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Instrumentos y aparatos de medida: Medidas de
potencia y energía
Probablemente por tu edad seas ya plenamente consciente de la importancia que los recursos
energéticos tienen para un país. El petróleo es fuente de muchas satisfacciones si se posee,
pero de no pocos sinsabores si escasea. En España, cerca del 50% de la producción eléctrica se
realiza en centrales térmicas, donde quemamos compuestos derivados del llamado oro negro.
Por otro lado, cualquier forma de producción eléctrica conlleva inversiones y actuaciones que
las empresas tienen que rentabilizar al vendernos esa electricidad. Medir la potencia de las
instalaciones y cuantificar la energía que consumen es de vital importancia para estas
empresas.
Hoy en día además, la actualización de las tarifas se realiza con rapidez, con la intención de
repercutir sobre el consumidor cualquier variación que las materias primas, o los costes de
producción y explotación experimenten para las empresas productoras. Si te estás planteando
que la rapidez con que se corrige al alza es exponencial comparada con las variaciones a la
baja, probablemente estemos de acuerdo.
Así pues, los equipos de medida empleados son lo suficientemente importantes como para
dedicarles un tema, pues del buen funcionamiento y calibrado de los mismos va a depender la
factura eléctrica.
Imagen 1: Contador de electricidad.
Fuente: Elaboración propia por Jorge de la Encina.
1. Potencia en corriente continua
Puesto que en corriente continua los receptores son considerados elementos resistivos
puros, la potencia que queremos medir será
Imagen 2: Circuito de corriente continua.
Fuente: Elaboración propia.
Podemos obtener la potencia realizando una medición indirecta, es decir, intercalando un
voltímetro y un amperímetro. Para ello podemos proceder de dos formas:
Conexión corta: en este caso, el voltímetro se coloca después del amperímetro. Si
tenemos en cuenta que los aparatos de medida tienen su propia resistencia interna, ésta
interfiere en la lectura. Podemos considerar de forma ideal la resistencia del voltímetro
como Rv.
Imagen 3: Medida indirecta de potencia. Conexión corta.
Fuente: Elaboración propia.
En ese caso, la corriente que medirá el amperímetro será la suma de la corriente que
recorre la carga más la del voltímetro, tal y como indica la imagen.
Imagen 4: Medida indirecta de potencia. Conexión corta.
Fuente: Elaboración propia.
Del esquema del circuito podemos sacar las siguientes conclusiones al aplicar la ley de Ohm:
Por otro lado sabemos que:
Y sustituyendo más arriba nos quedará:
Conexión larga: en este caso el amperímetro se coloca después del voltímetro, tal y
como indica la imagen y de igual forma, la resistencia interna del amperímetro influirá en
la lectura. Así pues la sacamos fuera del aparato.
Imagen 5: Medida de potencia. Conexión larga.
Fuente: Elaboración propia.
La gráfica inferior muestra como la tensión V será la suma de las tensiones del amperímetro
y de la carga.
Imagen 6: Medida de potencia. Conexión larga.
Fuente: Elaboración propia.
Si aplicamos la ley de Ohm tendremos:
Donde de nuevo tendremos que la lectura de la potencia se ve afectada por la resistencia del
aparato, en este caso del amperímetro, cometiendo un error por exceso de valor:
De lo hasta aquí expuesto podemos sacar algunas conclusiones en relación a la
fiabilidad o precisión en la lectura:
Si el receptor tiene poca potencia y poca intensidad, entonces interesa la conexión
larga.
Si el receptor tiene poca potencia y poco voltaje, interesa la conexión corta.
Si la potencia a medir es elevada, entonces podemos considerar despreciable el
error de los aparatos.
1.1. El vatímetro
Otra forma de obtener la potencia es por métodos de medición directa con un
vatímetro. El vatímetro es un dispositivo de medida de tipo electrodinámico y su
constitución y funcionamiento es similar al del amperímetro o voltímetro.
Internamente está formado por dos bobinas, una fija y otra móvil. La fija es de hilo
grueso y la móvil de hilo fino. La bobina fija es recorrida por la corriente del circuito,
por eso la llamamos amperimétrica y la móvil es de hilo fino y mide la tensión, por
lo que la llamaremos voltimétrica. Para que esta bobina sea recorrida por una
corriente muy pequeña, se puede conectar una resistencia en serie con ella.
