Reflexiones sobre la tensión de red

Después de mi año sabático debido a una epidemia con complicaciones relacionadas y dolores varios, vuelvo a publicar

Es bien sabido que si tienes que ir a los Estados Unidos, hay que tener en cuenta que su estándar eléctrico se basa en un suministro de 120V/60Hz a diferencia del nuestro que es de 230/50Hz

desafortunadamente, mi hambre de conocimiento no me permitía estar satisfecho con esta conciencia, pero me impulsó a buscar la razón de esta diferencia de suministro.

primero, no es del todo cierto decir que la energía se distribuye a 120V en Estados Unidos. de hecho, en hogares americanos, hay dos fases desfasadas a 180° y neutra a 120V. En la práctica, la conversión de MT a BT se realiza mediante un transformador monofásico con cable de 240V 2 etapas y un “neutral” en medio de la secundaria.

Por otra parte, ni siquiera es del todo correcto decir que suministramos 230V, para ser preciso. En baja tensión la tensión es suministrada por 3 Cables trifásicos y neutro 400V añadidos en subestaciones de media tensión, que luego se dividen entre fase y neutro para usuarios monofásicos de 230V. Donde es necesario hacer funcionar un motor grande, como un ascensor en un apartamento, el voltaje se toma mientras está “todavía trifásico”. del mismo modo, en los Estados Unidos, fase a cable se utiliza un 240 V para cargas más pesadas. por lo tanto, la diferencia esencial es que la toma doméstica, que suministramos 230V, mientras que en América suministran 120V. de hecho, es a través de los enchufes domésticos que el usuario medio interactúa de algún modo con la red eléctrica; y es por eso que en promedio hablamos de la diferencia en los suministros, en nuestro caso 120V/60Hz y 230V/50Hz.

Después de esta premisa necesaria, empezamos a entender el porqué de la diferencia entre suministros eléctricos.

Obviamente para entender el estado actual de las cosas., tenemos que empezar desde los albores de la electrificación masiva y ver cómo ha evolucionado con el tiempo.

En América

Nacque con Edison, quien patentó la bombilla incandescente que funciona a 110 V CC, que, al ser de bajo voltaje y, por lo tanto, también seguro para la iluminación interior, hizo posible iluminar una milla cuadrada de Manhattan desde 1882, y luego extenderse más en los años venideros.

Después de la "guerra de las corrientes", quien vio a edison como perdedor "los elefantes fulmina", se decidió transmitir la corriente ya no en directo sino en alterna gracias a las patentes e inventos de Nikola Tesla y Galileo Ferraris . sin embargo, debido al hecho de que no solo la bombilla, pero incluso los dispositivos de usuario fabricados hasta entonces necesitaban una fuente de alimentación de 110v. No se siguió la idea de Tesla de distribuir la corriente a 220VAC., pero estaba limitado a 110VAC.

Hay que decir que en aquellos días las tecnologías para protegerse contra el peligro de la corriente no estaban tan avanzadas como lo están hoy y por lo tanto los accidentes no eran raros.; también por esta razón se decidió permanecer en 110VAC.

en europa

en 1883 Berlín se iluminó con bombillas 110 VDC. con posterioridad, hacia el final de 1800, se desarrollaron bombillas de filamento de metal, que resistía tensiones superiores a las utilizadas hasta entonces con filamento de carbono. en 1899 Berliner Elektrizitäts-Werke decidió elevar la tensión de distribución de su red de 110V a 220V; la empresa pudo cubrir los costos de conversión de usuarios a 110V hasta entonces gracias al gran ahorro en conductores, derivados de’ aumento de voltaje.

Este modelo se convirtió luego en el estándar de distribución eléctrica en Alemania., y luego por toda Europa.

E en América?

Volviendo por un momento a la era de la corriente continua, en 1883 Edison también inventó un sistema para ahorrar conductores. Consistía en proporcionar energía en 3 cabos: un neutro, uno a + 110 V CC y otro a -110 V CC; esto también permitió la alimentación de equipos que necesitaban 220VDC para funcionar. Este ingenioso sistema se había extendido junto con la red de corriente continua, y cuando se decidió cambiar a corriente alterna, se mantuvo para tener las ventajas de un voltaje más alto y por lo tanto para ahorrar en los diámetros de los conductores. Después, allí también intentaron aumentar el voltaje de suministro de neutro / fase a 220V, pero el equipo de 110 V ya estaba demasiado extendido para que la operación fuera económicamente viable. Así fue que América se mantuvo sustancialmente hasta ahora en el suministro de 110V.

y con qué frecuencia?

