Las características de los equipos eléctricos son la potencia y el consumo de corriente. Si sólo se da uno de estos valores, es necesario convertir los amperios en kilovatios. Estas conversiones son necesarias para determinar los valores nominales de los fusibles y seleccionar las secciones de los conductores de alimentación, calcular y diseñar el sistema de alimentación y medir la electricidad consumida.
Todos los conceptos necesarios para los cálculos están disponibles en el curso de física de la escuela, excepto los matices del uso de cargas reactivas. El número de amperios de un kilovatio se determina de la misma manera para la CC y la CA siempre que se utilicen consumidores activos. Una carga inductiva o capacitiva requiere que se tenga en cuenta el factor de potencia. Existen varias fórmulas para convertir amperios en kilovatios y no requieren cálculos complejos.
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Traducción para la red de 220 V
La fórmula de la potencia combina la tensión de alimentación, el consumo de corriente y la potencia:
P=U-I
En los circuitos con cargas reactivas, donde hay cargas inductivas y capacitivas, el valor de la potencia activa se corrige introduciendo un factor de potencia en la expresión:
Pa=U-I-cosø
La conversión de amperios a kilovatios para sistemas monofásicos se realiza sustituyendo los valores iniciales en las fórmulas anteriores. El primero se utiliza en el caso de una carga activa y el segundo en el caso de una carga reactiva (motores eléctricos). Sustituyendo la corriente y la tensión en voltios y amperios, se obtiene la potencia en vatios. Para cargas pesadas es habitual convertir los vatios a un valor más manejable:
1000 vatios = 1 kW.
Estas son las reglas básicas para convertir los valores eléctricos.
Red de 380 voltios
La conversión de la corriente en vatios para un sistema trifásico no difiere de lo anterior, sólo hay que tener en cuenta el hecho de que la corriente consumida por la carga se distribuye entre las tres fases del sistema. La conversión de amperios a kilovatios se realiza teniendo en cuenta el factor de potencia.
En una red trifásica, hay que entender la diferencia entre las tensiones de fase y las tensiones de línea, y las corrientes de línea y de fase. También hay dos formas posibles de conectar a los consumidores:
- Estrella. Se utilizan 4 hilos: 3 hilos de fase y 1 hilo neutro. El uso de dos hilos, fase y neutro, es un ejemplo de red monofásica de 220 voltios.
- Triángulo. Se utilizan 3 cables.
Las fórmulas para convertir los amperios en kilovatios para ambos tipos de conexión son las mismas. La única diferencia está en el caso de una conexión en triángulo para el cálculo de las cargas conectadas por separado.
Conexión en estrella
Si se toma un conductor de fase y un conductor neutro, habrá una tensión de fase entre ellos. La tensión de línea es la tensión entre los conductores de fase y es mayor que la tensión de fase:
Ul = 1,73-Uf
La corriente que circula por cada una de las cargas es la misma que la de los conductores de la red, por lo que las corrientes de fase y de línea son iguales. Si la carga es uniforme, no hay corriente en el conductor neutro.
La conversión de amperios a kilovatios para la conexión en estrella se realiza mediante la fórmula:
P=1,73-Ul-Il-cosø
Conexión Delta
Con este tipo de conexión, las tensiones entre los conductores de fase son iguales a las de cada una de las tres cargas, y las corrientes en los conductores (corrientes de fase) están relacionadas con las corrientes de línea (que fluyen a través de cada carga) por la expresión
Il = 1,73-If
La fórmula de conversión corresponde a la indicada anteriormente para la "estrella":
P=1,73-Ul-Il-cosø
Esta conversión de valores se utiliza al seleccionar los relés de protección que se instalan en los conductores de fase de la red de suministro. Este es el caso cuando se utilizan cargas trifásicas como motores eléctricos, transformadores.
Si se utilizan cargas simples conectadas en triángulo, la protección se coloca en el circuito de carga y el valor de la corriente de fase se utiliza en la fórmula para el cálculo:
P=3-Ul-If-cosø
La conversión de vatios en amperios se realiza mediante fórmulas inversas que tienen en cuenta las condiciones de conexión (tipo de conexión).
El cálculo puede evitarse elaborando una tabla de traslación con los valores de la carga activa y el cosø=0,8 más común.
Tabla 1. Conversión de kilovatios a amperios para 220 y 380 voltios, corregidos para el cosø.
| Potencia de salida, kW | Corriente alterna trifásica, A | |||
| 220 В | 380 В | |||
| cosø | ||||
| 1.0 | 0.8 | 1.0 | 0.8 | |
| 0,5 | 1.31 | 1.64 | 0.76 | 0.95 |
| 1 | 2.62 | 3.28 | 1.52 | 1.90 |
| 2 | 5.25 | 6.55 | 3.,4 | 3.80 |
| 3 | 7.85 | 9.80 | 4.55 | 5.70 |
| 4 | 10.5 | 13.1 | 6.10 | 7.60 |
| 5 | 13.1 | 16.4 | 7.60 | 9.50 |
| 6 | 15.7 | 19.6 | 9.10 | 11.4 |
| 7 | 18.3 | 23.0 | 10.6 | 13.3 |
| 8 | 21.0 | 26.2 | 12.2 | 15.2 |
| 9 | 23.6 | 29.4 | 13.7 | 17.1 |
| 10 | 26.2 | 32.8 | 15.2 | 19.0 |
