La industria eléctrica utiliza muchos términos diferentes para describir las clasificaciones y requisitos de los dispositivos electrónicos. Por ejemplo, es posible que haya visto una etiqueta de fuente de alimentación con una clasificación de corriente de "20 A", un voltaje de salida de "12 VCC" y una descripción que indica "240 W" en vatios. Comprender el significado detrás de estos tipos de clasificaciones es especialmente crucial para garantizar un funcionamiento adecuado y cumplir con los requisitos de seguridad eléctrica al integrar actuadores con otros componentes eléctricos. En este artículo, cubriremos la diferencia entre amperios, voltios y vatios para trabajar con actuadores lineales eléctricos.
Comprensión de los amperios: medición del flujo de corriente
En la industria eléctrica, la corriente representa el flujo volumétrico de electrones y se utiliza amperios (A) o, abreviadamente, "amperios" como unidad de medida. La corriente eléctrica expresada en amperios se refiere a cuántos culombios de electrones fluyeron a través de la trayectoria de un circuito por segundo.
1 culombio ≈ 6.241.509.074.460.762.607 electrones
1 culombio ≈ 6,24 × 10^18 electrones
1 A ≈ 1 culombio/segundo
Por lo tanto:
1 A ≈ 6,24 × 10^18 electrones/seg
Otra analogía para visualizar el flujo de electricidad a través de cables es como imaginar agua fluyendo a través de tuberías. En lugar de los electrones por segundo que se encuentran en amperios (A), el agua que fluye a través de las tuberías se puede medir con unidades como litros por segundo (l/s).
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Definición de voltios: diferencia de potencial eléctrico
Voltios (V) es la unidad de medida del voltaje que representa la diferencia de potencial eléctrico entre dos puntos de un circuito. Esta diferencia de potencial es lo que puede permitir la capacidad de realizar trabajos como encender una bombilla o hacer funcionar un actuador lineal de un lado a otro. Dependiendo de si un actuador era CA o CC , es posible que su voltaje aparezca como " VAC " o " VDC " .
J = La unidad de energía conocida como " julio "
Voltaje = Energía potencial/electrones
Por lo tanto:
1 V = 1 J/ 1 culombio
Otra analogía para visualizar la diferencia de potencial eléctrico entre los terminales (+) positivo y (-) negativo de una batería es como imaginar una bomba de agua provocando una diferencia en la presión del agua. En lugar de que los procesos químicos dentro de una batería causen que los electrones fluyan de un terminal a otro, las bombas de agua tienen el potencial de aspirar agua hacia adentro por un lado y empujarla a través de la manguera de salida.
El significado de los ohmios: resistencia eléctrica
En la industria eléctrica, un ohmio (Ω) es una unidad utilizada para medir la resistencia eléctrica de una carga dentro de un circuito determinado. Cualquier componente que se oponga o ralentice el flujo de corriente eléctrica en un circuito puede considerarse una carga y provocará cierta resistencia eléctrica.
Resistencia (Ω) = ρ ℓ/ A
Dónde:
ρ = resistividad eléctrica de un material medida en ohmímetros (Ω·m)
ℓ = longitud del cable en metros (m)
A = área de la sección transversal del cable (m^2)
Otra analogía para visualizar la resistencia eléctrica es como imaginar agua fluyendo a través de tuberías de diferentes tamaños. Reemplazar cables delgados por cables más gruesos para reducir la resistencia eléctrica es como reemplazar tuberías estrechas por tuberías más anchas para que el agua pueda fluir con menos restricciones. Además, los cables más largos causan más resistencia eléctrica, al igual que las tuberías más largas resultan en un flujo de agua más restrictivo debido a la mayor pérdida de transferencia de energía.
Descubriendo vatios: cálculo de potencia
Watts (W) es una unidad utilizada para medir la potencia eléctrica que se puede calcular multiplicando el voltaje (V) y la corriente eléctrica (I). Medir tanto el voltaje como la corriente usando dos instrumentos de medición al mismo tiempo permite al usuario obtener los parámetros necesarios para calcular el consumo de energía de los vatios consumidos por un actuador en un momento dado. Esto es para determinar la cantidad de trabajo realizado durante un período de tiempo (julios por segundo). Las relaciones entre potencia, corriente y voltaje se pueden encontrar en la Ley de Watt como se ve a continuación:
P = V×I
Potencia = Voltaje × Corriente
1 W = (1 V) × (1 A)
1 W = (1 J/ 1 culombio) × (1 culombio/ segundo)
1 W = 1 J/ segundo
Otra analogía para visualizar la energía eléctrica es como imaginar agua que fluye generando energía al caer desde cierta altura y aterrizar sobre una rueda hidráulica. En lugar de que el flujo de electricidad provoque que un motor de CC realice el trabajo, el flujo de agua que cae provoca el movimiento de rotación de una rueda hidráulica que puede usarse para moler el grano y convertirlo en harina.
