Conceptos básicos de Electricidad en instalaciones 12V (parte_1)

En este post y en algunos más que vendrán, vamos a intentar explicar los conceptos básicos del cableado en sistemas eléctricos y especialmente en instalaciones con baterías, inversores de corriente, cargadores.

Hablaremos de la importancia de ‘hacerlo bien’ y de los problemas que pueden aparecer si un sistema tiene un cableado inadecuado. También ayudará a instaladores y usuarios a resolver los problemas que puedan surgir por un mal cableado.

Para que un sistema eléctrico funcione adecuadamente, y en especial aquellos que contienen un inversor/cargador y baterías, que son dispositivos de ‘alta corriente’, es fundamental que el cableado del sistema se realice correctamente.

Podrás aprovechar mejor este contenido si tienes algunos conocimientos teóricos básicos sobre electricidad. Esto te ayudará a entender los factores que determinan el grosor de los cables y los tipos de fusibles. Si ya tienes unas nociones básicas, quizá puedas saltarse este capítulo, pero te recomendamos que por lo menos lo leas.

La Ley de Ohm

La ley de Ohm es la más importante de un circuito eléctrico. Es la base de casi todos los cálculos eléctricos.
Permite calcular la corriente que atraviesa un cable (o un fusible) a diferentes tensiones. Es fundamental saber cuánta corriente circula por un cable para poder elegir el cable correcto para cada sistema.

Pero primero es necesario entender algunos conceptos básicos sobre la electricidad.

La electricidad es el movimiento de los electrones en un material,
llamado conductor. Este movimiento genera una corriente eléctrica. Esta
corriente se mide en amperios, que se representan con la letra A.
La fuerza necesaria para que los electrones fluyan se llama tensión (o
potencial). Se mide en voltios, que se representan con la letra V
Cuando la corriente eléctrica pasa a través del material encuentra cierta
resistencia. Esta resistencia se mide en ohmios, que se representan con la letra griega Ω.

La tensión, la corriente y la resistencia están relacionadas entre sí.

• Cuando la resistencia es baja, se mueven muchos electrones y la corriente es alta.
• Cuando la resistencia es más alta, se mueven menos electrones y la corriente es menor.
• Cuando la resistencia es muy alta, no se mueve ningún electrón y la corriente se detiene.

Se puede decir que la resistencia de un conductor determina la cantidad de corriente que atraviesa un material a una tensión concreta. Esto puede expresarse con una fórmula conocida como la Ley de Ohm.

Potencia

La Ley de Ohm describe la relación entre resistencia, corriente y tensión. Pero hay otra unidad eléctrica que puede obtenerse de la Ley de Ohm: la potencia.

La potencia representa la cantidad de trabajo que puede hacer una corriente eléctrica.
Se mide en vatios y se representa con la letra P.
Se puede calcular con la siguiente fórmula:

De la ley de Ohm se pueden obtener otras fórmulas.Algunas de estas fórmulas son muy útiles para calcular la corriente de los cables.

Una de las fórmulas muy usadas es:

Esta fórmula permite calcular cuánta corriente atraviesa un cable cuando la tensión y la potencia son conocidas.

Ejemplo de aplicación:
Pregunta:
Si se tiene un batería de 12 V conectada a una carga de 2400 W.
¿Qué intensidad de corriente pasa por el cable?
Respuesta:
V = 12 V
P = 2400 W
I = P/V = 2400/12 = 200 A

Conductividad y Resistencia

Algunos materiales conducen la electricidad mejor que otros. Los materiales con poca resistencia conducen bien la electricidad, mientras que los materiales con una alta resistencia conducen mal la electricidad, o ni siquiera la conducen.

Los metales presentan una baja resistencia y conducen bien la electricidad. Estos materiales se denominan conductores. Por esta razón se emplean en los cables eléctricos.

El plástico y la cerámica presentan una resistencia muy alta y no conducen la electricidad en absoluto. Se les llama aislantes. Por esto es por lo que se usan materiales no conductores, como plástico o goma, en el exterior de los cables. El contacto con el cable no provoca una descarga eléctrica porque la electricidad no puede trasladarse a través de estos materiales.
Los aislantes también se usan para evitar cortocircuitos cuando dos cables se tocan.

Hay otros dos factores que determinan la resistencia del cable. Se trata de la
longitud y el grosor del conductor (el cable):
• Un cable fino tiene más resistencia que un cable grueso de la misma
longitud.
• Un cable largo tiene más resistencia que un cable corto del mismo grosor.

Es importante conocer la resistencia del cable. Cuando pasa corriente por un cable, su resistencia provoca estos dos efectos:
• Caída de tensión (pérdida) a lo largo del cable.
• Calentamiento del cable.

Si la corriente aumenta, estos efectos se intensifican. Un aumento de la corriente incrementará la caída de tensión y hará que el cable se caliente aún más.

Conclusión:
Tanto el grosor como la longitud del cable tienen un efecto considerable en la resistencia del cable.

Es por eso la importancia en la elección correcta de la sección del cable a utilizar en una instalación y también su longitud.

Bien, aquí lo dejamos hoy, puede que todo esto te haya parecido un poco “tostón” pero son conceptos básicos que hay que conocer o por lo menos saber que existe y tener algunas nociones básicas.

En el próximo post relacionado hablaremos de caídas de tensión y de como calcularlas, de elección de sección de cable correcta, de bancadas de baterías en serie y en paralelo y algunas cosas más. Si os interesa el tema estar atentos a los próximos capítulos.

Y como siempre, para cualquier duda o comentario puedes dejarlo aquí mismo y estaremos encantados de poder ayudarte.