Cuando el buen Tesla desarrolló su idea de la corriente alterna, identificados como parámetros “ideales” el voltaje de 240V y 60Hz. Los estadounidenses lo hicieron siguiendo las instrucciones de Tesla., un 60Hz.

En la AEG cuando llegó el momento, en cambio, decidieron que 50 era mejor, porque 60 no encaja bien en el sistema métrico. Los estadounidenses probablemente vieron (y ellos ven) la 60 como mucho más número “cómodo” del 50. Esto se debe a que utilizan el sistema basado en números. 12 para medidas (un pie = 12 pulgada, por ejemplo) que en comparación con el sistema basado 10 es divisible por un mayor número de factores; como el numero 60 comparado con 50.

también, usan fracciones de pulgada para submúltiplos. Nosotros del sistema métrico en cambio todo en base 10 y las fracciones deben convertirse absolutamente en números decimales ( 5/8? Pero, qué significa? 0,625… ah entonces todo esta bien 😊).

Porque había 110V, 120V y 125V?

Todo comienza con Edison que elige empíricamente un voltaje de corriente continua de 110V. El primer uso de la electricidad fue el de la iluminación.. Edison intenta encontrar un material que brille de la manera correcta, y salio con un voltaje de 110V.
Cuando la tensión continua ha pasado a tensión alterna, querían salvaguardar los dispositivos compatibles en posesión de los clientes, es decir, resistencias y, justo, las bombillas. Por lo tanto se consideró una tensión efectiva equivalente a la de corriente continua.. yo escribo “voltaje efectivo”, porque en realidad la corriente alterna de 230V no es 230V como si fuera corriente continua.

Pero varía cíclicamente. (50 veces por segundo), entre cero y + 325V y luego volver a cero y bajar a -325V y volver a cero.
El efecto de esta tendencia cíclica en una resistencia es igual al de una corriente continua a 230V. Con los 220V llegaba hasta los 311V, con 240V llegas a 339V.

Con respecto a los 125V, cabe recordar que existía como un redondeo de 127V que es el valor en forma de estrella del triángulo de tensión de 220V.
Una vez que también se utilizó la trifásica de 220V (que midió 127V entre fase y neutro, eso es 125V, utilizado para la luz).

¿Por qué 50 los 60Hz

La elección, cuando no había una convención común, era el que permitía el máximo rendimiento del generador, por lo tanto dependía del tipo de generador y características constructivas del motor
mecánico (típicamente máquinas de vapor o hidráulicas).

Al comienzo de la historia de la electricidad., el mencionado de la era de las bombillas, Los generadores a menudo tenían 8 poli y trabajó en 2000 revoluciones por minuto. ahora, 2000 rondas / 60 son 33.33… revoluciones por segundo. Mientras que al paso de cada polo, tenemos una inversión (un semi ciclo), con 8 Poli
tenemos 33,3 X 8 / 2 = 133 ed 1/3 de Hz de frecuencia.
Sin embargo, una frecuencia tan alta se presta mal a los motores.
Y entonces se pensó en una frecuencia más baja, así que eso, utilizando la misma línea de alimentación, los motores podrían ser alimentados junto con bombillas eléctricas.

En el pasado, el estándar en Europa preveía dos frecuencias: 25 Hz mi 50 hz, entonces en 1914, yo 25 Hz fue eliminado de los VDE.

no hay certeza, pero solo hipotesis “plausible”, de por qué’ Westinghouse había elegido 60 Hz y el alemán AEG en cambio el 50 hz. Las lámparas de arco que alguna vez se usaron donde se necesitaban luces potentes, trabajaban mejor en 60 Hz en lugar de un 50 hz. también, un motor un 50 Hz requiere
más cobre y hierro que uno de 60 Hz de la misma potencia.
Pero los transformadores de 60 Hz tienen mayores pérdidas que un transformador de 50 Hz o requieren construcciones más costosas.

Después de este repaso de noticias o curiosidades me detengo. espero haberme excitado un poco’ de curiosidad para animarte a investigar, como primer articulo despues de un parón obligado de un año me parece mas que suficiente

Amilcare