Imagen 7: Esquema interno de un vatímetro electrodinámico.
Fuente: Elaboración propia.
Así pues, haciendo que la bobina fija sea atravesada por la corriente del circuito a medir y
que la corriente de la bobina móvil sea proporcional a la tensión de dicho circuito, el ángulo
de giro de la bobina será proporcional al producto de ambas y por lo tanto a la
potencia consumida por el circuito.
Imagen 8: Esquema de conexión de un vatímetro electrodinámico.
Fuente: Elaboración propia.
Por lo tanto, si conectamos un vatímetro a la carga del circuito anterior el esquema de
conexión será como se indica en la imagen.
Imagen 9: Conexión de un vatímetro en un circuito de corriente continua.
Fuente: Elaboración propia.
Determinar la potencia real del receptor de la figura, si la lectura del amperímetro es de
3 A y su resistencia interna es de 0,08 Ω y la del voltímetro es de 26 V, siendo su
resistencia interna de 15 kΩ.
Imagen 10. Medición indirecta de potencia: medición corta.
Fuente: Elaboración propia.
Repasa las expresiones del apartado anterior.
En el siguiente enlace puedes acceder a una aplicación muy sencilla. Tus
conocimientos están muy por encima de lo que aquí se muestra, el interés radica en
que si no has manejado nunca un vatímetro, en la unidad 3 "Potencia y energía
eléctrica" puedes acceder a la animación de como se conecta uno.
Accede a la aplicación
2. Potencia en corriente alterna monofásica
En el supuesto de que el circuito estuviera formado por elementos resistivos puros,
procederíamos igual que si se tratara de un circuito de corriente continua. Para los casos en
que nuestro circuito esté constituido por impedancias Z, no es suficiente con conocer la tensión
y la intensidad, pues como bien sabemos a estas alturas del curso existe un desfase entre
ambas y la potencia depende de él.
Así pues, conviene recordar las potencias que se dan en un circuito de corriente alterna:
Potencia aparente
Potencia activa
Potencia reactiva
Por si lo has olvidado volvemos a mostrar el triángulo de potencias.
Imagen 11: Triángulo de potencias en corriente alterna.
Fuente: Elaboración propia.
Te recordamos, que al igual que en cualquier otro triángulo rectángulo podemos
aplicar Pitágoras:
Para finalizar este recordatorio, diremos que la potencia activa P, se medía en watios
W; la potencia aparente S, en voltamperios VA y la potencia reactiva Q, en
voltamperios reactivos VAr, pudiendo utilizar múltiplos (K = kilo = 103) si las
cantidades son elevadas.
2.1. Potencia activa
El uso del vatímetro es similar al ya explicado en el apartado de corriente continua, la única
diferencia está en que ahora el circuito es alimentado con corriente alterna. En este caso, la
aguja se desviará un ángulo α de forma proporcional al producto V—I y por cosφ, siendo φ el
desfase entre V e I.
Imagen 12: Medición de potencia activa monofásica.
Fuente: Elaboración propia.
Es interesante destacar el concepto de alcance del vatímetro y que no es más que el
producto de la tensión máxima que puede medir por la máxima intensidad que puede recorrer
la bobina amperimétrica en el supuesto de que tengamos una carga resistiva (cosφ=1). Así, si
el alcance de tensión de nuestro vatímetro es de 400 V y el de intensidad es de 15 A, el
alcance del vatímetro será 400—15 = 6000 W.
Por lo general los vatímetros tienen varias escalas de tensión o de intensidad y en ese caso
habrá que tener en cuenta la constante de escala en función de las divisiones de que consten.
Imagen 13: Vatímetro de dos alcances de tensión.
Fuente: Elaboración propia.
Debes tener en cuenta que puesto que la bobina amperimétrica tiene muy poca
resistencia, si se conectara a la tensión total del circuito por ella circularía una elevada
corriente y nuestro vatímetro podría resultar dañado. Así pues debes asegurarte que las
conexiones son correctas antes de proceder a la lectura.
2.2. Potencia reactiva
Hemos visto hasta ahora que en un vatímetro la desviación de la aguja es proporcional al
producto de V—I y por el coseno de su desfase φ.
