¿Cómo saben los fabricantes el valor de la R que tienen los electrodomésticos que tienen que fabricar?
Yo estudie 3 años electricidad y entiendo lo que es la ley de Ohm y que se puede calcular una variable teniendo las otras dos
Pero hay algo que no comprendo, los fabricantes que fabrican los electrodomésticos…o los ingenieros que los diseñan…, porque supongo que antes de hcerlos, hay que diseñarlos en una hoja de papel….
…¿Cómo hacen pasa saber que valor de resistencia debe tener la resistencia de un calefón …, o de una estufa…., o saber que resistenca o nº de vueltas de la bobina de una licuadora, una nevera o una lavadora, batidora etc
…Porque si solo saben que esos artefactos van a trabajar con 220 V….., o sea..; solo tienen una de las 3 variables de la ley de ohm…, pero no saben que corriente van a consumir o que valor debe tener la resistencia del aparato que deben fabricar…
¿Entonces cómo calculan las otras dos?
No lo comprendo
Ojala alguien lo entienda
Todo se calcula. La base es la tensión de uso, que puede ser 120V o 230V. En trifásico puede ser 230V, 400V, 480V o 690V.
Las resistencias se fabrican partiendo de la tensión y la potencia que se desea.
La potencia también va en función de otras variables, por ejemplo no podrías fabricar un calentador acumulador de 500l con una resistencia de 1000W por que tardaría una eternidad en calentar.
Con los motores se tiene en cuenta la sección del núcleo de hierro y la potencia de la máquina, y se calcula la sección de hilo necesario y las vueltas o espiras. También se tiene en cuenta la velocidad del motor.
1 respuesta más de otro experto
Eso de que no lo saben es totalmente falso. No se en que se basa para hacer semejante afirmación.
Cuando se desea calcular la resistenica de un termo eléctrico por ejemplo se sabe de antemano la potencia que se desea producir, el voltaje que lo alimentara, los litros de agua que contendrá y el tiempo que tardara en calentar la masa de agua según la temperatura inicial del agua que le entra a razón de 0.24 calorías por segundo y watio por cada gramo de agua.
Es una ecuación muy fácil de realizar y se tiene en cuanta el factor de incremento de la resistencia por cada grado de temperatura del material conductor y el coeficiente rho de resistividad en metros/milimetro del conductor que suele ser nicrom.
Pero como sabes la potencia que debe tener?
O la potencia que va a producir...
Cómo sabes eso?
Estudiando física.
Pero yo estudio física y me enseñaron lo que es la potencia...., Y como calcularla con fórmulas..., Pero no leí en ninguna parte del libro como se determina eso a la hora de fabricar un aparato....
Pongamos un ejemplo:
Suponte que vos y yo queremos hacer la R para una estufa o calefón...
Sabemos que esa R va a recibir 220 V... pero no sabemos que valor de ohmios ni que corriente consumirá'
... ¿Cómo determinas eso?
De las 3 variables, (voltaje, corriente, resistencia) solo tenés la tensión de 220 V)
Con una sola variables, es imposible determinar ni la corriente ni los ohmios...
En los ejercicios de clases, para calcular una variable, siempre nos daban las otras dos, de lo contrario, eso es imposible...
No sé si me explico...
Si estudiaste física dima la diferencia entre calor y temperatura.
¿Dónde hay más calor, en una puntilla al rojo vivo o en el océano indico?
Pero que tiene que ver eso?
Aunque lo sepa , no ayuda en nada a responder mi pregunta...No seas malo!
Vamos al grano!
Si no se tiene claros los conceptos básicos no es posible entender lo fundamental sobre este asunto.
Insisto, en mis dos preguntas, cuando las respondas correctamente te aclaro.
Ya sé las respuestas:
El calor es movimiento de electrones a escala atómica y molecular de un cuerpo y se mide en calorías
La temperatura es el nivel de calor en grados...
Pero esos conceptos no ayudan en nada a responder mi pregunta
Tu respuesta es pacialmente correcta pero no del todo.
Calor el la energía cinética de las moléculas y se mide en calorías.
Temperatura el el calor especifico de una masa y se determina en grados centígrados.
La temperatura esta determinada por una ecuación en la que están comprendidos los términos siguientes:
Gramos de matieria, coeficiente térmico de temperatuda y calorías.
No contestaste mi segunda pregunta.
¿Dónde hay más calor, en una puntilla al rojo o en el océano?
Ah me olvide de esa:
De bola que en el oceano porque hay mas moleculas...
Pero dime como me ayuda eso a responder mi inquietud...
Para calcular una resistencia hay que tener claro ciertos conceptos.
No es lo mismo trabajo, fuerza y potencia.
Para ilustrar mejor tomaremos un caso hipotético.
Supongamos que queremos calcular la resistencia de un termo eléctrico (calefon)
Para eso lo primero es saber cuanto gramos de agua queremos calentar, a cuanta temperatura y en cuanto tiempo.
