ud6. Circuito de CA y Potencia

7/23/2019 ud6. Circuito de CA y Potencia

http://slidepdf.com/reader/full/ud6-circuito-de-ca-y-potencia 1/58

Técnico en Montaje y Mantenimientode Instalaciones de Frío,

Climatización y Producción de Calor

6Circuitos de C.A.Potencia y Energía

F O R M A C I ‡ N P R O F E S I O N A L A D I S T A N C I A

U n i d a d

CICLO FORMATIVO DE GRADO MEDIO

MÓDULOElectrotecnia



Título del Ciclo: TÉCNICO EN MONTAJE Y MANTENIMIENTO DE INSTALACIONES DE FRÍO,CLIMATIZACIÓN Y PRODUCCIÓN DE CALOR

Título del Módulo: ELECTROTECNIA

Dirección: Dirección General de Formación Profesional.Servicio de Formación Profesional y Aprendizaje Permanente.

Dirección de la obra:Alfonso Gareaga HerreraAntonio Reguera GarcíaArturo García FernándezAscensión Solís FernándezJuan Carlos Quirós QuirósLuis María Palacio JunqueraManuel F. Fanjul AntuñaYolanda Álvarez Granda

Coordinación de contenidos del ciclo formativo: Javier Cueli Llera

Autor: Romualdo Pérez Fernández

Desarrollo del Proyecto: Fundación Metal Asturias

Coordinación:Javier Maestro del EstalMonserrat Rodríguez Fernández

Equipo Técnico de Redacción:Alfonso Fernández MejíasRamón García RosinoLuis Miguel Llorente Balboa de SandovalJosé Manuel Álvarez Soto

Estructuración y desarrollo didáctico:Isabel Prieto Fernández Miranda

Diseño y maquetación:Begoña Codina GonzálezAlberto Busto MartínezMaría Isabel Toral AlonsoSofía Ardura Gancedo

Colección:Materiales didácticos de aula

Serie:Formación Profesional Específica

Edita:Consejería de Educación y CienciaDirección General de Formación ProfesionalServicio de Formación Profesional y Aprendizaje Permanente

ISBN: 84-690-1473-0Depósito Legal: AS-0593-2006

Copyright:© 2006. Consejería de Educación y CienciaDirección General de Formación ProfesionalTodos los derechos reservados.

La reproducción de las imágenes y fragmentos de las obras audiovisuales que se emplean en los diferentes documentos y soportes deesta publicación se acogen a lo establecido en el artículo 32 (citas y reseñas) del Real Decreto Legislativo 1/2.996, de 12 de abril, ymodificaciones posteriores, puesto que “se trata de obras de naturaleza escrita, sonora o audiovisual que han sido extraídas dedocumentos ya divulgados por vía comercial o por Internet, se hace a título de cita, análisis o comentario crítico, y se utilizan solamentecon fines docentes”.

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Queda prohibida la venta de este material a terceros, así como la reproducción total o parcial de sus contenidos sin autorización expresade los autores y del Copyright.



U n i d a d Circuitos de C.A.

Potencia y Energía 6

3

Objetivos ............................................................................................ 4

Conocimientos ..................................................................................... 5

Introducción ........................................................................................ 6

Contenidos generales ........................................................................... 6

Potencia y energía en A.C. ................................................................ 7

Aplicación práctica en las instalaciones eléctricas ............................. 20

Medida de la potencia y la energía activa .......................................... 33

Ideas sobre facturación eléctrica ....................................................... 40

Resumen de contenidos........................................................................ 47

Autoevaluación .................................................................................... 49

Respuestas de actividades . ................................................................... 51

Respuestas de autoevaluación .............................................................. 55

Sumario general



4

ódulo: Electrotecnia

T é c n

i c o e n M o n t a j e y M a n t e n i m i e n t o

d e I n s t a l a c i o n e s d e F r í o ,

C l i m a

t i z a c i ó n y P r o d u c c i ó n d e C a l o r

Al finalizar el estudio de esta unidad serás capaz de:

Distinguir entre potencia y energía. Diferenciar entre potencias activa, reactiva y aparente.

Comprender e interpretar el concepto de factor de potencia.

Realizar con precisión y seguridad el conexionado de un sistema de medida básico.

Valorar la previsión de potencia de una instalación o circuito eléctrico, a partir de

los receptores instalados.

Distinguir potencia instalada, nominal y contratada.

Entender la estructura de una factura eléctrica.

Objetivos





5

aCONCEPTOSS

• Potencia y energía.

• Potencias activa, reactiva y aparente.

• Factor de potencia.

• Compensación del factor de potencia.• Valores nominales de la aparamenta eléctrica.

• Potencias instalada y nominal.

• Factores de simultaneidad y utilización.

• Bobinas amperimétrica y voltimétrica de los aparatos de medida..

• Términos de potencia y de energía.

PROCEDIMIENTOS SOBRE PROCESOS Y SITUACIONESS

• Realizar con precisión y seguridad el conexionado de un sistema de medida básico.

• Determinar la potencia y corriente nominales de un circuito o instalación, a partir

de los receptores instalados.

• Determinar la sección de un circuito o instalación.

• Interpretar una factura eléctrica en BT.

ACTITUDESS

• Cumplir los procedimientos y normas de seguridad de los laboratorios y talleresdonde se realizan los ensayos.

• Respetar la legislación vigente en lo referente a facturación eléctrica.

Conocimientos que deberías adquirir



6


T é c n



C l i m a


Contenidos generales

En la unidad anterior nos introducimos en el mundo de los circuitos e instalaciones de co-

rriente alterna, que son de forma general los predominantes en la actualidad. En ella estu-

diamos las características fundamentales y los diversos tipos de receptores eléctricos que

existen, analizando detalladamente los desfases tensión-corriente y la forma de calcular

intensidades, siendo la resistencia, la reactancia y la impedancia los puntos de partida.

En realidad esta forma de análisis no es práctica, es muy teórica y no responde al métodode valoración y diseño de instalaciones que realmente se utiliza. La verdadera referencia

nominativa, tanto de un receptor como de una instalación, es la potencia consumida

(kilowatios) y atendiendo a ella diferenciamos unos receptores de otros. Ten en cuenta

que si necesitas una bombilla, te preguntas cuál ha de ser su potencia (60 W, 100 W,

etc.); pero no te preguntas cuál ha de ser su impedancia. La potencia es por tanto, el pun-

to de partida para valorar y diseñar todo lo relacionado con instalaciones eléctricas.

En esta unidad estudiaremos los distintos tipos de potencia en las instalaciones eléctricasen AC. Además valorando estas potencias veremos cómo diseñar los conductores de ali-

mentación, cómo conseguir que las instalaciones industriales sean económicamente más

rentables, cómo realizar mediciones de potencia y de energía y finalmente, cómo están

estructuradas las facturas eléctricas en BT.

Introducción





7

Hasta ahora hemos estudiado la potencia y la energía de forma genérica y vistosu aplicación en los circuitos de corriente continua (CC). En ellos, al circular in-tensidad de corriente por una resistencia, ésta transforma la energía que absor-

be de la fuente del circuito en calor y lo disipa al ambiente. Este fenómeno re-cibe el nombre de ≈Efecto Joule∆ y tiene muchas aplicaciones prácticas.

Sin embargo en los circuitos de corriente alterna, la energía y las transfor-maciones energéticas no son tan sencillas. Conviven aquí más tipos deenergía y de potencia, siendo su análisis más complejo. Vamos a ver en estasección los diferentes tipos de energía y potencia presentes en los circuitosde alterna (AC), así como sus aplicaciones.

Relación general entre energía y potencia

Como ya sabes, todos los dispositivos y procesos de

cualquier tipo necesitan consumir energía para poder

funcionar. Unos se diferencian de otros en la forma de

obtener dicha energía; un motor de gasolina la obtiene

de la combustión de este hidrocarburo; un motor eléc-

trico la obtiene gracias a la coexistencia de la tensión-

corriente; el cuerpo humano la consigue de los alimen-tos mediante procesos metabólicos; etc. Después, se-

gún los procesos, estos tipos de energía se transforman

en otros tipos de energía distintos.

∂Recuerdas cuál es la unidad de energía en el Sistema

Internacional de unidades? Es el Julio (J) en honor a Ja-

mes Prescott Joule.

∂Cómo podríamos cuantificar un proceso en el que se produce o consume energía? En

principio podríamos pensar en utilizar la cantidad de energía consumida o generada,

pero sería poco útil dado que, por ejemplo en un proceso con generación de energía,

James Prescot Joule.

Potencia y energía en AC



8


T é c n



C l i m a


ésta aumenta a cada segundo. Sería mucho más eficiente cuantificar la cantidad de ener-gía generada en un intervalo de tiempo, es decir la energía por unidad de tiempo. De

esta idea nace la definición de potencia:

Cuando se comparan dos procesos, el que consume o genera más energía por unidad de

tiempo, es el más potente. Por ejemplo, un Fórmula 1 es más potente que un Seat Panda,porque el motor transmite al eje de giro mucha más energía de movimiento (trabajo)energía de movimiento (trabajo)energía de movimiento (trabajo)energía de movimiento (trabajo) por

segundo.

De una forma alternativa también podemos definir la potencia como el ritmo al que fluye

y se transforma la energía.

La potencia y la energía activa

Los receptores eléctricos son elementos capaces de aportar energía a su entorno. Esta

energía es fundamentalmente de tres tipos:

Energía de movimiento (trabajo).(trabajo).(trabajo).(trabajo).

Energía calorífica.

Energía luminosa.