Si queremos medir la potencia reactiva debemos conseguir que la desviación de la aguja α
(alfa), sea proporcional al seno del desfase, o lo que es lo mismo al coseno de 90-φ.
Existen varias maneras de conseguir esto, para ello lo que se hace es colocar en paralelo y
serie con la bobina voltimétrica impedancias calibradas. La imagen inferior muestra el
esquema interno de un varímetro o también llamado vatímetro inductivo, este es el nombre
que recibe el aparato, pues lo que mide es la potencia reactiva, al quedar el circuito
voltimétrico desfasado 90º con respecto a la corriente.
Imagen 14: Varímetro o vatímetro inductivo.
Fuente: Elaboración propia.
Se realiza una medición en un circuito de corriente alterna monofásica tal y como se
indica en la imagen. El vatímetro tiene un alcance de 600 V/5 A y su escala posee 200
divisiones, llegando la aguja en la lectura a la división 25. Se quiere conocer la potencia
y el factor de potencia de la carga.
Imagen 15. Medida de potencia con transformador de intensidad.
Fuente: Elaboración propia.
Algunos conceptos usados en la resolución de este ejercicio se explican detalladamente
en el apartado siguiente. Si lo crees conveniente estúdialo primero y luego vuelve al
ejercicio, aunque verás que no presenta gran dificultad.
2.3. Potencia aparente
Si lo que queremos es medir la potencia aparente, entonces debemos recurrir a un montaje
como el indicado en la figura:
Imagen 16: Medición de las tres potencias.
Fuente: Elaboración propia.
El vatímetro W nos dará la potencia activa P, el voltímetro y amperímetro nos darán la
potencia aparente S y a partir de estos datos, y de forma indirecta, podremos obtener la
potencia reactiva Q tal y como se indica en las expresiones de más abajo.
Cuando en apartados anteriores se habló de la potencia activa, se explicó el concepto de
alcance del vatímetro; pues bien, ¿qué sucede si la corriente que consume el circuito
que queremos medir es superior a la del aparato? En ese caso, nuestro vatímetro
resultaría dañado y para evitarlo recurrimos a un transformador de intensidad, de modo que
la lectura del vatímetro se verá afectada por la relación de transformación (K1 ) del
transformador de intensidad; así pues la equivalencia de cada división del vatímetro será
multiplicada por la relación de transformación.
Por ejemplo: si cada división de nuestro aparato equivalía a 5 W y hemos usado un
transformador cuya relación es 20/1, ahora cada división valdrá 5—20 = 100 W.
Imagen 17: Medición de potencias en alterna con transformador de intensidad.
Fuente: Elaboración propia.
Repasa los contenidos hasta aquí expuestos y responde:
Para medir la potencia de un circuito en continua es indiferente la forma en que se
conecten el voltímetro y el amperímetro.
Verdadero
Falso
Cuando usamos un vatímetro para medir la potencia en un circuito en continua, decimos
que la medición es en forma directa.
Verdadero
Falso
Se dice que usamos la conexión larga cuando el voltímetro está más cerca de la carga
que el amperímetro.
Verdadero
Falso
En la conexión corta el error que cometemos es por defecto, esto es, la medición es
inferior a la real de la carga.
Verdadero
Falso
En la conexión larga se comete un error por exceso cuyo valor es RA—I2.
Verdadero
Falso
En un vatímetro el ángulo de desviación de la bobina votimétrica con respecto a la
amperimétrica es proporcional al producto:
α = K—V—I—senφ
Verdadero
Falso
En corriente alterna la potencia reactiva solo puede obtenerse de forma indirecta.
Verdadero
Falso
Llamamos alcance de un vatímetro al producto de la tensión máxima que puede medir el
aparato por la máxima intensidad que puede recorrer la bobina amperimétrica cuando
hemos conectado una carga resistiva pura.
Verdadero
Falso
3. Potencia en corriente alterna trifásica
Cuando un receptor es alimentado por una corriente alterna trifásica, éste absorbe una
potencia que es la suma de las potencias de cada una de las fases.
Imagen 18: Representación vectorial de un sistema trifásico.
Fuente: Elaboración propia.
A la hora de proceder, deberemos tener en cuenta si el sistema trifásicose encuentra
equilibrado o no; esto es, si las tensiones V, intensidades I y desfases φ son iguales para cada
fase, o por el contrario no lo son.