Si sabemos que un gramo de agua tendrá una temperatura de un grado centígrado por cada caloría que contenga y que un Julio son 0.24 caloría,
Tendremos que calcular el volumen del termo sabiendo que un litro de agua son mil gramos de masa y que un watio de potencia eléctrica son 0.24 calirisa por segundo.
Una vez sabido esto supongamos que nuestro termo contendrá 100 litos de agua lo cual son 100.000 gramos de agua.
Estimando que la temperatura inicial del agua en invierno esta entre 7 y 10 grados y queremos que alcance mínimo 50º y máximo 70º solo tenemos que calcular la cantidad de calorías necesarias para lo cual restamos a 50 y a 70 la temperatura inicial de 7 o 10 y tendremos la cantidad de calorías que tenemos que incrementar para lograr que 100.000 gramos alcancen esa temperatura.
Lo siguiente es decidir en cuanto tiempo queremos que eso ocurra para lo cual tendremos en cuenta la dispersión térmica del termo (calor que se pierde por transferencia al aire.
Si calentamos el agua con una potencia de 2000 watios tendermos un tiempo determinado para alcanzar la temperatura si doblamos la potencia se acorta el tiempo en la mitad.
Una vez decidida la potencia en relación al tiempo que deseamos que trascurra para alcanzar la temperatura solo resta aplicar la ley de ohmo
Sabemos el voltaje de la compañía eléctrica por ejemplo 220v.
Sabemos la potenica 2000w.
Y aplicando la ley de ohm tendremos y la ley de Joule tendremos que:
Voltios por amperios son igual a watios.
Despejamos la incógnita que son los amperios y tenemos que:
A=W/V
A = 2000w/220v
A = 9.09
Ahora con la ley de ohmo tenemos que:
V = R x A
220 = R x 9.09
R = V/ A
R = 220/9.09
R = 24.20 Ohmios.
O sea que vos determinas subjetivamente con cuanta potencia quieres calentar el agua
Vos sugerís hacerlos con 2000 w pero podes haber elegido 500 w ...; 1000 w O 1200 w
Ese numero depende de cada una/a.....
Ok pero que chorro de ncuentas hay que hacer para llegar a los ohmios de la resistencia!...
Los watios dependen de factores económicos y de costes.
Cuanto más watiso más grosor de cable tiene que usar la compañía y el usuario y cuanto más watios más grande es el costo de la generación para la compañía.
Sobredimensionar un generador eléctrico implica mayor coste de instalación y mayor tiempo en amortizar la inversión.
No se si lo sabes pero la compañía productora de electricidad tiene que generar la energía un poco por encima del consumo o de lo contrario las líneas eléctricas de cables y transformadores se quemaran si el consumo crece y no se incrementa la potencia producida por que si la tensión se cae por el consumo la intensidad crece y a mayor intensidad mayor efecto Joule y más calor en los cables y transformadores.
Es por ese motivo que la electricidad se transporta en alta tensión para tener menores perdidas térmicas en los cables y poder usar cables de mala calidad conductora (los mejores conductores son por orden de calidad: Grafeno, plata, cobre, oro, aluminio).
Las compañias electricas usan alumino trenzado con acero para las lineas de alta tension.
Y si en lugar de una resistencia ohmica, quisiéramos hacer o fabricar el motor de una licuadora...
¿Qué deberíamos saber?
¿Tendríamos que saber grosor del cable, nº de vueltas; resistencia del conductor?
¿Seria igual el razonamiento?
Para cargas inductivas es algo más complejo entre otras cosas por que se produce corriente reactiva (coseno de fhi) y se tiene que tener en cuanta la impedancia que dependerá de la frecuencia de la corriente alterna y de la inductancia de la bobina (reactancia inductiva)
Es por eso que las potenicas inductivas se expersan en caballo en lugar de en watios.
Un caballo HP es equivalente a 9.8 x 75 = 545.7 W aproximadamente.
Con una frecuencia de 50 Hz..y una tensión de 220 V....,ponele que le pones un vos Fi de 0.87
Ponele que querés que la licuadora tenga una potencia de 500 W....
Cómo haces?
Si queremos 500 w útiles tendremos un consumo de 574.7 watios por culpa del coseno de fhi de 0.87
La ecuación es fácil de efectuar para conocer los watios útiles y los watios de potencia consumida
Watios utiles dividido por factor de potencia = Watios consumidos.
500 / 0.87 = 547
Watios consumidos x factor de potencia = watios utiles.
Si en un motor pone 700w y factor de potencia 0.87 tendremos una potencia real de 609 W
Y luego para saber la corriente que consumirá haces:
I= Potencia activa /voltaje y cos fi
Y de alli calculas la R de la bobina:
R= V/I
De modo que tienes que determinar con que coseno fi y con que P ctiva quieres que la licuadora trabaje y de allí sacas todo... ok esta más o menos claro
Ya podemos empezar a diseñar electrodomésticos ja, ja! Podemos formar una sociedad y nos hacemos ricos!