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Calcular y medir parámetros eléctricos
Las relaciones entre voltaje, corriente y resistencia se pueden encontrar en la Ley de Ohm, donde:
Voltaje = Corriente × Resistencia
V = Yo × R
Yo = V/R
R = V/I
En determinadas condiciones, estas fórmulas también se pueden utilizar en combinación con las que se encuentran en la ley de Watt para analizar un circuito y resultan muy útiles al calcular una variable o parámetro faltante. En ocasiones, esto puede deberse a las limitaciones en cuanto a las variables que se pueden medir de forma segura o conveniente. Estas fórmulas también son útiles en caso de que un instrumento de medición pueda medir ciertas variables con mayor precisión que otras.
Los multímetros son quizás el instrumento de medición más común que se encuentra en el campo eléctrico debido a su versatilidad general y capacidad de medir la mayoría de los parámetros eléctricos que necesitamos. Dado que los multímetros pueden venir con diferentes características, configuraciones de rango y requisitos de configuración de puertos, es importante configurar correctamente su multímetro de acuerdo con el manual del usuario y las recomendaciones del fabricante antes de realizar una medición.
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Tener un DMM (multímetro digital) en línea con un circuito permite un contacto más directo, lo que da como resultado una mayor precisión y lecturas precisas del consumo de corriente. Las pinzas amperimétricas no son ideales para aumentos o caídas repentinos de corriente y, por lo general, serán menos precisas en comparación con un multímetro digital; sin embargo, se convierten en instrumentos de medición útiles en determinadas condiciones. Las pinzas amperimétricas son más convenientes ya que se sujetan fácilmente alrededor de los cables, mientras que un DMM requiere que el usuario rompa su circuito para colocar su DMM en línea para medir la corriente. Si el flujo de corriente es continuo, las pinzas amperimétricas también se pueden utilizar para intentar determinar si un actuador eléctrico está atascado o defectuoso.
Uso de amperios, voltios y vatios en aplicaciones prácticas
Ahora que tenemos los conceptos básicos cubiertos, podemos aplicar este conocimiento en cómo elegimos los componentes que usaremos con los actuadores. Al elegir una fuente de alimentación y/o una caja de control , debemos asegurarnos de que estos dispositivos sean modelos que generen el mismo valor de voltaje que el voltaje de funcionamiento de nuestro actuador elegido . También debemos verificar que el actuador que usaremos tenga un consumo de corriente menor o igual a lo que la fuente de alimentación y/o la caja de control estaban clasificadas para manejar.
Si desea reemplazar una fuente de alimentación o un controlador para un actuador de CC al que le falta una etiqueta (o no tiene información), mida la caída de voltaje entre sus dos terminales usando un multímetro. Luego, verifique cuántos amperios consume el motor cuando está completamente cargado. Esto ayudará a comprender mejor el consumo de energía eléctrica del actuador y qué clasificaciones buscar si necesita reemplazar los otros componentes eléctricos que estarán conectados al actuador.
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EN RESUMEN
El conocimiento de los diferentes términos eléctricos utilizados en la industria es crucial para comprender qué fuente de energía, controlador y/o actuador tendrán las clasificaciones adecuadas para cumplir con los requisitos de seguridad eléctrica de cada uno. También resulta útil para determinar las clasificaciones, limitaciones y compatibilidad generales de otros componentes que se encuentran dentro de los sistemas y electrodomésticos eléctricos.
Esperamos que esto le haya resultado tan informativo e interesante como a nosotros, ¡especialmente si tiene curiosidad por saber más sobre la diferencia entre amperios, voltios y vatios cuando se usan actuadores! Si tiene alguna consulta o desea hablar más sobre nuestros productos, ¡no dude en comunicarse con nosotros! Somos expertos en lo que hacemos y estaremos encantados de ayudarle en todo lo que podamos.
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