01 · Punto de partida
El resistor que quema explica todo
En el Tema 6 el resistor frenaba la corriente. Pero frenar no sale gratis: la energía que le quita al flujo se convierte en calor. Un resistor tibio trabaja tranquilo; uno que quema al tacto está disipando más potencia de la que su cuerpo aguanta. Poco después, muere. Entender la potencia es entender cuánto calor aparece y dónde, antes de olerlo.
La potencia es la velocidad del gasto: no cuánta energía total se usó, sino cuánta por segundo. Un LED de 0,04 W brilla horas con una pila; una estufa de 2000 W consume en un minuto lo que el LED en un mes, todo volcado como calor. Misma física, distinta velocidad.
- ¿Qué mide un watt?
- ¿A dónde va la energía que el resistor “frena”?
- ¿Qué significa que un resistor sea “de 1/4 W”?
- ¿Cómo sé si mi circuito calienta de más antes de quemarse?
02 · Definición
Definición de 1 watt
1 watt = 1 joule por segundo. Si por un componente caen 7 V y lo cruzan 15 mA, disipa 7 × 0,015 ≈ 0,1 W: cien milivatios disipados en forma de calor por segundo, un valor seguro para el componente. Si fueran 9 V y 2 A, serían 18 W: un soldador improvisado que derrite la protoboard.
Watt
Unidad de potencia. LED ≈ 0,04 W, resistor típico aguanta 0,25 W, USB entrega hasta 2,5 W, estufa 2000 W.
Producto, no suma
La potencia combina empuje y flujo: 9 V × 20 mA = 0,18 W. Duplicar cualquiera de los dos duplica el calor.
Calor inevitable
Toda resistencia convierte parte en calor. Lo útil (luz) es una fracción; el resto calienta. Diseñar es repartir ese calor.
| Si conocés | Calculás | Ejemplo |
|---|---|---|
| Tensión que cae y corriente | P = V × I | 7 V × 15 mA ≈ 0,1 W en el resistor |
| Potencia y tiempo | E = P × t (puente T8) | 0,1 W × 60 s = 6 J de calorcito |
| Potencia y tensión | I = P / V | 2,5 W USB a 5 V → hasta 0,5 A |
03 · Destino
A dónde va la potencia
Toda la potencia que entrega la fuente termina en algún lado. La cuenta siempre cierra: lo que sale de la pila es la suma de lo que se queda cada componente.
| Componente | Potencia aprox. | Destino |
|---|---|---|
| LED (caen ~2 V) | 2 × 0,015 ≈ 0,03 W | Luz + algo de calor |
| Resistor (caen ~7 V) | 7 × 0,015 ≈ 0,1 W | Calor puro (precio de proteger) |
| Total de la pila | 9 × 0,015 ≈ 0,135 W | Lo que la pila entrega por segundo |
04 · Potencia nominal
El “aguante” escrito en el cuerpo
Cada componente tiene una potencia máxima que soporta sin dañarse: su potencia nominal. Los resistores comunes del kit son de 1/4 W (0,25 W): disipan 0,1 W cómodos, a 0,25 W queman los dedos y más allá mueren. Regla profesional: trabajar como máximo a la mitad del nominal.
Trabajo cómodo
Menos de la mitad
Resistor de 1/4 W con 0,1 W: tibio, eterno. Es nuestra zona en el Tema 26 (LED con 470 Ω).
Zona de riesgo
Cerca o sobre el nominal
Resistor de 1/4 W con 0,3 W o más: quema, cambia de valor y falla. Se sube el tamaño (1/2 W, 1 W) o se rediseña.
- ¿Cómo se lee el tamaño?
- A igual valor (ej. 470 Ω), el resistor físicamente más grande aguanta más watts. El tamaño es el disipador: más cuerpo, más calor que puede soltar al aire.
- ¿Y el LED?
- También tiene su techo (típico ~0,1 W). Por eso 20 mA con ~2 V (0,04 W) es seguro y 100 mA (0,2 W) lo mata. El resistor existe para mantenerlo lejos del techo.
- ¿Y la pila?
- Entregar más potencia de la cómoda la calienta y la agota rápido. Una AA con un motorcito de 2 W se descarga en minutos y calienta: potencia pedida vs. potencia sana.
- ¿Margen recomendado?
- Nominal al menos doble de lo calculado. Si disipás 0,1 W, usá 1/4 W (0,25 W). Si disipás 0,3 W, pasá a 1/2 W o 1 W.
05 · Analogía programador
Potencia = costo por segundo
- 1Como la factura cloud.
Energía total (J) es el total facturado; potencia (W) es el ritmo de gasto. 0,1 W es un microservicio idle; 2000 W es un cluster en llamas.
- 2Como CPU caliente.
Un procesador a 100 % calienta igual que un resistor al límite: el trabajo por segundo se vuelve calor. Disipador más grande = resistor más grande.
- 3Nominal = quota.
Pasar la quota no rompe al instante, pero degrada y corta. Trabajar a mitad de quota es ingeniería; al 99 % es apuesta.
06 · Exploración
Laboratorio: ¿aguanta o se quema?
Elegí un caso real y mové tensión y corriente: el laboratorio calcula la potencia y la compara con el techo de un resistor común de 1/4 W. Es el chequeo que harás de memoria en cada montaje.
Potencia y veredicto
P = V × I
Con 2 V y 20 mA disipás 0,04 W: cómodo para 1/4 W.
Preguntas para explorar
- Probá el caso “al límite” (9 V × 40 mA). ¿Qué porcentaje del nominal da y qué harías?
- Con la tira USB (5 V × 400 mA), ¿cuántos watts son? ¿Los aguanta un resistor de 1/4 W?
- ¿Por qué el LED con 0,04 W brilla y el resistor con 0,1 W solo calienta?
Ver respuestas sugeridas
- 0,36 W = 144 % del nominal: hay que subir a 1/2 W o 1 W, o rediseñar (más resistencia). Trabajar pasado el techo es quemar con fecha.
- 2 W: ocho veces el nominal de 1/4 W. Ni intentarlo: las tiras usan pistas y drivers diseñados para eso (curso 3), no un resistor común.
- Porque el LED convierte parte en luz (es su trabajo) y el resistor convierte todo en calor (es su precio). Misma fórmula, distinto destino.
07 · Comprensión
Confusiones frecuentes
«Watts y joules son lo mismo»
No: el watt es velocidad (J/s) y el joule es cantidad. 0,1 W durante 10 s son 1 J; durante 1 hora son 360 J. Confundirlos es como confundir velocidad con distancia.
«El resistor de 1/4 W entrega 1/4 W»
No entrega nada: aguanta hasta 1/4 W disipando. La potencia real la fija el circuito (V × I). El nominal es techo, no promesa.
«Si no calienta, no consume»
Todo consumo calienta algo, aunque no lo notes: 0,04 W del LED tibian décimas de grado. “Frío al tacto” significa “lejos del límite”, no “cero potencia”.
«Más watts = más brillo, siempre»
Solo dentro del diseño del componente. Pasar el techo no da más luz: da humo. El brillo se diseña con corriente justa (Tema 26), no con exceso.
08 · Práctica guiada
Ejercicios de potencia
Ejercicio 1: el chequeo de 10 segundos
Tu resistor tiene 7 V de caída y lo cruzan 15 mA. ¿Disipa más o menos de la mitad de 1/4 W? ¿Trabaja cómodo?
Ver solución razonada
P = 7 × 0,015 = 0,105 W, el 42 % de 0,25 W: por debajo de la mitad, cómodo. Este es el chequeo mental que harás siempre antes de dar por bueno un montaje.
Ejercicio 2: USB al límite
Un puerto USB da 5 V hasta 500 mA. ¿Qué potencia máxima entrega? ¿Cuántos LED de 0,04 W equivalen?
Ver solución
P = 5 × 0,5 = 2,5 W. Equivale a 2,5 / 0,04 ≈ 60 LED. Por eso un USB alimenta tiras enteras y una pila de 9 V no debería intentarlo.
Ejercicio 3: elegir tamaño
Calculaste 0,3 W en un resistor. Tenés de 1/4 W y de 1/2 W. ¿Cuál usás y por qué?
Ver solución
El de 1/2 W (0,5 W): 0,3 W es el 120 % del de 1/4 W (muerte segura) y el 60 % del de 1/2 W (trabaja, con poco margen pero aceptable). Ideal sería 1 W para quedar al 30 %.
09 · Síntesis
Ideas para recordar
- Potencia = energía por segundo (P = V × I); 1 W = 1 V × 1 A.
- Lo no convertido en luz o movimiento sale como calor, siempre.
- Cada componente tiene su techo nominal; trabajá como máximo a la mitad.
- A igual valor, más cuerpo = más watts aguantados.
- El chequeo V × I por componente anticipa el humo antes de olerlo.
Ya medimos la velocidad del gasto. Falta el total de la cuenta: en el próximo tema, la energía eléctrica y el consumo, lo que la pila guarda y lo que pagás.