Ahora bien, para producir energía en forma de movimiento, luz o calor, deben de absor-

ber de la red eléctrica una energía eléctrica capaz de ser transformada. Esta energía se

llama energía activaenergía activaenergía activaenergía activa y su cuantificación por unidad de tiempo es la potencia activa.potencia activa.potencia activa.potencia activa. La

fórmula que las relaciona es la siguiente:

DDDDONDEONDEONDEONDE

P:P:P:P: Potencia en watios (W)

W:W:W:W: Energía en Julio (J)

T:T:T:T: Tiempo en segundos (s)


P:P:P:P: Potencia activa en watios (W) o en kilowatios (kW)

t:t:t:t: Tiempo en horas (h)

WWWWPPPP:::: energía activa en kilowatios • hora (kWh)

[ ] [ ]sW JtPW t

W P

tiempo

energía potencia ⋅=→⋅=⇒=⇒=

Cuando se comparan varios procesos, aquél que consume o genera más energía por

segundo, es el más potente.

tPP

W t

PWP ⋅=⇒=





9

Esta energía y potencia activas son las que ya estudiaste en los circuitos de CC. ∂Te has

fijado en cuál es la unidad de energía activa? El kWh es la unidad de energía activa.El kWh es la unidad de energía activa.El kWh es la unidad de energía activa.El kWh es la unidad de energía activa. Si

analizas un recibo de la luz comprobarás que la cantidad de kWh consumidos es real-

mente por lo que pagamos.

c t i v i d a d

a Un instalación eléctrica presenta una potencia activa de10 kW. ∂Cuánta energía activa consume en un día? Si el kWh

cuesta 8 céntimos de euro, ∂cuánto se pagaría al mes por suconsumo energético?

1



10


T é c n



C l i m a


Los elementos de los circuitosque consumen potencia acti-

va son las resistencias. Toda

la energía activa eléctrica que

absorben de la red, la trans-

forman en energía calorífica

por ≈Efecto Joule∆.

Este fenómeno se emplea

habitualmente en cocinas

eléctricas, vitrocerámicasconvencionales, hornos, ven-

tiladores de aire caliente, sis-

temas de desescarche, etc.

(Fig.1).

c t i v i d a d

a

Para hornear una pizza se necesitan 20 minutos según las ins-trucción de cocción indicadas en el envase. Si disponemos deun horno de 2 kW de potencia, ∂cuántas kcal absorberá lapizza para calentarse y cocinarse?

Recuerda que:

1J = 0,24 calorías 1J = 1 W•s

2

Fig. 1: Las resistencias consumen energía y potencia activa.

La potencia activa es la potencia eléctrica capaz de transformarse en movimiento o

en calor, y es por tanto una potencia útil.La potencia activa se consume en las resistencias.





11

La potencia y la energía reactiva

En unidades didácticas anteriores hemos visto que las bobinas eléctricas crean un campo

magnético que evidentemente necesita energía para existir. La energía reactivaenergía reactivaenergía reactivaenergía reactiva es la que

absorben las bobinas para mantener sus campos magnéticos y no se puede transformarno se puede transformarno se puede transformarno se puede transformar ni

en movimiento ni en calor.

∂Sabrías ahora diferenciar entre energía activa y energía reactiva?

La cuantificación de energía reactiva por unidad de tiempo es la potencia reactpotencia reactpotencia reactpotencia reactiiiiva.va.va.va. Esta

potencia por convenio se mide en voltioamperios reactivos (VAr).La fórmula que relaciona las dos magnitudes es la siguiente:

Las bobinas consumen, pues, energía-potencia reactiva pero ∂existe algún elemento que

la genere? La respuesta es sí, los condensadores son capaces de generargenerargenerargenerar energía-potencia

reactiva y entregarla a la red eléctrica, o bien a las bobinas de la instalación. Fíjate en el

esquema representado en la figura 2.


Q:Q:Q:Q: Potencia reactiva en voltiamperios reactivos (VAr)o en kilovoltioamperios reactivos (kVAr)

t:t:t:t: Tiempo en horas (h)

WWWWQQQQ:::: energía reactiva en voltiamperios reactivos • hora(VArh) o en kilovoltioamperios reactivos • hora(kVArh)

tQW t

W Q Q

Q⋅=⇒=

Fig. 2: Potencia reactiva (Q) en bobinas y condensadores.



12


T é c n



C l i m a


El consumo de potencia reactiva es perjudicial para las instalaciones eléctricas; piensaque esto implica una intensidad de corriente mayor y por lo tanto mayores caídas de

tensión a la vez que elevados calentamientos en los conductores.

Sin embargo, recuerda que el mundo electrotécnico es inductivo (motores, transformado-

res, líneas, etc.) lo que supone consumos de potencia reactiva importantes que se deben

atenuar de alguna forma, como veremos más adelante.

La potencia total o aparente

Un receptor inductivo se representa por un circuito equivalente formado por una resis-

tencia y una bobina. Tal y como hemos visto en

los apartados anteriores el receptor consume

potencia activa (P) en la resistencia y potenciareactiva (Q) en la bobina (Fig. 3).

∂Cuál es la relación entre ambas potencias?

∂Cuál es la potencia total absorbida por el recep-

tor? Esta potencia total recibe el nombre de potepotepotepoten-n-n-n-

cia aparcia aparcia aparcia aparente (S)ente (S)ente (S)ente (S) y se mide en voltioamperios (VA).

La relación entre las tres potencias, activa, reac-

tiva y aparente, viene dada por un triángulo rec-

tángulo semejante al triángulo óhmico. Observa

la figura 4.


P:P:P:P: Potencia activa en W o kW

Q:Q:Q:Q: Potencia reactiva en VAr o kVAr

S:S:S:S: Potencia aparente en VA o kVA

ϕ ϕϕ ϕ:::: Ÿngulo característico del receptor

La bobinas consumen potencia reactiva para mantener el campo magnético. Esta

energía no se puede transformar ni en movimiento ni en calor.

Fig. 3: Los receptores inductivosconsumen P y Q.

Fig. 4: Triángulo de potencia.





13

Evidentemente podemos establecer ahora las relaciones trigonométricas inmediatas delos triángulos rectángulos con lo que ya tendremos relacionadas las potencias.

Relación entre las potencias, la tensión y la corriente

En los circuitos de corriente alterna, AC, la potencia total absorbida (aparente) es el pro-

ducto del valor eficaz de la tensión (V) por el valor eficaz de la intensidad de corriente (I).

Si utilizamos las expresiones trigonométricas que hemos obtenido en el apartado anteriorpara la potencia activa (P) y para la potencia reactiva (Q) y las combinamos con esta úl-

tima expresión, obtenemos las fórmulas más utilizadas de la electrotecnia actual.

Recuerda que el ángulo φ es el que caracteriza a un receptor, es decir el ángulo entre losel ángulo entre losel ángulo entre losel ángulo entre los

fasfasfasfasooooresresresres VVVV eeee IIII....

P

Q

tg

senSQ S

Q sen

cosSP S

P cos

QPS 22

=

⋅=⇒=

⋅=⇒=

+=

ϕ

ϕ ϕ

ϕ ϕ

IVS ⋅=

[ ]

[ ]VAr senIVsenSQ

W cosIVcosSP

ϕ ϕ

ϕ ϕ

⋅⋅=⋅=

⋅⋅=⋅=

En la práctica la potencia activa (P), es el dato de partida del que disponemos en la

mayoría de receptores eléctricos: hornos de 2 kW, motor de 7,5 kW, bombilla de

100 W, etc.



14


T é c n



C l i m a


Concepto de factor de potencia

Ya hemos estudiado que un receptor inductivo absorbe energía-potencia activa y reacti-

va. Dicho de otra forma, absorbe una parte de energía-potencia transformable en movi-

miento o en calor (activa o útil) y otra parte no transformable (reactiva y no útil).

Existe una magnitud muy importante, el factor de potencia, que mide en tanto por 1 la re-

lación entre la potencia activa (P) y la potencia total o aparente (S). Tenemos entonces que:

Puesto que el factor de potencia es un coseno, su valor está comprendido entre 0 y 1,

ambos inclusive, y además es adimensional.

Analicemos ahora cuáles son los factores de potencia (fdp) de los distintos tipos de recep-

tores eléctricos. Utilizaremos las fórmulas correspondientes a la potencia activa y a la

potencia reactiva, P y Q, respectivamente.

c t i v i d a d

a Determina las potencias consumidas por un receptor cuyodiagrama fasorial es el siguiente: 3

ϕ cosS

P fdp ==

1cos0 ≤≤





15

o Resistencia

En el caso de una resistencia el ángulo característico es φ = 0≥, puesto que I se encuentra

en fase con V.

Como puedes observar una resistencia no consume potencia reactiva (Q = 0), luego toda

la potencia consumida es potencia activa, por lo que S = P. Por lo tanto el factor de po-

tencia, como ya habrás adivinado es igual a 1.

o Bobina ideal

Una bobina ideal es aquélla cuyo ángulo característico es φ = 90≥, es decir que I retrasa

90≥ con V.

El devanado no tiene resistencia y el núcleo aunque sea ferromagnético no se calienta

(por tratarse de una bobina ideal), luego no se consume ninguna potencia activa trans-

formable en calor, únicamente se consume potencia reactiva. El factor de potencia en

este caso es igual a cero.

o CondensadorEn un condensador el ángulo característico es φ = 90≥, correspondiente a I en adelanto

90≥ con V

Los condensadores prácticamente no se calientan, luego no consumen potencia activa, P.

El factor de potencia también en este caso es igual a 0.

