7 votos

¿Por qué una toma de corriente de 240 voltios ahorra dinero en costes eléctricos que una toma de 120 voltios?

Vivo en Estados Unidos y tenemos muchos enchufes que funcionan a 120 voltios. He oído que para los dispositivos que soportan el estándar de 240 voltios puede no costar tanto en los precios de la electricidad.

¿Puede alguien explicar cómo, simplemente uniendo dos circuitos de 110, se crea un ahorro de dinero o de energía eléctrica cuando se opera a 240 voltios?

Conozco vagamente las "fases" de la corriente alterna. Cuando se crea un circuito de 240 a partir de dos circuitos de 110, ¿qué ocurre con las fases de los circuitos?

4voto

RelaXNow Puntos 1164

No creas todo lo que oyes. En EE.UU. (y probablemente en la mayoría de los demás lugares), se factura por la energía utilizada. Los vatios son vatios, y el hecho de que consumas 1,1 kW extrayendo 10 A de 110 V o 5 A de 220 V no influye en la cantidad de energía que consumes ni en lo que te cobran.

Su casa funciona con el secundario de un transformador con toma central. En los extremos, este secundario produce 220 V. Eso significa que desde la toma central hasta cada extremo hay 110 V. Los tres cables se introducen en su casa en grandes cables. La toma central se conecta a tierra cerca de donde entra en la casa, que también debería estar cerca del panel de interruptores. Esto se convierte en el neutro para los circuitos de 110 V. El otro lado para todos los circuitos de 110 V es uno de los extremos secundarios, que son conmutados por los disyuntores. Los circuitos de 220 V, como los de una secadora eléctrica, un calentador de agua o una cocina, tendrán dos extremos cruzados con un disyuntor que puede desconectar cada extremo. Aunque hay dos disyuntores para estos circuitos, estarán agrupados en una sola unidad. A veces esto es obvio, ya que parecen dos disyuntores con una barra que cruza los dos interruptores para que siempre se enciendan o apaguen juntos. Si uno salta, también se apagará el otro.

El motivo de entrar en todo este detalle es que puedas entender la diferencia entre los circuitos de 110 V y 220 V. Ambos son alimentados por el mismo secundario del transformador. El primario no puede saber de cuál de las dos mitades del secundario se extrajo la energía, o si se extrajo como 220 V utilizando ambas juntas.

Los circuitos de 220 V tienen una ventaja, que es la razón por la que existen. Con 220 V sólo se necesita la mitad de corriente para obtener la misma potencia que con 110 V. Normalmente eso no importa mucho. Pero, con aparatos de gran potencia, la corriente necesaria a 110 V requeriría que los cables fueran antieconómicamente gruesos.

A corrientes realmente altas, se puede notar la pérdida de energía en los cables entre el panel del disyuntor y el aparato. Esos cables tienen una resistencia finita, y la potencia que se pierde en ellos va con el cuadrado de la corriente que los atraviesa. Por lo tanto, los aparatos que requieren una alta corriente no sólo requieren cables caros y gruesos, sino que causan más desperdicio en esos cables. Esta es la razón por la que para los dispositivos de alta corriente sólo se pasa por el problema de usar 220 V. Eso requiere la mitad de la corriente, y por lo tanto causaría 1/4 de la disipación de energía en los cables del mismo tamaño.

Sin embargo, en la mayoría de las instalaciones, los cables se dimensionan en función de la corriente que transportan, independientemente de la tensión de circuito abierto en el extremo. El factor limitante es la cantidad de calor que un cable puede disipar por unidad de longitud. El código eléctrico especifica la corriente máxima para cada calibre de cable, basándose en todos esos factores y con un margen considerable. No alberga casi incendiarse a plena carga. Por ejemplo, el cable de cobre del número 10 está clasificado para 30 A, si no recuerdo mal. Así que, en realidad, los circuitos de 220 V permiten un cable más fino, que cuesta menos y es más fácil de trabajar.

Así que, técnicamente, los dispositivos que funcionan con un voltaje más alto hacen que se desperdicie menos energía en los cables. Esa podría ser la base de la afirmación de que los aparatos de 220 V cuestan menos de funcionar, pero es descabellada. La energía que se pierde en los cables es una pequeña fracción de la energía utilizada por el aparato, por lo que, en el mejor de los casos, se trata de una ventaja muy pequeña. Hay otras ventajas en utilizar un voltaje más bajo, como el de 110 V. Por eso la mayoría de las cosas funcionan con 110 V, excepto las que necesitan una potencia inusualmente alta.

i-Ciencias.com

I-Ciencias es una comunidad de estudiantes y amantes de la ciencia en la que puedes resolver tus problemas y dudas.
Puedes consultar las preguntas de otros usuarios, hacer tus propias preguntas o resolver las de los demás.

Powered by:

X