Por otro lado, habrá que observar si el sistema trifásico dispone de línea de neutro o no para
actuar correctamente.
3.1. Potencia en sistemas equilibrados
Vamos a suponer en primer lugar que nuestro sistema trifásico está equilibrado; siendo así,
bastará con disponer de un único vatímetro para obtener la potencia del circuito.
Medición de la potencia activa: si nuestra red dispone de neutro, dispondremos el
vatímetro como se indica en la figura:
Imagen 19: Sistema trifásico equilibrado con neutro.
Fuente: Elaboración propia.
Una vez tomada la potencia activa P del vatímetro bastará una simple operación para
conocer la potencia del sistema:
Si el sistema trifásico no dispone de neutro, en ese caso deberemos configurar un neutro
artificial, para lo cual necesitaremos disponer de dos resistencias cuyo valor resistivo sea
igual a la resistencia de la bobina voltimétrica de nuestro vatímetro.
Imagen 20: Sistema trifásico equilibrado sin neutro.
Fuente: Elaboración propia.
Si estás pensando en la manera de averiguar la resistencia de la bobina voltimétrica para
realizar el montaje, no te preocupes pues, por lo general, los vatímetros ya incorporan esas
dos resistencias y marcan sus extremos de conexión con V2 y V3.
Medición de la potencia reactiva: puesto que se trata de sistemas equilibrados
podemos obtener la potencia reactiva utilizando un solo vatímetro conectándolo como se
indica en la imagen.
Imagen 22: Medición de la potencia reactiva en red trifásica, equilibrada.
Fuente: Elaboración propia.
La bobina amperimétrica se conecta a una de las fases y la voltimétrica a las dos fases
restantes.
Si hacemos un análisis vectorial observaremos que la tensión así obtenida se encuentra
desfasada 90-φ grados respecto de la intensidad que registra el vatímetro, como puede
observarse en la imagen inferior.
Imagen 23: Diagrama vectorial de tensiones e intensidades para la medición de potencia reactiva.
Fuente: Elaboración propia.
Teniendo en cuenta que la intensidad y tensión así obtenidas son las medidas por línea (V23
= VL; I1 = IL), y recordando la relación de las tensiones de fase y línea, independientemente
de que se trate de conexión en estrella o en triángulo:
Podemos calcular la potencia que nos dará el vatímetros:
Por otro lado sabemos que en un sistema trifásico equilibrado la potencia reactiva vale:
3.2. Potencia en sistemas desequilibrados
Para medir la potencia en sistemas desequilibrados es necesario conocer cada una de las
intensidades y tensiones y para ello se pueden utilizar tres vatímetros tal y como se muestra
en la imagen.
En este caso, nuestro sistema trifásico dispone de neutro y la potencia total será:
P = P1 + P2 + P3
Imagen 24: Método de los tres vatímetros.
Fuente: Elaboración propia.
En el supuesto de no contar con neutro se puede formar uno artificial conectando las bobinas
voltimétricas de los tres vatímetros, siempre que las resistencias de las tres bobinas sean
iguales.
Imagen 25: Método de los tres vatímetros sin neutro.
Fuente: Elaboración propia.
En la práctica, cuando el sistema trifásico carece de neutro no se utiliza el método de los tres
vatímetros sino que se recurre al método de Aron, que solamente utiliza dos vatímetros. Este
sistema es válido tanto para sistemas equilibrados como desequilibrados.
A continuación explicaremos en qué consiste.
Si realizamos la conexión de los vatímetros tal y como se indica en la imagen inferior:
Imagen 26: Conexión Aron en sistema desequilibrado.
Fuente: Elaboración propia.
Cada vatímetro toma la intensidad de la fase a la que se ha conectado y la tensión entre su
fase y la tercera. Así podremos obtener la potencia total. Veamos como:
Sabemos que en cualquier sistema los valores instantáneos de potencia e intensidad son:
Puesto que el valor de i3 no lo medimos, podemos despejarlo en función de las otras dos
intensidades:
Y al sustituir en la expresión de la potencia nos quedará:
Si ahora agrupamos términos, nos quedará:
Es decir, la potencia total del sistema se puede conocer si sabemos la intensidad de dos de
sus líneas y la tensión entre esas líneas y la tercera, que es precisamente la lectura que nos
están ofreciendo los vatímetros que hemos conectado.