[ ]

[ ]VAr 00ºsenIVsenSQ

W IV0ºcosIVcosSP

=⋅⋅=⋅=

⋅=⋅⋅=⋅=

ϕ

ϕ

1PP

SP

cosfdp ==== ϕ

[ ]

[ ]VAr IV90ºsenIVsenSQ

W 090ºcosIVcosSP

⋅=⋅⋅=⋅=

=⋅⋅=⋅=

ϕ

ϕ

0S0

SP

cosfdp ==== ϕ

[ ]

[ ]VAr IV90ºsenIVsenSQ

W 090ºcosIVcosSP

⋅=⋅⋅=⋅=

=⋅⋅=⋅=

ϕ

ϕ

0S0

SP

cosfdp ==== ϕ



16


T é c n



C l i m a


o Receptor inductivo

Sea un receptor en el que I retrasa φ≥ con V. El elemento consume en este caso tanto

potencia activa como reactiva, luego:

El cosφ está comprendido entre 0 y 1. ∂De qué elemento receptor se trataría si el factor

de potencia fuese igual a 1? ∂Y si fuese igual a 0? Si fdp fuese igual a 1, se trataría de una

resistencia y si fuese igual a 0 sería una bobina ideal.

En la Tabla 1, podemos ver un resumen de lo visto hasta ahora.

RRRRECEPTORECEPTORECEPTORECEPTOR CCCCIRCUITOIRCUITOIRCUITOIRCUITO EEEEQUIVALENTEQUIVALENTEQUIVALENTEQUIVALENTE ŸŸŸŸNGULONGULONGULONGULO CCCCARACTER‹STICOARACTER‹STICOARACTER‹STICOARACTER‹STICO

(D(D(D(DESFASEESFASEESFASEESFASE IIII CONCONCONCON VVVV))))PPPPOTENCIASOTENCIASOTENCIASOTENCIAS

FFFFDPDPDPDP (cos(cos(cos(cosφ))))

ResistenciaResistenciaResistenciaResistenciaR

0≥

VI

Consume PNo consume Q

1

Bobina idealBobina idealBobina idealBobina ideal XL

90≥ en retraso

V

I

No consume PConsume Q

0

CondensadorCondensadorCondensadorCondensadorX

C

90≥ en adelanto

V

I

No consume PCede Q

0

InductivoInductivoInductivoInductivoR X

L

φ≥ en retraso

ϕ

V

I

Consume PConsume Q

Entre0 y 1

1cos0 S

P cosfdp <<⇒== ϕ ϕ

El fdp mide, en tanto por 1, la parte de potencia que se aprovecha en las instalacio-

nes eléctricas. El fdp ideal es 1, porque supone que toda la potencia absorbida se

puede aprovechar para transformarla en movimiento o calor.

Tabla 1: Características de distintos elementos receptores.





17

c t i v i d a d

a Un receptor presenta las siguientes características en su placa:

5 kW

230 V

cos ϕ = 0,70

Determina la intensidad que consume, las potencias que ab-sorbe y su diagrama vectorial.

4



18


T é c n



C l i m a


c t i v i d a d

a Una electroválvula o válvula solenoide está formada, como yasabes, por una bobina similar a la de un contactor. En un catá-logo de válvulas podemos ver las siguientes características:

a. Como puedes ver, todas las bobinas de las válvulas consu-men 10 W ∂por qué, si son bobinas?

b. ∂Cuál es el fdp de éstas?c. ∂Qué intensidad consume la bobina de 115 V?

5





19

Interpretación del factor de potencia

El fdp es una magnitud fundamental y muy vigilada en las instalaciones eléctricas. Como

ya vimos el fdp ideal es 1, porque supone que toda la potencia absorbida será potencia

activa. Además el fdp = 1, presenta otra gran ventaja.

Vamos a comparar dos instalaciones de igual potencia activa, pero con distinto fdp.

IIIINSTALACIONES DENSTALACIONES DENSTALACIONES DENSTALACIONES DE IIIIGUALGUALGUALGUAL PPPPOTENCIAOTENCIAOTENCIAOTENCIA AAAACTIVA YCTIVA YCTIVA YCTIVA Y DDDDISTINTO FDPISTINTO FDPISTINTO FDPISTINTO FDP Instalación 1Instalación 1Instalación 1Instalación 1 230 V

4,6 kWcos ϕ = 0,5

La corriente consumida es:

Instalación 2Instalación 2Instalación 2Instalación 2

230 V

4,6 kW

cos ϕ = 1

La corriente consumida es:

A201V230

W4.600

cosV

P I =

⋅=

⋅=

ϕ

Observa que la instalación 1 necesita 40 A para consumir 4,6 kW, mientras que la

instalación 2 consigue la misma P con tan solo 20 A. Esto se debe a que la instala-

ción 1 consume mucha potencia reactiva (Q) al tener un fdp = 0,5 (que es un valormuy bajo) y, esta potencia reactiva es potencia no aprovechable que se debe inten-

tar atenuar.

En la práctica, un fdp bajo implica un consumun fdp bajo implica un consumun fdp bajo implica un consumun fdp bajo implica un consumo de corriente elevado,o de corriente elevado,o de corriente elevado,o de corriente elevado, lo que repercute en

importantes caídas de tensión y pérdidas caloríficas elevadas en los conductores. Además

está penalizado por la ley ya que las empresas eléctricas pueden cobrar un recargo a los

clientes con bajo fdp.

Las instalaciones eléctricas deben de procurar tener un factor de potencia próximo a 1,para consumir menos intensidad, desperdiciar menos energía en calentamientos y

beneficiarse de bonificaciones en la facturación.

A400,5V230W4.600

cosVP I =

⋅=

⋅=

ϕ



20


T é c n



C l i m a


Cuando te acercas a una tienda para comprar una bombilla no pides unabombilla de 500 Ω de resistencia, ya que lo más probable es que no entien-dan lo que quieres, la pides de 60, 100 o 200 W; es decir, la pides por su

potencia activa. La característica técnica fundamental de cualquier disposi-tivo eléctrico y piedra angular del diseño electrotécnico es la potencia, prin-cipalmente la activa.

En el caso de los motores, este dato de potencia puede corresponder a la po-tencia activa absorbida de la red o a la potencia mecánica cedida al eje degiro (esta última se expresa en caballos de vapor, CV). Cuando se trata delos transformadores y los generadores, que entregan a la carga energía eléc-trica, la potencia nominal suele ser la aparente, por ejemplo se habla de untransformador de 500 kVA.

En esta sección vamos a ver que en el diseño de una instalación eléctrica,evaluar la potencia activa total necesaria es el primer paso del proyectista.Posteriormente habrá que determinar la sección de los conductores de todoslos circuitos y, en el caso de instalaciones industriales o comerciales de en-vergadura, analizar si es necesario compensar el factor de potencia median-te condensadores.

Valores nominales de la aparamenta eléctricaLa aparamenta eléctrica se define a partir de los valores asignados a algunas de sus mag-

nitudes funcionales: tensión, corriente, potencia, frecuencia... Estos valores son los lla-

mados valores nominales o asignados.valores nominales o asignados.valores nominales o asignados.valores nominales o asignados. El valor nominal es el recomendado por el fabri-

cante en sus características técnicas.

Veamos el siguiente ejemplo.

Interpretemos los valores nominales eléctricos del compresor seleccionado en las si-

guientes tablas, extractadas de un catálogo de compresores (motores) Danfoss.

Aplicación práctica en las instalaciones eléctricas





21

El compresor seleccionado es el modelo MT/MTZ 22 JCMT/MTZ 22 JCMT/MTZ 22 JCMT/MTZ 22 JC para refrigerante R22 (los que

figuran en la parte derecha de la tabla, son trifásicos).

Tensión y frecuencia nominales.Tensión y frecuencia nominales.Tensión y frecuencia nominales.Tensión y frecuencia nominales. En la primera tabla podemos comprobar que la

tensión nominal del compresor es 230 V. Conectado a esta tensión se encuentra

en situación óptima y puede alcanzar sus mejores prestaciones.No obstante hay un cierto margen de tolerancia (de 207 a 253 V), en ese rango el

motor funcionará pero no tan bien como a 230 V. La frecuencia nominal es 50 Hz.

Potencia y corriente nominal.Potencia y corriente nominal.Potencia y corriente nominal.Potencia y corriente nominal. Conectado a su tensión nominal (230 V), el motor

podría llegar a alcanzar su punto de funcionamiento nominal,punto de funcionamiento nominal,punto de funcionamiento nominal,punto de funcionamiento nominal, donde absorbe de la

red una potencia activa de 0,63 kW y una intensidad de 3,31 A.

En estas condiciones, el motor puede trabajar indefinidamente sin calentamientos

excesivos y refrigerando de forma adecuada.

Fig. 5: Detalle de un catálogo de compresores Danfoss.



22


T é c n



C l i m a


c t i v i d a d

a Determina el factor de potencia (fdp) del compresor anterior,cuando éste trabaja en el punto nominal6





23

Determinación de la potencia nominal de una instalación

En una instalación eléctrica los receptores se agrupan formando circuitos,circuitos,circuitos,circuitos, de tal forma que

los receptores que pertenecen a un mismo circuito tengan una característica en común.

Es habitual diferenciar los circuitos de alumbrado de los circuitos de fuerza; estos últimos

engloban circuito de tomas de tensión (enchufes), circuito de calefacción, circuito de aire

acondicionado, etc.

En la siguiente tabla se recogen los distintos tipos de circuitos de una vivienda de grado

de electrificación básico según la ITC-BT-25 del REBT.

C1C1C1C1 Circuito de distribución interna, destinado a alimentar los puntos de iluminación.

C2C2C2C2 Circuito de distribución interna, destinado a tomas de corriente de uso general y frigorífico.

C3C3C3C3 Circuito de distribución interna, destinado a alimentar la cocina y el horno.

C4C4C4C4 Circuito de distribución interna, destinado a alimentar la lavadora, lavavajillas y termo eléctrico.

C5C5C5C5 Circuito de distribución interna, destinado a alimentar tomas de corriente de los cuartos debaño, así como las bases auxiliares del cuarto de cocina.

