Potencia aparente
Es muy común al hacer cálculos rápidos
sobre consumo de un aparato (W) realizar la siguiente operación: mido la
corriente (A) que circula por el equipo con una pinza amperimétrica y
multiplico por la tensión (V) a la que se alimenta, normalmente 230V.
Éste cálculo no nos conduce a calcular la energía que nos factura nuestro suministrador de electricidad, llamada energía activa. El simple producto de la tensión por la corriente nos dará la potencia aparente y se mide en VA (voltioamperios), no en W (vatios), este término no va a ser de mucha utilidad para el usuario doméstico.
Potencia activa
La potencia aparente tiene dos componentes (suma geométrica) que son la potencia activa y la potencia reactiva, la primera de ellas es la que nos encontraremos en la factura de la luz
de nuestra vivienda, (en la industria es diferente), cobrándonos unos
bonitos €/kWh. Este término será el que realmente importa si lo que
queremos es ver cuanto nos cuesta hacer funcionar un aparato eléctrico.
¿De donde sale todo esto?
El voltaje que llega a nuestra vivienda
es tensión alterna, esto quiere decir que oscila muy rápido en el tiempo
entre dos valores tal y como vemos en el gráfico.
Como consecuencia, la corriente también será alterna, pero según al carga que conectemos (electrodoméstico, luces, etc…) estará más o menos desfasada con respecto a la tensión. Esto quiere decir que si conectamos un osciloscopio veremos que la intensidad alcanzará su máximo algo después que el voltaje.
No vamos a entrar en el porqué, pero en general las cargas resistivas
(resistencias, radiadores, etc) consumen solamente energía activa, por
lo tanto tendremos una gráfica donde los picos de tensión y corriente
coinciden en el tiempo. En estos casos la potencia aparente será casi
igual a la activa así que medir corriente y multiplicar por voltaje
podría ser una forma bastante aproximada de conocer la potencia
consumida.
Potencia reactiva
Como habréis imaginado, si la tensión y
la corriente se desfasan porque la carga que tengo conectada así lo
requiere (aparatos con bobinas en su interior), entonces aparece la famosa energía reactiva, que hace que la potencia aparente se diferencie bastante de la activa (la que nos cobran).
Aunque he prometido no aburriros, para conocer el valor de la potencia reactiva (Q) es necesario conocer el desfase (phi) entre estas dos señales (voltaje y corriente) y aplicar la fórmula Q=V*I*sen(phi). Con la potencia activa sucede algo similar pero sustituyendo seno por coseno en la expresión.
Existen formas de compensar la energía reactiva (disminuirla), normalmente se basan en instalar condensadores
que compensan las cargas inductivas (bobinas) con cargas capacitivas
(condensadores), pero esto sólo se hace a nivel industrial ya que en el
ámbito doméstico todavía (TODAVÍA) no pagamos por la reactiva consumida.
Ejemplo
Si has llegado hasta aquí, enhorabuena!
con el ejemplo que viene a continuación podrás ver para que sirve todo
este rollo anterior y como te puede engañar la energía reactiva a la
hora de hacer mediciones.
Julio de Vigo nos envía un mail a través de nuestro servicio de consultoría energética gratuita preocupado por el consumo en stand-by de su nueva cocina de inducción Fagor IF-33-BS. Con el equipo parado totalmente, Julio ha medido con su pinza amperimétrica un consumo de 0,24A,
lo que multiplicado por 230V vienen siendo unos 55 ¿W?, una animalada
para un aparato que está completamente parado y por lo tanto no nos da
ningún servicio. Este consumo, de ser real, representaría unos 6€ al mes sin utilizar la cocina.
Por suerte nuestro amigo Julio cuenta
con un osciloscopio y se ha ofrecido a conectarlo y enviarnos las
gráficas que salen. Esta sería la gráfica con la cocina apagada:
Como se puede ver fijándose en lo
señalizado en verde, el desfase de la curva de voltaje (roja) e
intensidad (azul) es bastante grande, no nos vamos a parar a calcular su
valor pero sería cercano a 90º.
Recordemos las expresiones anteriores que tanto dolor de cabeza nos dieron:
- Potencia activa: P=V*I*cos(phi)
- Potencia reactiva: Q=V*I*sen(phi)
Con nuestro valor de 90º para phi podemos observar el resultado del tercer término:
- cos(90)=0
- sen(90)=1
Por lo tanto en este caso, el consumo de energía activa en stand-by por parte de la cocina de inducción es nulo, esto quiere decir que este consumo no representará nada en nuestra factura eléctrica.
Sin embargo sí existe un cierto consumo de energía reactiva, que aunque
no nos lo cobren, no parece adecuado por parte del fabricante entregar
el equipo sin este consumo compensado.
Ahora veamos la misma gráfica pero con la cocina encendida:
En este caso se ven las curvas mucho
menos desfasadas por lo tanto la cantidad de energía reactiva consumida
será mucho menor en proporción a la activa.
Todo este tema de la reactiva es el motivo por el cual en nuestras últimas revisiones de medidores de energía tipo pinza amperimétrica hemos dicho que los datos que dan son aproximados, ya que solo miden intensidad y estiman la tensión y el factor de potencia.
Esto puede ser debido a que para tener
una lectura exacta de la potencia, necesitaríamos medir tensión además
de corriente y esto requeriría conectar el dispositivo a fase y neutro,
lo que posiblemente requería de un electricista en el caso de la
mayoría de los usuarios, haciendo el medidor mucho menos atractivo.
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