Aunque estamos estudiando los métodos para conocer la potencia en sistemas
desequilibrados, es interesante destacar que el método de Aron también es válido para
los sistemas equilibrados.
Si retomamos las expresiones anteriores, valiéndonos de la representación vectorial de
las tensiones v13 y v23:
Imagen 27: Diagrama de tensiones en el método Aron.
Fuente: Elaboración propia.
Tendremos que la expresión de la potencia la podemos escribir de la siguiente
manera, según se observa en el diagrama vectorial:
Y puesto que en este caso se trata de sistemas equilibrados tendremos que:
Por lo que la expresión de la potencia nos quedará:
Si repasas la trigonometría que estudiaste en cursos anteriores, llegarás a la
conclusión de que:
Por lo que la expresión de la potencia quedará:
Aplicando el método de Aron se quiere conocer la potencia de un sistema trifásico
equilibrado en tensiones e intensidades. La tensión de alimentación es de 400 V, y las
lecturas de los vatímetros son P1 = 7500 W y P2 = 4150 W. Determinar la potencia
activa, la reactiva, el factor de potencia y el consumo de la carga.
Repasa el esquema de conexión del método de Aron, explicado en este apartado.
4. Energía eléctrica. El contador
Es por todos conocida la definición de potencia como la energía consumida o producida por
unidad de tiempo.
Para el caso que nos ocupa, nos interesa medir el consumo de energía, por lo que la
expresión anterior quedará:
Es decir, nos bastará con conocer la potencia que una instalación consume en cada instante
y durante cuánto tiempo la consume. Puesto que la potencia activa la medimos en vatios y
el tiempo en horas, tendremos W—h como unidad de consumo de energía eléctrica o en su
defecto, si las cantidades son elevadas utilizaremos los múltiplos (1 kWh = 103 Wh).
El aparato que utilizaremos para tal fin es el contador de inducción, cuya constitución
puede verse en la imagen inferior.
Imagen 28: Constitución interna de un contador eléctrico inductivo.
Fuente: Wikipedia. Licencia Creative Commons.
Las partes más destacadas son:
1. Bobina voltimétrica. De hilo fino y de muchas vueltas, conectada en paralelo con la
carga.
2. Bobina amperimétrica. De hilo grueso, conectada en serie con la carga.
3. Estator. Confina y concentra el campo magnético.
4. Rotor. Disco de aluminio.
Tal vez este vídeo te ayude a entender el funcionamiento del contador de
electricidad:
Vídeo 1: Funcionamiento de un contador eléctrico.
Fuente: Youtube. Licencia Creative Commons.
4.1. Contador monofásico de energía activa
Los contadores se conectan de manera similar a como lo hace un vatímetro, pues como ellos,
posee una bobina amperimétrica y otra voltimétrica. La imagen muestra el esquema interno de
un vatímetro.
Imagen 29: Esquema interno de un vatímetro.
Fuente: Elaboración propia.
De aquí en adelante mostraremos el esquema simplificado tal y como se ve en la imagen
inferior.
Imagen 30: Conexionado de los bornes de un contador monofásico.
Fuente: Elaboración propia.
Puede verse como el aparato tiene seis terminales de conexión y sus correspondientes
puentes para la bobina voltimétrica.
Si la instalación consumiera una elevada corriente, entonces la alimentación a la bobina
amperimétrica se haría a través de un transformador de intensidad.
4.2. Contador trifásico de energía activa
Cuando se trate de sistemas trifásicos equilibrados con neutro, se puede recurrir a un contador
monofásico conectado entre una fase y neutro y multiplicar por tres el resultado obtenido, es
decir W = 3—W1.
Imagen 32: Contador monofásico para lectura de energía activa en red trifásica equilibrada.
Fuente: Elaboración propia.
En el supuesto de no contar con neutro, entonces utilizaremos un contador monofásico con
dos bobinas de intensidad, tal y como se indica en la imagen. En este caso la energía
consumida por el sistema será W = √3—W1.
Imagen 33: Contador monofásico con doble bobina en red trifásica equilibrada sin neutro.
Fuente: Elaboración propia.
