NO ME SALEN
(APUNTES TEORICOS Y EJERCICIOS DE BIOFÍSICA DEL CBC)
ELECTRICIDAD
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Ned 08* -La potencia eléctrica proporcionada por la compañía de luz a una casa, en cierto momento, es de 3.300 W, con una diferencia de potencial de 110 V. Los cables de la línea desde la calle hacia la casa tienen una resistencia total de 0,10 ohm.
a) calcule la pérdida de potencia en esa línea de transmisión.
b) conteste la pregunta anterior suponiendo que aquella misma potencia fuera proporcionada a 220 V.
c) entonces, ¿qué ventaja ofrece usar 220 V, en vez de 110 V, en una casa?
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| 3.300 W no es una potencia despreciable. Pero con que tengas prendidas 6 lamparitas, el microondas, la heladera, la tele, la compu y el aire acondicionado, ya estás muy cerca de ese consumo. Hagamos un esquemita del problema que enfrentamos. |
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Los puntos de la izquierda son las conexiones a la red troncal entre los que hay una diferencia de 110 V. Las dos resistencias del centro representan la resistencia del cableado hacia la casa (se trata de una resistencia presente en todo el cablerío, acá están resumidas y representadas en apenas dos). Y las resistencias de la casa son los artefactos -en paralelo, por supuesto- conectados en casa y que están recibiendo una potencia de 3.300 W.
Bien, veamos qué podemos hacer:
Potcasa110 = 3.300 W = V . i
de donde:
i110 = 3.300 W / 110 V = 30 A
Esa es la intensidad de corriente que está circulando (repartida) por todos los artefactos encendidos en la casa. Pero es la misma corriente que circula (ahora sí, toda reunida) por los cables de conexión a la alimentación de la empresa distribuidora. De modo que la potencia disipada en esos cables, cuya resistencia es de 0,10 ohm, será:
Potcables110 = i² . R = (30 A)² . 0,10 ohm
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Casi un 3 % de la energía que nos vende la empresa de distribución de energía eléctrica se va en el calentamiento de los cables (y la pagamos nosotros).
Veamos qué ocurre si la diferencia de potencial es de 220 V. Los cálculos son idénticos:
Potcasa220 = 3.300 W = V . i
de donde:
i220 = 3.300 W / 220 V = 15 A
Es lógico que, si la diferencia de potencial aumenta al doble, es necesaria una corriente igual a la mitad para que los artefactos funcionen de la misma manera. Veamos qué potencia disipan los cables de conexión con esa corriente:
Potcables220 = i² . R = (15 A)² . 0,10 ohm
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Los cables se calientan mucho menos y disipan mucha menos energía.
Los países que distribuyen energía a 110 V no es que sean tontos y les guste derrochar energía (aunque en muchos otros casos sí lo son, sin lugar a dudas). Lo que hacen es una inversión mayor en la instalación eléctrica (tanto de la distribución como del cableado hogareño) conectando con cables de mayor grosor y menor resistencia (recordá que la resistividad de los cables es inversamente proporcional a la sección de los mismos). De ese modo evitan la pérdida y de paso meten menor diferencia de potencial en el hogar, ya que es el factor de riesgo más importante en las electrocuciones. |
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| * Ejercicio muy aleccionador tomado de Física General, Antonio Máximo y Beatriz Alvarenga, Oxford, p 972. |
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| Desafío: Estrictamente hablando, la resolución del ejercicio presenta un error teórico (despreciable en la práctica)... ¿te animás a encontrarlo? |
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| Algunos derechos reservados.
Se permite su reproducción citando la fuente. Última actualización dic-11. Buenos Aires, Argentina. |
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