El cálculo de la potencia necesaria (nominal) de un circuito estaría sobredimensionado sise sumasen las potencias de todos los receptores. Para hacerlo más acorde con la reali-

dad hay que tener en cuenta los siguientes factores:

Los receptores de los circuitos, ∂están conectados todos a la vez? Evidentemente

no. Tienes un buen ejemplo en tu casa. El horno, la vitrocerámica y el microondas

no están funcionando casi nunca simultáneamente;simultáneamente;simultáneamente;simultáneamente; las luces tampoco y muchos

enchufes seguro que están libres. Para evaluar esta cuestión, el REBT define un faun faun faun fac-c-c-c-

tor de simultaneidad (Fs)tor de simultaneidad (Fs)tor de simultaneidad (Fs)tor de simultaneidad (Fs) para cada tipo de circuito.

Los receptores de los circuitos, ∂están funcionando a máxima potencia? No siempre

que se cocina están los fogones conectados al máximo, ni el horno, ni el microon-

das a tope, ni la calefacción (en caso de que fuese eléctrica), ni el aire acondicio-

nado, etc. Para evaluar esta cuestión, el REBT define un factor de utilización (Fu)factor de utilización (Fu)factor de utilización (Fu)factor de utilización (Fu)

para cada tipo de circuito.

Teniendo en cuantos estos factores, la potencia nominalpotencia nominalpotencia nominalpotencia nominal de un circuito se calcula de la

siguiente forma:

donde la potencia instaladapotencia instaladapotencia instaladapotencia instalada es la suma de las potencias nominales de todos los recepto-res del circuito.

Tabla 2: Circuitos de una vivienda con grado de electrificación básico.

USinstaladanominal FFPP ⋅⋅=



24


T é c n



C l i m a


En la Tabla 3, extraída del REBT, puedes ver los valores de estos factores, la potenciaprevista por toma y la sección mínima de los conductores, que se deben aplicar en vi-

viendas.

Circuitode

utilización

Potenciaprevista

por toma(W)

Factorsimulta-

neidad (Fs)

Factorutilización(Fu)

Tipode

toma (7)

Interrup-tor auto-

mático (A)

Máximo n≥de puntos deutilización o

tomas porcircuito

Conducto-res sección

mínimamm2 (5)

C1 Ilumi-

nación

200 0,75 0,5 Punto de luz (9) 10 30 1,5

C2 Tomasde usogeneral

3.450 0,2 0,25 Base 16A 2p+T 16 20 2,5

C3 Cocinay horno

5.400 0,5 0,75Base 25A

2p+T25 2 6

C4 Lavado-ra, lavava-

jillas ytermo

eléctrico

3.450 0,66 0,75

Base 16A 2pt+Tcombinadas

con fusibles ointerruptores

automáticos de

16A(8)

20 3 4 (6)

C5 Baño,cuarto decocina

3.450 0,4 0,5 Base 16A 2p+T 16 6 2,5

C8 Cale-facción

(2) — ƒ ƒ 25 ƒ 6

C9 Aireacondici-

nado(2) — ƒ ƒ 25 ƒ 6

C10 Seca-dora

3.450 1 0,75 Base 16A 2p+T 16 1 2,5

C11 Auto-matización

(4) — ƒ ƒ 10 ƒ 1,5

Tabla 3: Características eléctricas de los circuitos de una vivienda.





25

En el ejemplo anterior el factor de simultaneidad Fs es igual a 0,2.

Esto significa que el REBT considera que simultáneamente solo están conectados el 20%

de los enchufes.

A su vez, el factor de utilización Fu es igual a 0,25, lo cual significa que se considera quelos enchufes están trabajando a un 25% de su máxima potencia (3.450 W).

Para otro tipo de instalaciones, los factores Fs y Fu, son normalmente criterio del pro-

yectista.

Una vivienda presenta 12 enchufes de uso general formando el circuito C2. De-

terminar la potencia y la intensidad nominal de este circuito.

Si consultas la Tabla 3 comprobarás que la potencia prevista para cada enchufe

(toma de uso general) es de 3.450 W. Si hay 12 enchufes la potencia instalada o

potencia total del circuito:

La potencia nominal teniendo en cuenta el factor de simultaneidad (Fs) y el fac-

tor de utilización (Fu) se calcula:

Finalmente la intensidad nominal del circuito se calcula:

Ejemplo

W41.400123.450Pinstalada =⋅=

W2.0700,250,241.400FuFsPP instaladanominal =⋅⋅=⋅⋅=

A91230

2.070 cosVP I =

⋅=

⋅=

ϕ

Una vez calculada la potencia nominal de cada circuito, la sumamos y obtenemos la

potencia nominal de instalación.



26


T é c n



C l i m a


c t i v i d a d

a Determina la potencia y la intensidad nominal de un circuito devivienda tipo C4, para alimentar a la lavadora y al lavavajillas.7





27

Determinación de la sección de los conductores

Para determinar con seguridad la sección de los conductores de un circuito concreto o

de una instalación al completo, deben de cumplirse dos condiciones.

Primera condición.Primera condición.Primera condición.Primera condición. La intensidad nominal del circuito no debe superar la máxima sLa intensidad nominal del circuito no debe superar la máxima sLa intensidad nominal del circuito no debe superar la máxima sLa intensidad nominal del circuito no debe superar la máxima so-o-o-o-

portada por los cables.portada por los cables.portada por los cables.portada por los cables. Al circular intensidad por los conductores éstos se calientan por

efecto Joule y su temperatura aumenta considerablemente. Puesto que los conductores

están aislados, esta temperatura puede dañar a los aislantes (materiales plásticos),

haciendo que éstos pierdan sus propiedades dieléctricas. Fundamentalmente en Baja

Tensión (BT) hay dos tipos de materiales aislantes, que podemos ver en la Tabla 4.

TTTTIPOS DEIPOS DEIPOS DEIPOS DE AAAAISLANTES PARAISLANTES PARAISLANTES PARAISLANTES PARA BBBBAJAAJAAJAAJA TTTTENSI‡NENSI‡NENSI‡NENSI‡N

Tipo de aiTipo de aiTipo de aiTipo de aisssslantelantelantelante Temperatura máxima (≥C)Temperatura máxima (≥C)Temperatura máxima (≥C)Temperatura máxima (≥C)

Aislantes comerciales más habitualesAislantes comerciales más habitualesAislantes comerciales más habitualesAislantes comerciales más habituales

TermoplásticosTermoplásticosTermoplásticosTermoplásticos 70

Policloruro de vinilo (PVC)Poleolefina (Z)

TeTeTeTermoestablesrmoestablesrmoestablesrmoestables 90Polietilieno reticulado (XLPE)Etinelo propileno (EPR)

El criterio que se emplea para determinar la máxima intensidadmáxima intensidadmáxima intensidadmáxima intensidad que puede circularpor un conductor indefinidamente, es la temperatura máxima soportada por el ais-

lante. En la tabla 5 se recogen parte de los datos referentes a intensidades máximas

admisibles para conductores de cobre, según el tipo de aislante y para instalación

bajo tubo empotrado y bajo tubo en montaje superficial, extraídos de la instrucción

ITC-BT-19 del REBT.

Tabla 4: Tipos de aislantes en BT.

Tabla 5: Intensidades máximas admisibles (A).



28


T é c n



C l i m a


⋅Ω

m

mm2

La columna que está enmarcada (columna 5), corresponde a una instalación mono-fásica bajo tubo, cables aislados con PVC (columna 2xPVC) y unipolares (Fila B).

Para un cable unipolar de estas características y de 10 mm2 de sección, comprue-

ba en al tabla que la intensidad máxima admisible es de 50 A.

Segunda condición. La caída de tensión no puede superar el máximo valor reglSegunda condición. La caída de tensión no puede superar el máximo valor reglSegunda condición. La caída de tensión no puede superar el máximo valor reglSegunda condición. La caída de tensión no puede superar el máximo valor regla-a-a-a-

mentario.mentario.mentario.mentario. En la unidad anterior estudiamos el concepto de caída de tensión en una

instalación eléctrica y vimos que el REBT la limita a un 5% para circuitos de uso

general y un 3% para circuitos de alumbrado. Combinando la fórmula de la caída

de tensión con la fórmula de la potencia activa, obtenemos

Una opción muy interesante para calcular caídas de tensión la puedes encontrar en lasiguiente dirección URL:

http://endrino.cnice.mecd.es/~jhem0027/lineas/programalinea/programa.htm


∆∆∆∆V:V:V:V: Caída de tensión (V) ρ ρρ ρ:::: Resistividad del conductor

L:L:L:L: Longitud de los conductores (m)

S:S:S:S: Sección de los conductores (mm2)

I:I:I:I: Intensidad nominal (A) P:P:P:P: Potencia activa nominal (W)

V:V:V:V: Tensión nominal

coscoscoscos ϕ ϕϕ ϕ:::: Factor de potencia

SV

PL2

S

coscosV

P L

S

cosIL2 V

cosVP

I

⋅

⋅⋅⋅=

⋅⋅

⋅⋅⋅

=⋅⋅⋅⋅

=∆

⋅=

ρ ϕ

ϕ ρ

ϕ ρ

ϕ

2





29

Estudiemos el siguiente ejemplo:

Un motor monofásico de 8 kW y fdp 0,86 se instala a una distancia de 23 m de cuadrado

general de protección de la instalación. Los conductores son de cobre, unipolares e insta-

lados bajo tubo en montaje superficial.

Determinar la sección mínima reglamentaria para este circuito de alimentación al motor.

Solución:Solución:Solución:Solución: Los conductores deben satisfacer las condiciones 1 y 2.

Primera Condición. Máxima intensPrimera Condición. Máxima intensPrimera Condición. Máxima intensPrimera Condición. Máxima intensiiiidad admisible.dad admisible.dad admisible.dad admisible.