Los dispositivos de los que acabamos de hablar nos permiten una lectura de la enrgía de forma
indirecta, es decir, a la lectura la tenemos que aplicar un factor según el caso para conocer la
total. Pero si lo que queremos es tomar una lectura directa, entonces deberemos recurrir a
un contador trifásico, que básicamente es igual al monofásico solo que en su interior cuenta
con un dispositivo doble o triple, es decir, cuenta con dos o tres bobinas y discos que actúan en
conjunto sobre un eje que contabiliza la energía consumida.
Si nuestro sistema dispone de neutro, entonces el método de conexión es el que se indica en la
imagen.
Imagen 34: Contador trifásico en red trifásica con neutro.
Fuente: Elaboración propia.
Para el caso en que la red trifásica no cuente con neutro, entonces usaremos un contador
que funciona con el principio del método de Aron, tal y como se ve en la imagen inferior.
Imagen 35: Contador trifásico en red trifásica sin neutro.
Fuente: Elaboración propia.
Como puedes imaginar, y al igual que en los casos anteriores, si el sistema consume una
corriente superior a la admisible del aparato, podemos recurrir a transformadores de
intensidad y en ese caso el contador ya viene preparado para tener en cuenta el factor de
relación de transformación, de modo que la lectura que muestre sea la real.
4.3. Contador trifásico de energía reactiva
En primer lugar conviene dejar claro la necesidad de cuantificar la energía reactiva
aplicada a una instalación. Como sabrás, solo la potencia activa produce trabajo en las
máquinas e instalaciones, pero la existencia de autoinducciones y capacidades en los circuitos
provoca que la energía que haya que suministrar a esa instalación sea mayor que la que
realmente consume, energía ésta, que las empresas eléctricas tienen que producir y
transportar por la red eléctrica. Así pues, aunque nuestra instalación no produzca energía con
la potencia reactiva la necesita para su correcto funcionamiento y las eléctricas la cobran, y de
qué manera, pues la tienen que producir; esto motiva que se trate por todos los medios de
conseguir que el factor de potencia de nuestra instalación sea lo más cercano a la unidad (cos
φ = 1).
Sirva como ejemplo para ilustrar lo aquí expuesto la siguiente tabla, en la que se ven
reflejadas las penalizaciones por energía reactiva que entraron en vigor el 1 de enero de 2010
(BOE de 31 de diciembre de 2009), en comparación con las anteriores, de 1 de julio de 2009;
para potencias contratadas superiores a 15 kW.
Cos φ
€ kvar
31/12/09
€ kvar
01/01/10
Incremento
Cos φ < 0,95 hasta 0,9
0,000013
0,041554
319730%
Cos φ < 0,9 hasta 0,85
0,017018
0,041554
144%
Cos φ < 0,85 hasta 0,8
0,034037
0,041554
22%
Cos φ < 0,8
0,051056
0,062332
22%
Ya se comentó
de activa, con
manera ocurre
de un contador
en apartados anteriores que el vatímetro de potencia reactiva era igual que el
la salvedad de que contaba con resistencias calibradas. Pues bien, de igual
con el contador de reactiva. En la imagen se puede ver la constitución interna
monofásico de reactiva.
Imagen 36: Contador monofásico de energía reactiva.
Fuente: Elaboración propia.
Si la red es trifásica sin neutro, entonces habrá una resistencia por cada bobina de tensión,
tal y como indica la imagen inferior.
Imagen 37: Contador trifásico de reactiva.
Fuente: Elaboración propia.
Aunque también es posible contabilizar el consumo con un contador de activa si se modifica
el conexionado interno del aparato tal y como se indica en la imagen, siempre que se trate
de redes equilibradas.
Imagen 38: Medición de energía reactiva con contador de activa en red trifásica equilibrada sin neutro.
Fuente: Elaboración propia.
Tal vez te interese saber que en los casos en los que la red trifásica con neutro tiene
cargas desequilibradas debemos recurrir a un contador de reactiva con sus
correspondientes resistencias calibradas para cada bobina voltimétrica, tal y como
puede verse en la imagen.
Imagen 40: Contador trifásico de reactiva en red desequilibrada con neutro.
Fuente: Elaboración propia.
