En tiempo de crisis es preciso controlar muy bien los gastos de energía eléctrica. Se pueden evitar fácilmente las cuentas elevadas con un control racional en el uso de los aparatos electrodomésticos que gastan más energía. Pero, no sabe usted cuánto gasta su calefactor de ambientes, la licuadora, la plancha? EI wattimetro que describimos no hará que los aparatos gasten menos, pero ayudará a planear mucho mejor su uso en función del gasto, indicando cuanto consumen, lo que le ayudará a reducir las cuentas a fin de mes.
Como los lectores saben, pagamos nuestra cuenta de energía eléctrica en función de los "kilowatt-hora" (kWh) que la empresa proveedora envía a nuestro hogar y que son marcados en un "reloj" colocado en la entrada de cada instalación.
El consumo de energía, o la cantidad de "kilowat-hora" que gastamos, depende, no sólo de la potencia exigida por cada aparato (que no siempre corresponde a la potencia provista por este mismo aparato) sino también del tiempo que el mismo permanece conectado.
Si tenemos una lámpara de 100 W que permanece encendida durante 10 horas seguidas tendremos un consumo de energía do 100 x 10 = 1000 watt-hora o 1 kWh. Por otro lado, um calefactor de 400 KW, conectado por 5 horas, "gastará" 400 x 5 = 2000 Wh ó 2 kWh.
La mayoría de los aparatos electrodomésticos traen marcada la potencia que consumen, lo que sin duda nos permite evaluar si se trata de un aparato "gastador" o no de electricidad.
Las lámparas incandescentes, por ejemplo, traen la marcación de sus "watt" de consumo, a los cuales asociamos su brillo, que es proporcional (figura 1).
Los reparadores de electrodomésticos, o los montadores de aparatos electrónicos sin embargo, pueden tener dificultades para saber si un determinado aparato está gastando o no lo que debe.
Para medir la cantidad de energía gastada, o la potencia consumida, damos el proyecto de un wattimetro.
El wattímetro nos permite saber cuál es la potencia consumida por un electrodoméstico común, y en función de la misma evaluar la cantidad de energía que puede gastar, en condiciones normales de funcionamiento.
El wattímetro que describimos es muy simple de armar y también de usar, e incluso puede ser embutido en su banco de trabajo. Medirá potencias de hasta 200 W en 220 V en la banda normal, que puede ser ampliada bastante mas, si el lector quiere, según su tipo de trabajo.
Cómo funciona
El circuito básico de este instrumento es el que aparece en la figura 2.
Tenemos dos diodos conectados en oposición de modo que uno de ellos conducirá los semiciclos positivos dela alimentación y el otro los negativos.
La caída de tensión de estos diodos es del orden de 0,6V, lo que significa una pérdida despreciable de potencia para el aparato que está siendo probado, ya que este valor, en función de 220 V, representa apenas 0,27%, aproximadamente.
En serie con uno de los diodos tenemos un resistor de pequeño valor que quedará sometido a una diferencia de potencial que es proporcional a la contente conducida, y por lo tanto proporcional a la potencia exigida por el circuito de carga.
V = R x I
Usando un resistor de 1 ohm, tendremos una tensión de 1V sobre el cuando la comente sea de 1A, lo que en la red de 220 V corresponde a una potencia de 1W aproximadamente. Este 1V sobre el resistor representa 0,5% adicional de perdida de potencia pero no lo suficiente para perjudicar 1a medición que se está haciendo.
Es en paralelo con este resistor que conectamos el circuito del instrumento que consiste en un VUmetro común, un resistor fijo de protección y un trimpot.
En el trimpot se ajusta la banda de medición del aparato, según las necesidades de cada uno.
Entonces cuando un aparato cuya potencia queremos medir es conectado al circuito, aparece sobre el resistor de bajo valor una tensión proporcional a esta potencia, la cual es indicada por el instrumento. Los diodos son necesarios porque el VUmetro sólo funciona con corrientes continuas.
Vea que no podemos usar directamente un diodo con el instrumento, porque en él tenemos bajas tensiones, del orden de fracción de volt. Los diodos sólo comienzan a conducir con aproximadamente 0,6V (figura 3).
Material
Todo el material para este montaje es absolutamente común, no habiendo dificultades para que el lector lo obtenga.
La caja para el montaje puede ser la sugerida en la figura 4, en que tenemos la colocación directa de una toma para conexión de los aparatos a prueba.