Si determinamos la intensidad nominal del motor:

Utilizando los datos recogidos en la Tabla 3 tenemos que buscar un conductor cuya in-

tensidad máxima admisible supere los 40 A, en las condiciones de instalación fijadas (fila

B; columna 5). Podemos ver que la mínima sección válida es 10 mm 2.

m

2mm 0,017Cu

⋅Ω= ρ

40A0,86230

8.000

cosV

P

I =⋅=⋅= ϕ



30


T é c n



C l i m a


Segunda Condición. Caída de teSegunda Condición. Caída de teSegunda Condición. Caída de teSegunda Condición. Caída de tennnnsión.sión.sión.sión.

La caída de tensión no puede superar el 5%, al ser un circuito de uso general. El

5% de 230 V

Operando con los 10 mm2 de sección mínima que obtuvimos en la condición primera:

Si utilizamos la aplicación web de la siguiente dirección URL, obtenemos el mismo

resultado.

http://endrino.cnice.mecd.es/~jhem0027/lineas/programalinea/programa.htm

La mínima sección reLa mínima sección reLa mínima sección reLa mínima sección reglamentaria que cumple ambas condiciones es 10 mmglamentaria que cumple ambas condiciones es 10 mmglamentaria que cumple ambas condiciones es 10 mmglamentaria que cumple ambas condiciones es 10 mm2222....

Compensación o mejora del factor de potencia

En las instalaciones eléctricas, sobre todo las industriales, hay muchos receptores induc-

tivos y el fdp es bajo, lo que supone un consumo excesivo de potencia reactiva y de in-

tensidad. Si conectamos uno o varios condensadores en la instalación, estos aportarán

parte de la potencia reactiva que los receptores inductivos necesitan, con lo que la po-

tencia reactiva consumida de la red disminuye, el factor de potencia aumenta y la inten-sidad disminuye. Veámoslo con un ejemplo práctico.

V11,5100

5 230 =⋅

Válido!¡ V11,5V2,7210230

8.000230,0172

SV

PL2 V ⇒<=

⋅

⋅⋅⋅=

⋅

⋅⋅⋅=∆ ρ





31

Supongamos una instalación muy inductiva formada por un motor con los si-

guientes consumos:

P =1 0 kW

cos φ = 0,5

Q = 17,3 kVAr

I = 87 A

En siguiente figura podemos ver el flujo de potencias en esta instalación en elcaso de que se conecte un condensador cuya potencia reactiva nominal sea de

15 kVAr.

De los 17,3 kVAr que necesita el motor, 15 kVAr los aporta el condensador ins-

talado; por lo tanto de la red eléctrica sólo es necesario extraer 2,3 kVAr.sólo es necesario extraer 2,3 kVAr.sólo es necesario extraer 2,3 kVAr.sólo es necesario extraer 2,3 kVAr. Al dis-

minuir el consumo de potencia reactiva, el ángulo φ disminuye, el fdp aumenta

y la intensidad disminuye.

En la siguiente tabla están recogidos todos los resultados (no hace falta que sepas

realizar los cálculos para obtener estos resultados ya que no está incluido en los

objetivos de este curso). Observa como el fdp aumenta de 0,5 a 0,97 y la inten-

sidad disminuye de 87 a 44,6 A.

InstalaciónInstalaciónInstalaciónInstalación P (kW)P (kW)P (kW)P (kW)

Q (kVAr)Q (kVAr)Q (kVAr)Q (kVAr) ϕ ϕϕ ϕ coscoscoscos ϕ ϕϕ ϕ I (A)I (A)I (A)I (A)

Motor 10 17,3 60≥ 0,5 87

Motor +Condensador 10 2,3 13≥ 0,97 44,6

Ejemplo



32


T é c n



C l i m a


En la práctica, los fabricantes de condensadores suministran tablas como la mostrada a con-tinuación (Tabla 6) en la que, partiendo del fdp de la instalación y del fdp que queremos

obtener, extraemos una constante K que multiplicada por la potencia activa, nos indica

cuanta potencia reactiva deben suministrar los condensadores que se instalan para com-

pensar ese factor de potencia. Veamos en el siguiente ejemplo cómo se utiliza esta tabla.

Tabla 6: Constante K para compensación de fdp.

Si disponemos de una instalación de 10 kW y fdp 0,70, y queremos mejorar este fac-

tor hasta 0,98, la constante K que obtenemos de la Tabla 7 es 0,82 (selección indicada

en la tabla 6). La potencia reactiva necesaria de los condensadores es por tanto:

Otra opción interesante para calcular la potencia reactiva necesaria, la puedes

encontrar en la siguiente dirección URL:

http://endrino.cnice.mecd.es/~jhem0027/fdp/fdp.htm

Ejemplo

kVAr8,20,82kW10KPcQ =⋅=⋅=

Introduciendo el fdp inicial, el fdp de-

seado y la potencia activa, la aplicación

web calcula la potencia reactiva nece-

saria en los condensadores.





33

Controlar la potencia y la energía activa consumidas por una instalación, nosólo tiene interés técnico sino también y en gran medida interés económico.No olvides que las compañías eléctricas nos venden energía y por tanto ne-

cesitan saber cuanta consumimos al mes.En este capítulo estudiaremos las características y el conexionado del watí-metro y del contador de kWh (energía activa); además repasaremos las ca-racterísticas principales de amperímetros y voltímetros.

Dejaremos para más adelante un estudio más detallado de la constitución in-terna y del principio de funcionamiento de todos estos dispositivos de medida.

El amperímetroEl elemento principal de un amperímetro es una bobina de sección elevadbobina de sección elevadbobina de sección elevadbobina de sección elevada y pocas espa y pocas espa y pocas espa y pocas espiiiirasrasrasras

(ésta es así con el fin de que su impedancia sea muy baja). La bobina recibe en nombre de

bobina amperimétrica,bobina amperimétrica,bobina amperimétrica,bobina amperimétrica, y su impedancia es despreciable frente

al resto de impedancias conectadas con ella en serie. Cuando

circula intensidad a través de la bobina, se produce interna-

mente un par de fuerzas que producen el giro de una aguja

indicadora, contrarestado por el par antagonista de un muelle.

El amperímetro dispone de una escala de intensidad sobre la

que se detiene la aguja indicadora señalando el valor eficazvalor eficazvalor eficazvalor eficaz dela intensidad que lo atraviesa. Con el fin de hacerlos más

flexibles, los amperímetros suelen disponer de varias esca-

las, siendo el borne 0 común a todas ellas.

El voltímetro

El voltímetro está constituido por una bobina de pequeña sde pequeña sde pequeña sde pequeña sección y muchas espirasección y muchas espirasección y muchas espirasección y muchas espiras (impe-

dancia muy alta). Esta bobina recibe en nombre de bobina voltimétrica,bobina voltimétrica,bobina voltimétrica,bobina voltimétrica, y su impedancia es

enorme frente al resto de impedancias conectadas con ella en paralelo.

Fig. 6: Amperímetro con escala de 10, 30 y 50 A.

Medida de la potencia y la energía activa



34


T é c n



C l i m a


Al igual que ocurre con el amperímetro, al paso de lacorriente se produce internamente un par de fuerzas que

producen el giro de la aguja indicadora, contrarestado

por el par antagonista de un muelle. La aguja indicadora

se detiene sobre el valor de una escala graduada que

corresponde al valor eficazvalor eficazvalor eficazvalor eficaz de la tensión en bornes del

voltímetro. Los voltímetros también suelen disponer de

varias escalas, siendo el borne 0 común a todas ellas.

El watímetro

Este aparato es capaz de medir la potencia activa de una

instalación o receptor monofásico. Recuerda la fórmula

de la potencia activa.

Podrás comprobar que para determinar P es necesario

conocer el valor eficaz de la tensión y la corriente.

De esto podemos deducir que para medir la potencia es

necesario realizar una lectura de tensión (voltímetro) y

una lectura de intensidad (amperimétro). Efectivamente el

watímetro, lleva integradas en su interior una bobina am-

perimétrica y una bobina voltimétrica (Fig. 8).

Para conexionar un watímetro, las bobinas voltimétrica y amperimétrica se deben de

conectar como si fuesen un voltímetro y un amperímetro por separado. Los bornes homó-

logos se deben unir entre sí, para que el borne 0 de la bobina voltimétrica se conecte al

conductor de fase, mediante un conductor de corta longitud llamado puente.puente.puente.puente. (Fig. 9).

Fig. 7: Amperímetro con escalade 125, 250 y 500 V.

cosIVP ⋅⋅=

Fig. 8: Watímetro con escala de50 A y 250 V.

Fig. 9: Conexionado del watímetro razonando a partir de un voltímetro y amperímetro.

Receptor

F

N

V

0

250 V

A0 50 A

Receptor

F

N

W

0

250 V

0 50 A

puente

Voltíme tro y amperímetr o WatimetroVolterímetro y amperímetro Watímetro

Puente

Receptor Receptor





35

El puente siempre debe de realizarse entre los bornes homólogos, de lo contrario el parde la aguja sería negativo y esta se desplazaría hacia la izquierda, con lo cual no se po-

dría realizar la lectura. Es posible que encuentres watímetros con más de 4 bornes, lo que

significa que alguna o ambas bobinas, incorporan más de una escala.

El equipo de medida básico en una instalación monofásica

Para realizar una medida casi completa a una instalación o receptor monofásico, el equipo de

medida básico está formado por:

Voltímetro:Voltímetro:Voltímetro:Voltímetro: obtenemos el valor eficaz de la tensión.

Amperímetro:Amperímetro:Amperímetro:Amperímetro: obtenemos el valor eficaz de la intensidad.

Watímetro:Watímetro:Watímetro:Watímetro: obtenemos la potencia activa.

En la Figura 10 se repre-

senta el esquema de co-

nexión y en la Figura 11 el

aspecto que presenta el

cableado, en un ensayo

realizado con un motormonofásico.

