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Física

ELECTRICIDAD

Circuitos de corriente continua - 4ª parte


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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, son las 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.

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
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
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
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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