Antonio Jesús Mendoza Ramírez - Montaje de elementos y equipos de instalaciones eléctricas de baja tensión en edificios. ELES0208

1 Potencia activa: aquella potencia que genera un trabajo útil, ya sea para generar luz, calor, movimiento, etc. La potencia activa se representa mediante la letra P y su unidad de medida es el watio (W), utilizándose además el kilowatio (kW).1 kW = 1.000 W

2 Potencia reactiva: aquella potencia necesaria para mantener el campo eléctrico en los condensadores o el campo magnético en las bobinas. La mayor fuente de energía reactiva son los motores eléctricos, ya que para que giren hay que mantener un campo magnético en su interior. La potencia reactiva se representa por la letra Q y su unidad de medida es el voltamperio reactivo (VAr), utilizándose además el kilovoltamperio reactivo (kVAr).

Sabía que...

La potencia reactiva no realiza un trabajo útil, sino que se opone a dicho trabajo. La potencia reactiva frena a los generadores. Es por ello que, si aumenta la potencia reactiva, para poder seguir suministrando la misma potencia activa, los generadores han de suministrar una potencia mayor.

Actividades

1. ¿Conoce los múltiplos y submúltiplos de las unidades de medida, como por ejemplo el múltiplo “kilo”? Indicarlos.

2. Reflexionar sobre las siguientes cuestiones:

1 ¿Un aparato de 1.000 W consume más energía que uno de 10 W?

2 ¿Un cable tiene mayor o menor resistencia que la cinta aislante?

Básicamente, existen dos tipos de corrientes: corriente continua y corriente alterna. En corriente continua, los electrones se desplazan siempre en la misma dirección, por lo que la tensión permanecerá invariable con el tiempo. A dicha tensión se le denomina tensión en corriente continua (Vcc).

Corriente continua

Como ya se ha comentado, la corriente que utilizan los usuarios finales es corriente alterna. En este tipo de corriente, la tensión no se mantiene constante en el tiempo, sino que varía según una forma de onda senoidal. A nivel microscópico, los electrones, en lugar de desplazarse a través del conductor, se mueven hacia adelante y hacia atrás, de forma periódica.

Corriente alterna

Para determinar la corriente alterna, existen una serie de valores característicos que la definen:

1 Valor máximo (Vmax): el mayor valor de tensión que se alcanza, tanto positivo como negativo. También se conoce como valor de pico (Vp). En baja tensión, el valor máximo de la tensión es de ±325 V.

2 Valor instantáneo (Vi): el valor de tensión en un momento determinado (t). El valor instantáneo de tensión responde a la fórmula:Vi = Vmax · sin(2πft)Siendo:f: la frecuencia.t: el momento en segundos.

3 Valor eficaz (Vef): el valor de tensión, en corriente continua, que causaría el mismo efecto en un receptor si se sustituyese por corriente alterna. Dicho valor responde a la fórmula:

1 Periodo (T): el tiempo que dura un ciclo completo de la corriente alterna. En España, el periodo de la corriente alterna es de 20 ms.

2 Frecuencia (f): el número de ciclos que se repiten en 1 s. En España, la frecuencia de la corriente alterna es de 50 Hz.

3 El periodo (T) y la frecuencia (f) son valores inversos, es decir:

Las magnitudes eléctricas expuestas no son conceptos aislados, sino que están relacionados entre sí mediante leyes y expresiones matemáticas.

Ley de Ohm. Relación tensión-intensidad-resistencia

La Ley de Ohm enuncia:

La intensidad eléctrica que circula entre dos puntos de un circuito eléctrico es directamente proporcional a la tensión eléctrica entre dichos puntos, existiendo una constante de proporcionalidad entre estas dos magnitudes. Dicha constante es la conductancia eléctrica, que es la inversa a la resistencia eléctrica.

Este enunciado se puede escribir matemáticamente como:

Siendo:

1 I: intensidad en amperios (A).

2 V: tensión en voltios (V).

3 G: conductancia.

4 R: resistencia en ohmios (Ω).

Como se puede observar, en esta expresión se relacionan tensión, intensidad y resistencia. De esta expresión se pueden obtener las siguientes conclusiones:

1 Si se mantiene constante la tensión, a menor resistencia, mayor intensidad. Es decir, para una misma tensión, un conductor será capaz de soportar mayor corriente mientras menor sea su resistencia.

2 La resistencia da idea de lo buen conductor o aislante que es un material. Un conductor será mejor cuanta menor resistencia posea y viceversa, un aislante será mejor cuanta mayor resistencia posea.

3 Si se mantiene constante la intensidad, a menor resistencia, menor tensión. Este concepto es el utilizado para el cálculo de caídas de tensión.

Nota

La resistencia de un conductor varía de forma proporcional con la temperatura. A mayor temperatura, mayor resistencia y viceversa. Normalmente, se toma como referencia la resistencia de los conductores a 20 °C.

Actividades

3. Averiguar a qué frecuencia trabajan las instalaciones eléctricas de baja tensión.

4. ¿Cuál es el valor de tensión eficaz en las instalaciones eléctricas de baja tensión?

Potencia

Como ya se ha estudiado, en corriente alterna existe potencia activa (P) y potencia reactiva (Q). Los conceptos de potencia están igualmente ligados a tensión e intensidad, pero previamente hay que definir el concepto de desfase.

En corriente alterna, la tensión y la intensidad están desfasadas entre sí. Esto es, no alcanzan su máximo valor (valor de pico) a la vez, sino que una lo alcanza antes que otra. Este desfase se representa por la letra griega phi (φ) y se mide en grados.

Desfase tensión-intensidad

Diagrama fasorial tensión-intensidad

Matemáticamente, la potencia activa en un sistema monofásico se define como: