son 7,2 MJ, y ese es el mismo aparato sobre el mismo suministro con la misma placa. Una potencia sola no es una respuesta pequeña a esta pregunta, es que no es una respuesta: por eso la casilla de la duración es obligatoria y la página rechaza los cero segundos en lugar de devolver un cero plano.

¿Qué diferencia hay con la calculadora de julios a vatios?

Son la misma relación leída en sentidos opuestos. Aquí conoces la potencia y el tiempo y quieres la energía, así que la página multiplica. Allí conoces la energía y el tiempo y quieres la potencia, así que la página divide. Las casillas se solapan porque las magnitudes son idénticas, y los resultados no se solapan en absoluto porque una página responde en vatios y la otra en julios. Si sabes cuál de las tres te falta, eso decide qué página quieres.

¿Un vatio es de verdad un julio por segundo?

Sí, y es una definición y no una regla aproximada, que es la razón de que la multiplicación de esta página no necesite ningún factor de conversión. Es también la razón de que las filas de kilojulios y de kilovatios hora sean divisiones simples entre 1000 y entre 3.600.000: cada uno de esos factores es una definición. Lo único que la definición no hace es decirte cuánto tiempo: un julio por segundo describe una transferencia en curso, y el total transferido es esa velocidad multiplicada por el periodo que duró.

¿Esto me dice lo que cuesta tener el aparato encendido?

Por sí solo, no. La página se detiene en la energía, que es la cantidad a partir de la cual se calcula una factura, y la entrada que falta es el precio por unidad: una tarifa que varía por país, por franja horaria y por contrato. La salida que hay que llevarse es la cifra en kilovatios hora: pasarla a la calculadora de costo de electricidad junto con tu tarifa la convierte en dinero. Hacer esa división aquí obligaría a pedir un precio en una página sobre física.

¿Por qué las tres filas muestran tantos decimales distintos?

Porque son tres tramos de una misma regla y cada tramo tiene una anchura útil distinta. La fila de los julios lleva tres decimales para que un milivatio segundo se lea como 0,001 J en lugar de 0,00; la de los kilojulios lleva seis porque un kilojulio son mil julios, así que seis puestos ahí es la misma precisión que tres allí; y la de los kilovatios hora pasa a notación científica porque el rango llega de 2,778 × 10⁻¹⁰ a 24.000 kWh, y los decimales fijos imprimen ceros en uno u otro extremo.

¿Escribo la potencia de la placa o una medida?

Cualquiera de las dos, siempre que sepas cuál tienes. La potencia de una placa es el máximo que consume el aparato, así que escribirla da una cota superior de la energía, que es la cifra correcta para dimensionar un cable o una batería. Una cifra medida con un medidor de enchufe es lo que consumió de verdad, y será menor en todo lo que va por ciclos, a menudo bastante menor. La aritmética es idéntica en los dos casos, y la diferencia entre las dos respuestas es información y no un error.

• Joule — the definition of the joule as one watt-second, and why a watt is a rate of energy transfer rather than an amount of it — Wikipedia
• Kilowatt-hour — the definition of the unit as 3.6 million joules, and why it is the unit electricity is metered and billed in — Wikipedia
• NIST Special Publication 811, Guide for the Use of the International System of Units (SI), section 4.1 — the SI treatment of quantity calculus, and the watt as a special name for the joule per second — National Institute of Standards and Technology