La mayor riqueza que se puede tener es el conocimiento útil aplicable a cualquier cuestión practica de la vida cotidiana.
El conocimiento es la única cosa que enriquece al que lo adquiere y no le empobrece cuando lo comparte por que no se merma al compartirlo con otros.
Impresionante pascual....
Ojalá muchos otros pensaran así y no fueran tan egoístas!
Saludos y ánimo con esta cuarentena
El tema de la cuarentena no me ha supuesto casi ninguna diferencia con mi vida antes de todos esto.
Mi rutina ha variado muy poco, sigo haciendo lo mismo que antes y sigo trabajando igual que antes gracias a mi capacidad de anticipación a los acontecimientos.
Por cierto, si estas pensando que curse estudios superiores en centros oficiales te informo que no tengo ninguna titulación salvo la obligatoria y con dos cursos repetidos.
Con cursos repetidos?
Con todos esos conocimientos? Cómo creerlo?
Creo que me equivoqué con respecto al coseno Fi
Creo que ese dato no es definido ni establecido de antemano por los fabricantes...
Me parece que es una consecuencia.....de datos calculados anteriormente...
De manera que mis cálculos anteriores con respecto al bobinado de la licuadora al sacar el coseno....se caen por completo
Estás de acuerdo?
El coseno de fi es un factor de ineficiencia y viene determinado por la calidad del núcleo ferromagnético de motores, transformadores, etc.
Todo aparato que implique una inductancia tenemos perdidas del coble por causa de la resistencia del hilo y perdidas del hierro causadas por la remanaencuia magnética que se expresan en la curva de histéresis magnética que tiene forma de hoja de laurel.
Esto esta causado por las corrientes de Foucalt en el núcleo ( corrientes parásitas).
Esto se usa en las cocinas de inducción para generar calor en cacerolas y sartenes de manera que el calor no se transmite de la fuente de energía al cacharro de cocina, el calor se genera directamente en el hierro del perol donde están los alimentos a cocinar.
Para minimizarlas se recurre a fragmentarl el núcleo en forma de laminas y se usa hierro dulce que no tiene la característica ser ferromagnético pero no imantable,
La corriente reactiva produce perdidas en forma de calor por que es la resultante de una intensidad desfasada con respecto a la tensión (un cuatro de periodo).
Esta corriente reactiva se puede compensar median el uso de capacitores conectados en paralelo a la inductancia y en las instalaciones inductriales se usa un corrector automático de la reactiva consistente en un banco de capacitores controlados electrónicamente mediante contactores,
Pero vos calculastes los 500 w útiles a partir del coseno de fhi de 0.87
Pero si no tenes ese coseno, esa ecuación se nos cae de las manos..,, y no podríamos calcular la P activa util
No sé si me explico....
Por eso te decía que los fabricantes no cuentan con el dato del coseno a la hora de diseñar el apto eléctrico.....de manera que allí hay una calle sin salida....
El factor de potencia si es un motor pequeñito no se suele tener en consideración.
En una batidora y similares no te lo pondrán entre otras cosas por que para esos apartos se usan motores universales o de corriente continua que tienen mayor rendimiento energético.
El factor de potencia se indica en motores de inducción que son menos eficientes pero por contra no tiene mantenimiento al no tener escobillas.
Pero ese factor de potencia ....¿es determinado o elegido subjetivamente antes del diseño....
o eso es un dato que se conoce una vez que se termina de fabricar el aparato?
Ese factor depende de las características físicas de los materiales que son el cobre o el aluminio para las bobinas y el hierro dulce para el núcleo
Es por eso que los transformadores más eficientes son de núcleo toroidal y en lugar de tener laminas de hierro tienen una cerámica ferrosa llamada ferrita que tienen enormes ventajas en comparación con los núcleos tradicionales de laminas de hierro.
Todos los transformadores de las fuentes de alimentación conmutadas llevan ferrita y trabajan en frecuencias ultrasónicas lo cual implica usar muy poco cobre.
Eso supone un gran ahorro de materiales y de volumen y peso en los aparatos.
Pero entonces....por lo que dices, el coseno Fi está determinado previamente en el diseño....
No es un valor incógnito o desconocido al momento de fabricar el artefacto...
Si quisiste decir eso.....,lo he entendido...
En ingenieria electrica o electronica existe lo que se conoce como estudio de materiales y es en eso donde se aprende las matematicas relacionadas en el calculo de las propiedades fisicas de los materiales tales como nucleos ferromagneticos.
Las pedidas de un núcleo dependen de esas propiedades físicas y determinaran las frecuencias de trabajo que puede tolerea, la entropía del sistema, y otros paraemtros importantes a la hora de calcular el rendimiento.
Todo esta relacionado con la física subatomica y el electromagnetismo.
Te hago una reflexión.
¿Por qué un imán atrae un torzo de hierro y sin embargo repele a un superconductor gerando el conocido efecto Meisner?