El watímetro sirve para medir la potencia activa, tiene como mínimo 4 bornes y se

conecta como un voltímetro y un amperímetro integrados en el mismo aparato.

Fig. 10: Esquema de conexionado de un equipo demedida básico.F

N

V

0

250 V

A0 10 A

W

0

250 V

0 50 A

M

Fig. 11: Aspecto del cableado

de un equipo de medida



36


T é c n



C l i m a


Una vez montado el equipo, tomadas las lecturas y hecho el ensayo, podemos determi-

nar el fdp del receptor, las potencias activa y reactiva consumidas y su circuito equiva-

lente (resistencia, reactancia e impedancia).

Supongamos que el motor correspondiente a los esquemas de las figuras 10 y 11

tiene las siguientes características nominales: 1 CV, 5 A y 230 V.

Al realizar el ensayo se obtienen las siguientes lecturas en el voltímetro, amperí-metro y watímetro respectivamente: VVVV = 230 V; AAAA = 5 A; WWWW = 850 W.

Determinar:

1.1.1.1. El fdp del motor y sus potencias activa y reactiva.

2.2.2.2. El rendimiento energético.

Solución:Solución:Solución:Solución:

1.1.1.1. La corriente nominal del motor es 5 A y el amperímetro marca también 5 A,

luego el motor trabaja en el punto nominal. La potencia activa es 850 W por-

que así lo indica el watímetro. Calculamos con estos datos el fdp:

Si no quieres hacer operaciones puedes consultar la Tabla 5 y comprobar que

a un valor de cosφ = 0,74 le corresponde una tgφ = 0,91. Por tanto

2.2.2.2. En el punto nominal el motor cede una potencia mecánica de 1CV que equi-vale a 736 W y absorbe 850 W de la red eléctrica. Los 114 W de diferencia setransforman en calor por las siguientes causas:- Efecto Joule en los devanados.- Histéresis magnética y corrientes parásitas en el núcleo de hierro.- Rozamientos en el eje de giro.

El rendimiento de la transformación energética es por tanto:

Ejemplo

0,745230

850

IVP

cos =⋅

=⋅

=ϕ

VAr773,50,91850tgPQ

PQ

tg

=⋅=⋅=

=

ϕ

ϕ

85,5%100736 100eléctrica

PmecánicaP =⋅=⋅=

850η





37

c t i v i d a d

a Partiendo de las figuras 10 y 11, donde puedes ver el esquemade conexiones de un equipo de medida y el aspecto del cablea-do, identifica y numera en ambas figuras los cables que debenrealizar las conexiones.

8



38


T é c n



C l i m a


El contador de energía activa

Desde el punto de vista del conexionado,

el contador de energía es similar al watí-

metro pues presenta una bobina voltimé-

trica y otra amperimétrica. Sin embargo,

su constitución interna (Fig. 12) y su prin-

cipio de funcionamiento son bastante dis-

tintos. El contador funciona por inducción.La interacción magnética entre los campos

creados por ambas bobinas, genera un

campo magnético giratorio que arrastra el

disco a una velocidad proporcional a la

potencia consumida, de tal forma que el

número de vueltas del disco es a su vez

proporcional a la energía consumida. Exis-

te un elemento integrador o totalizador

que es un dispositivo mecánico que indicael número de vueltas del disco.

Para determinar la energía consumida en un periodo de tiempo (normalmente un mes),

basta con restar la lectura actual de la anterior y multiplicar por la constante del contador.

La conexión de un contador monofásico es más sencilla que la de un watímetro, puesto

que el puente entre bobinas se encuentra instalado internamente. Basta con conectar la

entrada y salida del conductor de fase y del conductor neutro en los bornes correspon-

dientes (Fig. 13).

Fig. 12: Constitución interna del contador.

Bobinade tensión

Bobina deintensidad

Totalizador

Eje

Imán defrenado

Disco

Fig. 13: Aspecto exterior y conexionado del contador.





39

Veamos con el siguiente ejemplo cómo se determina la lectura de un contador de ener-gía activa.

Un contador presenta una consta de 100 rev = 1 kWh. Sus lecturas son:

Lectura actualLectura actualLectura actualLectura actual = 123.450 rev

Lectura mes anteriorLectura mes anteriorLectura mes anteriorLectura mes anterior = 051.450 rev

∂Cuál es la energía consumida en el último mes?

Solución:Solución:Solución:Solución:

Si restamos las lecturas:

Lectura actual √ lectura anterior = 123.450 √ 051.450 = 72.000 rev

Teniendo en cuenta la constante del contador:

Ejemplo

kWh720rev100

kWh1 rev72.000 =⋅



40


T é c n



C l i m a


Es evidente que la energía eléctrica que consumimos no es gratis, debemosde pagársela a la empresa distribuidora. El sistema que estas empresas tienena su alcance para cuantificar la energía que consumimos, se basa en la ins-talación y control de contadores eléctricos similares a los descritos en el

capítulo anterior. A partir de este dato, la empresa elabora las facturas en lasque aparecen las cantidades que deben abonar los consumidores.

El mundo de la tarifación eléctrica es muy amplio, hay muchos tipos de tari-fas y muchos tipos de complementos dado que existen distintos tipos declientes. En este capítulo analizaremos la estructura de una tarifa en BT deltipo de las aplicadas a clientes de pequeña potencia, como son las vivien-das, las cafeterías, los pequeños talleres, etc.

El término de potencia (TP) o término constante

El suministro eléctrico no llega a las puertas de los edificios por arte de magia, sino

que una empresa suministradora instala líneas de distribución desde los centros de

transformación MT/BT hasta la entrada de los edificios. Para amortizar dicha inver-

sión los clientes tenemos que pagar una cantidad a la empresa y ésta sigue mante-

niendo el suministro.

El criterio utilizado para establecer esta cantidad es la potencia de consumo contratada,

de tal forma que a más potencia contratada, mayor es la cantidad a pagar. Esta cantidad

se llama término de potencia (TP), y su cuantía está fijada por el Gobierno mediante un

Real Decreto para todo el territorio nacional. Es por tanto una cantidad constanteconstanteconstanteconstante en cada

factura.

La potencia (activa) que se puede contratar según la ITC-BT-10 (REBT) para suministros

monofásicos, no podrá ser menor de 5.750 W ni mayor de 14.490 W. En la Tabla 8 se

indican todos los escalones posibles entre estos valores, acompañados de la intensidad

nominal equivalente a estas potencias, con cosφ = 1.

Ideas sobre facturación eléctrica





41

ElectrificaciónElectrificaciónElectrificaciónElectrificación Potencia (W)Potencia (W)Potencia (W)Potencia (W)Calibre interruptor general automático (IGA)Calibre interruptor general automático (IGA)Calibre interruptor general automático (IGA)Calibre interruptor general automático (IGA)

(A)(A)(A)(A)

5.750 25Básica

7.360 32

9.200 40

11.500 50Elevada

14.490 63

Tabla 8: Posibles valores de potencia contratada para suministros monofásicos.

c t i v i d a d

a Verifica que los valores de la Tabla 8 son correctos, conside-rando a las viviendas y pequeños locales como instalacionesde fdp 1.

9



42


T é c n



C l i m a


El término de energía, TE, o término variable

Esta cantidad depende de la energía consumida y es por tanto variablevariablevariablevariable de una factura a

otra. Con las lecturas de los contadores se obtiene la energía consumida y en el Real De-

creto antes citado se marca el precio del kWh de energía consumido. Obviamente cuan-

to más consumamos, más pagamos. En la tabla 9 podemos ver las cantidades fijadas por

el RD 809/2006 del 1-07-2006. Observa que las tarifas habituales en BT para pequeños

consumidores en suministro monofásico, son la 2.0 y la 2.0 N (tarifa nocturna).

Complementos

Con los términos de potencia y energía ya está configurado el grueso de una tarifa. Sin

embargo, a partir de la tarifa 3.0 están definidos los siguientes complementos:

Complemento por discriminación horaria:Complemento por discriminación horaria:Complemento por discriminación horaria:Complemento por discriminación horaria: el precio del kWh varía según tres pe-

riodos llamados horas punta, llano y valle.

Complemento por energía reactiva:Complemento por energía reactiva:Complemento por energía reactiva:Complemento por energía reactiva: penaliza a los clientes con un fdp inferior a

0,90 y premia a los que lo tengan superior. Este es el motivo fundamental por el

que los consumidores industriales instalan condensadores de mejora del fdp.

Las tarifas 1.0, 2.0 y 2.0 N, no tienen complementos.

Impuestos

Uno de los impuestos aplicable en una tarifa eléctrica es el impuesto por la electricidad,

IE,IE,IE,IE, que se calcula tal y como se indica la tabla 9:

Tabla 9: Precios de tarifas en BT.

1,05113Compl)TE(TP100

4,864 IE ⋅++⋅=





43

El otro impuesto aplicable es el IVA. Éste se aplica sobre la suma de los términos que cons-tituyen la tarifa (se tiene en cuenta el alquiler de los contadores) y tiene un valor del 16%:

Tarifa.Tarifa.Tarifa.Tarifa. 2.0 Suministros monofásico.Suministros monofásico.Suministros monofásico.Suministros monofásico.

Potencia contratada 5.750 WPotencia contratada 5.750 WPotencia contratada 5.750 WPotencia contratada 5.750 W Consumo 525 kWhConsumo 525 kWhConsumo 525 kWhConsumo 525 kWh (obtenido del contador).

Contador en alquilerContador en alquilerContador en alquilerContador en alquiler (0,54 euros/mes). Facturación bimensual.Facturación bimensual.Facturación bimensual.Facturación bimensual.

