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Potencia eléctrica
Introducción
odos hemos tenido que reemplazar alguna vez
una lámpara fundida de nuestro hogar, y algo que hemos aprendido cuando vamos a
comprarla es fijarnos en la potencia que viene marcada en el envase. Sabemos que
una lámpara de mayor potencia significa más cantidad de luz emitida, y también
mayor consumo eléctrico. Así, no da la misma luz una lámpara de 50 vatios que
otra de 75 ó 100 vatios, y por supuesto a mayor potencia más lo notaremos
después en nuestro recibo de la compañía eléctrica.
Hemos tomado el ejemplo
de la potencia convertida en luz a través de una lámpara
eléctrica, pero tenemos que saber también que la
potencia se puede manifestar en otras formas de energía,
por ejemplo calor. De hecho, una parte importante de la
potencia de una lámpara eléctrica de filamento es
disipada en forma de calor, y eso lo podemos comprobar
cuando acercamos nuestra mano a ella, si lleva algún
tiempo encendida incluso podemos sufrir una quemadura.
Lógicamente, esa disipación de calor en una lámpara
incandescente es normalmente un hecho indeseado, pues lo
que interesa habitualmente es que suministre luz y no
calor, por ello la investigación tecnológica se esfuerza
en conseguir lámparas que reduzcan al máximo esas
pérdidas de energía en forma de calor y convertirlas en
luz. Un ejemplo de estas tecnologías han sido, hasta no
hace mucho tiempo, las llamadas lámparas de bajo consumo; se trata en realidad de tubos
fluorescentes con variadas formas, incluso de bombilla, los cuales albergan en
su interior gases que reaccionan y se iluminan al paso de la corriente eléctrica, siempre
con un consumo menor de potencia para la misma cantidad de luz en relación con
una lámpara de filamento. Las últimas tecnologías LED, han conseguido que una
lámpara consiga suministrar la mayor cantidad de la
potencia en forma de luz, con una disipación de calor
aún más baja que las de bajo consumo. Estas lámparas,
construidas mediante los llamados "diodos
electroluminiscentes", ha permitido reducir notablemente
el tamaño de las lámparas para la misma potencia en su
equivalente de filamento o de bajo consumo, con un
consumo de energía muy reducido. No obstante, dado que
este tipo de lámpara LED utilizan circuitos electrónicos
para alimentar los diodos que emiten luz, para los
ejemplos de corriente continua que mostraremos
recurriremos siempre a resistencias pasivas, donde la
corriente eléctrica no está sometida a los efectos de
otros componentes eléctricos, como bobinas o
condensadores.
Así como una lámpara se diseña
preferentemente para que su potencia se disipe mayoritariamente en forma de luz,
en otros aparatos o dispositivos se busca sobre todo la disipación en forma de
calor. Por ejemplo, en una plancha eléctrica, de uso común en cualquier hogar,
el mayor aprovechamiento reside en su potencia calorífica.
La
plancha eléctrica está diseñada para aprovechar sobre todo la potencia
calorífica
Las planchas o las lámparas eléctricas
utilizadas en el hogar, son habitualmente aparatos que funcionan con corriente
alterna. Aunque este
apartado está dedicado a los circuitos de corriente continua, la anterior introducción nos sirve para acercarnos a
algunas aplicaciones que ya nos son familiares, y así comprender mejor los conceptos
sobre potencia en los circuitos de corriente continua que
se van a plantear más adelante.
Potencia y resistencia
Una resistencia eléctrica es un material que
ofrece oposición al paso de la corriente. Cuando esa corriente circula por ella,
produce una caída de tensión y una disipación de energía que puede ser en forma de luz, calor,
movimiento, etc. Los materiales que deben estar sometidos al paso de la corriente
se fabrican para soportar una potencia determinada, si se exceden de esa
potencia pueden llegar a modificar su composición, recalentarse, contraerse,
dilatarse o quemarse.
En la introducción anterior hablamos de la
lámpara incandescente. El filamento que alberga la ampolla de este tipo de
lámparas no es más que una resistencia eléctrica, normalmente fabricada con
tungsteno, y dependiendo de su valor produce más o menos disipación de energía
en forma de luz y calor.
En la lámpara común de
incandescencia, su filamento no es más que una resistencia eléctrica que
al conducir la electricidad disipa energía en forma de luz y calor
No hay que confundir la potencia indicada en
una lámpara con su consumo real. Por ejemplo, si una lámpara viene identificada
como de 50 W, eso quiere decir que es la máxima potencia que puede soportar sin
que se dañe para un voltaje determinado; si se excediese de esa cantidad, el
filamento de la lámpara se calentaría en exceso y se quemaría. Podría excederse,
por ejemplo, por un aumento indeseado de la tensión de la red (una sobretensión),
eso provocaría un aumento de corriente en el filamento, lo que implicaría un
aumento de potencia disipada que dañaría la lámpara. Muchos dispositivos
eléctricos y electrónicos están dotados de fusibles metálicos, que se funden cuando la
corriente excede de los límites deseados para ese dispositivo, protegiéndolo así
de sobretensiones, y por tanto de una disipación de potencia más allá de lo
calculado para su funcionamiento normal.
En realidad, un fusible no es más que una
resistencia de valor muy bajo que disipa muy poca energía pero, que cuando es
sometida a una corriente de funcionamiento superior a la que está diseñado, esa energía
se incrementa muy rápidamente haciendo que se
recaliente y se funda, abriendo el circuito que está
protegiendo.
Un fusible es una
resistencia de muy bajo valor que se funde cuando supera la corriente de
funcionamiento para la que está diseñado
El fusible, aunque es físicamente una resistencia metálica, no se
mide en ohmios, como las demás resistencias, sino en amperios, ya que se
fabrican para la intensidad de corriente que deben conducir sin quemarse, y que
es el parámetro realmente importante y de mayor interés en su aplicación. Así,
por ejemplo, si un circuito eléctrico no debería trabajar con corrientes muy
superiores a 1 amperio, puede ser protegido por un fusible de 1,2 amperios;
siempre hay que utilizar fusibles de valor ligeramente superiores a la corriente
máxima de funcionamiento del equipo, para evitar que salte innecesariamente
durante el funcionamiento ordinario. Por
su parte, si el fusible es de valor demasiado alto (por ejemplo 2 amperios), no
saltaría hasta llegar a esa corriente, lo cual ya podría ser peligroso para el
funcionamiento normal del equipo.
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