No será preciso conectar el interruptor o desconectar el aparato de la red cuando está fuera de uso, pues sólo hay consumo de energía cuando algún aparato es conectado a su toma y accionado.
El VUmetro es el componente más importante de este montaje, siendo del tipo común de 200 µA. Sugerimos que se elija uno que tenga escala de 0-5 con separación uniforme entre los números, o sea, escala lineal, pues ésta puede ser asocia-la fácilmente a la tabla de lectura dada más adelante. También se puede hacer una marcación directa sobre la escala.
El resistor R1 debe ser de 1 ohm, si la potencia medida fuera de hasta 200 W, y de 0,47ohm, si la potencia fuera hasta 400 W. Este resistor puede ser común de carbono o de alambre con disipación mayor de 2 W.
Los diodos son del tipo 1N4005 ó equivalentes de mayor tensión, como los 1N4006, 1N4007 o BY127.
P1 es un trimpot común y R2 un resistor de 1 /8 W.
Material adicional para el montaje: toma, alambres, cable de alimentación y puente de terminales.
Montaje
El montaje es bastante simple, ya que usan pocos componentes y ninguno de ellos es crítico al punto de exigir cuidados especiales.
En la figura 5 tenemos el circuito completo y en la figura 6 el montaje en puente de terminales.
Los principales cuidados que se deben tener en el montaje son:
a) Suelde en primer lugar los diodos en el puente de terminales, observando su polaridad que es dada por la posición de la rayita. Sea rápido en el soldado de estos componentes, porque son sensibles al calor.
b) Suelde el resistor R1, doblando sus terminales de modo que queden como en el dibujo. No corte sus terminales demasiado cerca del cuerpo del componente, pues los mismos ayudan a disipar el calor generado. Este componente no tiene polaridad.
c) Suelde el resistor R2. Sea rápido;
d) Suelde el trimpot. Sus terminales deben ser doblados ligeramente para que queden en posición de soldado. El botón plástico debe quedar para arriba;
e) Haga las interconexiones entre los demás componentes, usando cable flexible de cubierta plástica. Estos cables, no deben ser largos. Para las conexiones de la toma, el cable usado no debe; ser fino, principalmente si su versión se destina medición de potencias hasta 400W.
i) En la conexión del VU observe su polaridad que está marcada en el cuerpo del instrumento. Si hubiera inversión, la aguja tenderá a moverse en sentido contrario al normal. Si eso ocurre, basta invertir sus conexiones.
Terminado el montaje, revise todo. Después sólo queda probar el aparato.
Prueba y uso
Coloque el trimpot en la posición de máxima resistencia, o sea, gire su cursor de modo que quede todo hacia la derecha, como si fuera el control de volumen para el sonido máximo.
Conecte en el toma del medidor un porta lámpara con una lámpara, inicialmente de 100 W.
Si su versión fuera de 200 W como máximo, ajuste para que el instrumento marque la mitad de la corriente máxima.
Para un fondo de escala de 200 W (en 220 V] el resistor R1 debe ser de 1 ohm x 2W. Para un fondo de escala de 400 W en 220 V el resistor R1 debe ser de 0,47 ohm x 2 W. Los diodos deben también ser cambiados por unidades de 2 A.
Considerando el VU con escala de 0-5 en divisiones iguales, podemos establecer la siguiente tabla de lectura:
0 - 0
1 – 20 W
2 – 40 W
3 – 60 W
4 - 80 W
5 – 100 W
Estos valores pueden ser marcados directamente en el instrumento.
Al usar el aparato, asegúrese de que el electrodoméstico que está siendo medido no tenga una potencia mayor que el fondo de escala, pues de lo contrario puede ocurrir que se quemen los diodos.
Los gastos de energía
Una vez obtenidos los valores de gastos de kilowatt/hora de cada aparato, puede fijarse en el valor del kilowatt/hora que indica su última factura de la compañía de electricidad, y elaborar una tablita en la que figuren la potencia y el gasto en australes por hora de cada dispositivo casero, ¡Si se la muestra luego a todos los miembros de la familia, indudablemente contribuirá a reducir los gastos a fin de mes!
M1 – Vumetro de 200 µA
D1 e D2 – 1N4005 – diodos (ver texto)
R1 – 1 Ω x 2 W ó 0,47 Ω x 2W – (ver texto)
R2 - 820 Ω x 1/8 W – resistor (gris, rojo, marrón)
P1 – trimpot de 4,7 kΩ