4.4. Contador de tarifa múltiple y maxímetro
No te descubro nada nuevo si te digo que el consumo eléctrico a lo largo de las 24 horas del día
va cambiando. Como es normal, durante los periodos de luz la actividad de las personas y de
las industrias es mucho mayor que durante la noche. Como imaginarás las empresas eléctricas
tienen que adaptarse a esas necesidades de los consumidores. Esto nos lleva a pensar que
habrá centrales que tengan que ponerse en funcionamiento o pararse según las exigencias del
momento, o incluso modificar su producción. Esto es más fácil decirlo que hacerlo, pues si bien
una central hidroeléctrica puede pararse o ponerse en funcionamiento en apenas quince
minutos, no ocurre lo mismo con las centrales térmicas convencionales ni con las nucleares. Así
pues, si no pueden parar de producir, ¿qué hacer con ese exceso de electricidad? Hay
varias opciones, pero la que a nosotros nos interesa tiene que ver con las ofertas que las
eléctricas hacen para fomentar el consumo de los periodos llamados valle, donde la demanda
cae notablemente.
Si quieres conocer la producción eléctrica en tiempo real a nivel nacional, así como el
desglose de la misma según el tipo de central, visita el siguiente enlace, es
interesante.
Red Eléctrica Española
Así pues, si existe la posibilidad de contratar distintos períodos horarios según la tarifa de que
se trate, deberemos tener un contador capaz de medir las energías consumidas en cada tramo
horario.
La constitución de un contador de tarifa múltiple es similar a la de un contador normal, con
la diferencia de tener dos o más totalizadores en su parte visible, donde se van sumando las
energías consumidas en cada tramo horario para así aplicarles su correspondiente tarifa.
Además, se incorpora un reloj de discriminación horaria que puede ser analógico o digital.
Imagen 41: Contador de doble tarifa.
Fuente: Elaboración propia por Jorge de la Encina.
Básicamente, el funcionamiento del contador de tarifa múltiple va a consistir en hacer
solidario al eje de giro del contador el disco correspondiente a cada tramo horario y anular
los demás, de esta manera en cada totalizador irá sumándose la energía consumida en cada
tramo. Para ello, se dispone en el contador de un relé que accionará al disco
correspondiente. Eso ocurrirá cuando el reloj programador (en muchos casos es analógico y
está activado por un micromotor M) lo active en función de las horas programadas.
Imagen 42: Contador monofásico de doble tarifa.
Fuente: Elaboración propia.
De la misma manera, podemos tener contadores de doble tarifa en sistemas trifásicos,
siendo la parte correspondiente al reloj y relé igual que en la imagen arriba expuesta.
Y ya para finalizar este tema vamos a hablar de los maxímetros. Existen instalaciones donde
puede suceder que en intervalos de tiempo muy breves se esté demandando una potencia
mayor que la contratada, si esto sucede, las compañías cobran una cantidad adicional por
exceder ese máximo.
Para determinar cuál es la potencia máxima consumida por la instalación, tradicionalmente se
han venido utilizando los maxímetros de aguja. Estos dispositivos se construyen formando
parte de un contador de activa convencional. Unas ruedas dentadas transmiten el movimiento
del disco del contador, por medio de un tornillo sinfín fijado a una aguja de arrastre que se
desplaza sobre una escala circular, graduada en kW. Dicha aguja de arrastre empuja a una
segunda aguja concéntrica (índice), llamada de lectura, que se mueve libremente en sentido
creciente, y que por lo tanto se desplaza siempre hacia valores máximos.
La aguja de arrastre se embraga y desembraga automáticamente cada 15 minutos, tiempo que
se conoce como "periodo de integración del maxímetro".
De esta manera, la aguja de arrastre se desplaza hacia valores máximos cada periodo de
integración, empujando a la aguja índice, y al final de cada período la aguja queda
desembragada, volviendo a la posición cero de la escala. Transcurridos unos segundos, la
aguja de arrastre es embragada nuevamente, iniciándose un nuevo período de integración.
Es así como la aguja lectora indica el valor máximo alcanzado durante todos los periodos de
integración comprendidos entre dos lecturas. Mensualmente un empleado de la empresa
suministradora, anotará el valor máximo registrado, poniendo a cero las agujas lectora y la
de arrastre, que quedarán precintadas hasta el mes siguiente.
Imagen 43: Maxímetro.
Fuente: Elaboración propia.