• Término de potencia (TP)Término de potencia (TP)Término de potencia (TP)Término de potencia (TP)

• Término de energía (TE)Término de energía (TE)Término de energía (TE)Término de energía (TE)

• La tarifa 2.0 no presenta complementos.La tarifa 2.0 no presenta complementos.La tarifa 2.0 no presenta complementos.La tarifa 2.0 no presenta complementos.

• Impuesto sobre la electricidad (IE)Impuesto sobre la electricidad (IE)Impuesto sobre la electricidad (IE)Impuesto sobre la electricidad (IE)

• Alquiler de contadorAlquiler de contadorAlquiler de contadorAlquiler de contador

• IVA (16%)IVA (16%)IVA (16%)IVA (16%)

• Total factura:Total factura:Total factura:Total factura: (TP + TE + compl. + IE + Alq) + IVA = (67,91) + 10,86 = 78,77 Õ78,77 Õ78,77 Õ78,77 Õ

Ejemplo de factura

∉=⋅⋅⋅

∉= 17,69meses2kW5,750

meskW1,538801TP

∉=⋅⋅

∉= 45,89kWh525

mesKw0,087420TE

∉=⋅++⋅=⋅++⋅= 3,251,051130)45,89(17,69100

4,864 1,05113Compl)TE(TP

100

4,864 IE

∉=⋅∉

= 1,08meses2mes

0,54Alquiler

∉=⋅=

=++++⋅=++++⋅=

10,86(67,91)100

16

4)3,25045,89(17,69100

16 Alq)IEComplTE(TP

100

16 IVA

)contadoresAlquilerIEComplTE(TP100

16 IVA ++++⋅=



44


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C l i m a


c t i v i d a d

a Encuentra la última factura de tu domicilio y realiza los cálcu-los, verificando que no tenga ningún error.10





45

El control de potencia

Como ya vimos, cuanta más potencia necesitamos en una instalación, más potencia de-

bemos contratar y más dinero pagaremos en el término de potencia (TP) de la factura

eléctrica. Ahora claro, no olvides que la picaresca siempre está en el pensamiento y º

∂por qué no contratar menos potencia de la que necesito y así pagar menos? Para cubrir-

se las espaldas, las empresas de suministro eléctrico tienen a su disposición un método

para conseguir aguarnos la fiesta, si la potencia que consumimos sobrepasa a la contra-

tada. Se trata del interruptor de cointerruptor de cointerruptor de cointerruptor de control de potencia (ICP),ntrol de potencia (ICP),ntrol de potencia (ICP),ntrol de potencia (ICP), que es un pequeño interruptorautomático que se dispara por calentamiento interno si la intensidad que lo atraviesa

supera su intensidad nominal o calibre. En función de la potencia contratada, la empresa

suministradora nos instala, precintado en su caja, el ICP correspondiente. En la figura 14

podemos ver un ICP y los calibres correspondientes para instalaciones monofásicas según

la potencia contratada, a partir del nuevo REBT.

La caja del ICP está precintada para que no podamos cambiarlo por uno de mayor cali-

bre. De ser así, aumentaríamos la potencia que la instalación puede consumir, pero pa-

garíamos por menos en el término de potencia.

Figura 14: ICP y calibres normalizados para instalaciones monofásicas.

Cambiar el ICP irregularmente sin solicitarlo previamente a la empresa suministrado-ra, es un fraude penalizado por la ley.



46


T é c n



C l i m a


c t i v i d a d

a Busca en tu casa junto al cuadro de protección general el ICP.Anota el calibre y calcula la potencia que tienes contratada.Contrasta esta potencia con la que aparece en el recibo de laluz; si todo está bien, deben de coincidir.

Nota:Nota:Nota:Nota: Si tu casa tiene una instalación eléctrica previa al año 2003, donde

entró en vigor el nuevo REBT, la tensión nominal es 220 V y no 230 V.

11





47

Potencias en ACPotencias en ACPotencias en ACPotencias en AC

Factor de potenciaFactor de potenciaFactor de potenciaFactor de potencia

Valores nominalesValores nominalesValores nominalesValores nominales

Potencia activa, P:Potencia activa, P:Potencia activa, P:Potencia activa, P: se transforma en movimiento

(trabajo), en luz o en calor. Se mide en watios (W).

Potencia reactiva, Q:Potencia reactiva, Q:Potencia reactiva, Q:Potencia reactiva, Q: no se transforma. Sirve para

mantener ≈vivos∆ los campos magnéticos. Se mide

en voltioamperios reactivos (VAr).

Potencia aparente, S:Potencia aparente, S:Potencia aparente, S:Potencia aparente, S: es la potencia total. Se mide

en voltioamperios (VA).

Las fórmulas que relacionan los tres tipos de potencia son:

Es la relación entre la potencia activa y la aparente. In-

dica en ≈tanto por 1∆, la potencia que es aprovechable y

transformable en trabajo o calor. Lo ideal es que el fdp

de una instalación se aproxime a 1. Para ello, existen

métodos de compensación basados en el aporte de po-

tencia reactiva utilizando condensadores.

La aparamenta eléctrica se define a partir de los valores

asignados a algunas de sus magnitudes funcionales (ten-

sión, corriente, potencia, frecuencia,...). Estos valores

son los llamados valores nominales o asignados.valores nominales o asignados.valores nominales o asignados.valores nominales o asignados. El valor

nominal es por tanto, el recomendado por el fabricante

en sus características técnicas.

Resumen

[ ]

[ ]

[ ]VAr senIVsenSQ

W cosIVcosSP

VA IVS

ϕ ϕ

ϕ ϕ

⋅⋅=⋅=

⋅⋅=⋅=

⋅=



48


T é c n



C l i m a


Cables y conductoresCables y conductoresCables y conductoresCables y conductores

Aparatos de medidaAparatos de medidaAparatos de medidaAparatos de medida

FacturaciónFacturaciónFacturaciónFacturación

La máxima intensidad que puede circular por un ca-

ble sin calentamientos excesivos, depende de la

máxima temperatura que pueda soportar el aislante.

La sección de los cables a utilizar en un circuito o

instalación, dependen de la intensidad que deban

soportar y de la máxima caída de tensión permitida.

El watímetrowatímetrowatímetrowatímetro sirve para medir la potencia activa.

Internamente dispone de una bobina amperimétri-

ca y una voltimétrica.

El contadorcontadorcontadorcontador sirve para medir la energía activa. In-

ternamente dispone de una bobina amperimétrica,

una bobina voltimétrica, un disco giratorio y untotalizador que indica el número de revoluciones.

El término de potencia (TP) depende de la potencia con-

tratada. Es un término constante.

El término de energía (TE) depende de la energía con-

sumida. Es un término variable.El ICP es un interruptor automático que utilizan las em-

presas eléctricas para cortar el suministro de una instala-

ción, si ésta consume más potencia de la contratada.





49

Autoevaluación

1.1.1.1. Indica si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsas:

V F

a. Un horno doméstico, transforma toda la potencia activa en calor.

b. Un motor de fdp = 0,80, transforma el 80% de su potencia activa

en potencia mecánica de movimiento.

c. Si el fdp de una instalación es 1, la intensidad está en fase con latensión.

d. Una sala de bombeo está compuesta de 3 motores. Al compensar

el fdp mediante condensadores, la potencia reactiva consumida

por los motores disminuye.

e. Una lámpara de incandescencia (bombilla), está formada de un

filamento de wolframio que equivale a una resistencia. Si la bom-

billa es de 100 W, entonces produce 100 W de calor.

f. Un motor de 5 kW de potencia activa, produce 5 kW de potencia

mecánica (potencia de movimiento).

2.2.2.2. Indica si las siguientes afirmaciones, referidas a un edificio de viviendas, son verdaderas

o falsas:

V F

a. Cuanta más potencia contratada tenga una vivienda, más sección

deben tener los conductores de alimentación, en el caso de que es-

tén en la misma planta.

b. Si dos viviendas tienen la misma potencia contratada y una está en

la 2≤ planta y la otra en la 8≤, esta última necesita posiblementeconductores de mayor sección.

c. Respecto a estas dos viviendas, la de la 8≤ paga más en el término

de potencia.

d. Las viviendas de la 4≤ planta, pagan más en concepto de término

de energía que las plantas inferiores.

e. Una vivienda de potencia contratada de 9.200 W, consume más

kWh que una que contrate 5.750 W.

f. Una vivienda de potencia contratada de 9.200 W tiene un ICP

de 40 A.



50


T é c n



C l i m a


3.3.3.3. Define y diferencia los siguientes términos:

a. Potencia instalada.

b. Potencia nominal.

c. Potencia contratada.

4.4.4.4. Partiendo de la fórmula:

P = V . I . cos ϕ

Demuestra que la potencia disipada por una resistencia en forma de calor es R . I2

(Efecto Joule).

5.5.5.5. Es habitual que en una oficina o en pequeño local comercial se apliquen los mis-mos factores y criterios de diseño que en las viviendas. Si en una oficina hay 30

enchufes, ∂cómo dimensionarías el circuito tipo C2?

6.6.6.6. Un motor monofásico pesenta las siguientes características nominales:

230 V

3,3 CV (potencia mecánica cedida a la carga por eje de giro)

η = 80% (rendimiento)

cos ϕ = 0,86

Determina la intensidad consumida a plena carga (punto nominal) y representa su

diagrama vectorial.





51

1.1.1.1. Partiendo de la relación entre potencia y energía, calculamos la energía activa:

Considerando que en un mes hay 30 días: 240 . 30 = 7.200 kWh al mes.

Si el kWh cuesta 0,08 euros 7.200 . 0,08 = 576 euros

2.2.2.2. Cuando hablamos de calorías estamos hablando de energía. La energía absorbida

por la pizza en 20 minutos (1/3 hora) es:

Ahora mediante factores de conversión convertimos los kWh en kcal:

3.3.3.3. Operando con los datos del diagrama vectorial:

Respuestas Actividades

díacadaconsumidoskWh240h24kW10tPPW tPW

P =⋅=⋅=⇒=

kWh3

2

3

1 2tPPW

tPW

P =⋅=⋅=⇒=

kcal576kJ1

kcal0,24 kJ

3

7.200

kJ3

7.200

h1

s3.600 kWh

3

2

=⋅

=⋅

VAr69030ºsen1.380senSQ

W1.195,1130ºcos1.380cosSP

VA1.3806230IVS

=⋅=⋅=

=⋅=⋅=

=⋅=⋅=

ϕ

ϕ



52


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C l i m a


4.4.4.4. Puesto que tenemos la P, operamos con la fórmula de la P:

Con las relaciones trigonométricas, podemos obtener el resto de potencias:

Finalmente, puesto que ϕ = 45≥, la intensidad retrasa 45≥ con la tensión. El diagra-

ma vectorial

5.5.5.5. Fijándonos en los datos de la tabla, vemos que todas las bobinas independiente-

mente de su tensión nominal, consumen 10 W y 21 VA.

a. Recuerda que las bobinas ideales no existen y en la vida real se calientan. Para

producir este calor deben de absorber potencia activa de la red eléctrica. Esta P

la transforman en calor en:

• El núcleo de hierro, por histéresis y corrientes parásitas.

• El cobre del devanado, por efecto Joule.

b. c.

A310,70230

5.000

cosV

P I

cosIVP

=⋅

=⋅

=

⋅⋅=

ϕ

ϕ

VA7.0715.0002P2S ademásy

VAr5.000PQluego

45º0,70-1cos

=⋅=⋅=

==

≈=ϕ

ϕ=45 V

I

230 V

31 A

0,472110

SP

cos ===ϕ

A0,180,47115

10

cosV

P I

cosIVP

=⋅

=⋅

=

⋅⋅=

ϕ





53

6.6.6.6. Conectado a su tensión nominal (230 V), el motor podría llegar a alcanzar su

pupupupunnnnto de funcionamiento nominal,to de funcionamiento nominal,to de funcionamiento nominal,to de funcionamiento nominal, donde absorbe de la red una potencia activa de

0,63 kW y una intensidad de 3,31 A. En estas condiciones su fdp nominal es:

7.7.7.7. La potencia prevista para cada toma es 3.450 W, según los datos recogidos en la Tabla 3

de la unidad. Puesto que tendremos una toma para la lavadora y otra para el lavavajillas,

la potencia instalada para este circuito es el doble. Operando con los factores Fs y Fu:

8.8.8.8. Los cables numerados en ambas figuras quedan de la siguiente manera:

.

A0,823,31230W630

IV

P cos

cosIVP cosfdp

=⋅

=⋅

=

⋅⋅==

ϕ

ϕ ϕ

W3.415,50,750,663.450)(2FuFsinstaladaPnominalP =⋅⋅⋅=⋅⋅=



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9.9.9.9. Para comprobar la correspondencia potencia-corriente de la Tabla 8, basta con

aplicar la fórmula de la potencia activa. Para una potencia nominal contratada de

5.750 W, la intensidad nominal es 25 A:

Si aplicas la fórmula para el resto de potencias, obtendrás las corrientes de la tabla 8.

A251230

5.750

cosV

P I =

⋅=

⋅=

ϕ





55

Respuestas Autoevaluación

1.1.1.1. Las respuestas correctas serían:

a. Verdadera.Verdadera.Verdadera.Verdadera. Un horno es equivalente a una resistencia y transforma toda la potencia

activa en calor sin producir ningún otro tipo de energía (movimiento, luz,etc.)

b. Falsa.Falsa.Falsa.Falsa. Si fdp = 0,80 significa que el 80 % de su potencia aparente es potencia

activa. La cuestión es ∂qué porcentaje de potencia activa se transforma en po-

tencia mecánica de movimiento? Este porcentaje es el rendimiento o eficienciarendimiento o eficienciarendimiento o eficienciarendimiento o eficiencia

del motordel motordel motordel motor y, es un dato que desconocemos.c.- Verdadera,Verdadera,Verdadera,Verdadera, puesto que la instalación equivale a una resistencia.

d. Falsa.Falsa.Falsa.Falsa. Disminuye la Q consumida por el conjunto total de la instalación (moto-

res + condensadores), pero los motores siguen necesitando la misma Q. Re-

cuerda que parte de esta Q la aportan los condensadores a los motores y la otra

parte viene de la red.

e. Falsa.Falsa.Falsa.Falsa. Si los 100 W de potencia activa se transformasen en calor, entonces la

bombilla no produciría luz (potencia luminosa). Aproximadamente 20 W se

transforman el luz y 80 W en calor. Observa que las bombillas tienen un ren-

dimiento muy malo.

f. Falsa.Falsa.Falsa.Falsa. Este sería el motor perfecto con un rendimiento del 100 % y eso no existe.

2.2.2.2. Las respuestas correctas serían:

a. Verdadera.Verdadera.Verdadera.Verdadera. A mayor potencia contratada, más intensidad prevista y por tanto se

necesitan conductores de mayor sección. Al estar en la misma planta, la distan-

cia entre las viviendas de dicha planta y el portal es aproximadamente la mis-

ma, luego la caída de tensión no es un criterio que las diferencie.

b. Verdadera.Verdadera.Verdadera.Verdadera. Los conductores para alimentar la 8≤ planta son más largos que para

la 2≤, luego hay más caída de tensión. Para disminuir esta caída de tensión, los

conductores de 8≤ deben tener más sección.c. Falsa.Falsa.Falsa.Falsa. Pagan lo mismo puesto que tiene la misma potencia contratada.

d. Falsa.Falsa.Falsa.Falsa. Las viviendas de 4≤ planta no tienen porque consumir más kWh que

otras. El consumo es decisión del usuario.

e. Falsa.Falsa.Falsa.Falsa. Sería lógico que consumiese más energía puesto que el usuario ha contra-

tado más potencia, pero no necesariamente. Ten en cuenta que un usuario pue-

de irse de vacaciones un mes y, durante ese mes desconectar toda su vivienda,

con lo cual no consumiría ni un solo kWh. Sin embargo, su potencia contratada

sigue siendo la misma y pagará por ella en la factura.

f. Verdadera.Verdadera.Verdadera.Verdadera. Ver tabla 14.



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3.3.3.3. Las podrías definir como:

a. Potencia instalada:Potencia instalada:Potencia instalada:Potencia instalada: es la suma de la potencia nominal de todos los receptores

instalados.

b. Potencia nominal de un receptor:Potencia nominal de un receptor:Potencia nominal de un receptor:Potencia nominal de un receptor: es la potencia máxima de funcionamiento re-

comendada por el fabricante sin que se produzcan anomalías (calentamientos

excesivos sobretodo).

Potencia nominal de una instalación o circuito:Potencia nominal de una instalación o circuito:Potencia nominal de una instalación o circuito:Potencia nominal de una instalación o circuito: es la potencia prevista de fun-

cionamiento partiendo de la potencia instalada y, teniendo en cuenta los facto-res de simultaneidad, Fs, y de utilización, Fu.

c. Potencia contPotencia contPotencia contPotencia contratada:ratada:ratada:ratada: es la que se contrata con la empresa suministradora y que defi-

ne la cuantía económica del término de potencia. En teoría debe de cumplirse que:

4.4.4.4. Una resistencia transforma toda la potencia activa en calor:

5.5.5.5. Observa en la tabla 3 que en el circuito C2 hay como máximo 20 tomas. Por tanto

en esta oficina tendremos que dimensionar 2 circuitos2 circuitos2 circuitos2 circuitos C2 de, por ejemplo, 15 t15 t15 t15 to-o-o-o-

masmasmasmas cada uno. En la tabla 3 comprobamos que la potencia prevista para cada en-

chufe (toma de uso general) es de 3.450 W. Si hay 15 enchufes, la potencia insta-

lada o potencia total de cada circuito.

La potencia nominal teniendo cuenta Fs y Fu.

Finalmente la intensidad nominal de cada circuito:

nominalcontratada PP ≥

↑⋅=

⋅=⋅⋅⋅=⋅⋅==

------------------------IRV2IR1IIRcosIVcaloríficaPabosorbidaP ϕ

W51.750153.450instaladaP =⋅=

W2.587,50,250,251.750FuFsinstalada

Pnominal

P =⋅⋅=⋅⋅=

A11,251230

2.587,5

cosV

P I =

⋅=

⋅=

ϕ





57

6.6.6.6. El motor cuando trabajo en el punto nominal, entrega al eje de giro 3,3 CV. Como

1 CV = 736 W, la potencia mecánica nominal del motor es:

Ten en cuenta que ésta es la potencia activa eléctrica que se transforma en mecá-

nica y representa el 80% de la potencia activa eléctrica total absorbida de la red. El20% restante se transforma en calor.

Para determinar la potencia activa absorbida de la red, podemos emplear la si-

guiente regla de tres:

Puesto que ya conocemos la potencia activa absorbida de la red, ya podemos de-

terminar la intensidad nominal del motor:

Para dibujar el diagrama vectorial necesitamos ϕ ϕ = cos-1 0,86 = 30≥

W,.CV1

W736 CV3,3 84282=

Potencia

eléctrica

100 %

Potencia

mecánica

80 %

Potencia

calorífica

20 %

P-------100%

W2.428,8--------80%W2.036

80

2.428,8100 Pluego =

⋅=→

A15,340,86230

3.036

cosV

P I =

⋅=

⋅=

ϕ

ϕ=30

V

I

230 V

15,34 A



Técnico en Montaje y Mantenimientode Instalaciones de Frío Climatización Producción de Calor

ud6. Circuito de CA y Potencia

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