¿Por qué un tomacorriente de 240 voltios ahorra dinero en costos eléctricos que un tomacorriente de 120 voltios?

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Vivo en los EE. UU. y tenemos muchos establecimientos que funcionan a 120 voltios. He oído que los dispositivos que admiten el estándar de 240 voltios pueden no costar tanto en los precios de la electricidad.

¿Alguien puede explicar cómo, simplemente al unir dos circuitos de 110, se crea un ahorro de dinero o energía eléctrica cuando se opera a 240 voltios?

Sé vagamente de "fases" de AC. Cuando se crea un circuito 240 a partir de dos circuitos 110, ¿qué sucede w.r.t. ¿Las fases en los circuitos?

    
pregunta random65537

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No creas todo lo que oyes. En los EE. UU. (Y probablemente en la mayoría de los otros lugares), le facturan la energía utilizada. Los vatios son vatios, ya sea que consuma 1.1 kW al extraer 10 A de 110 V o 5 A de 220 V no importa la cantidad de energía que consume o lo que se le cobra.

Su casa se ejecuta desde un transformador secundario con tapón central. Al otro lado de los extremos, este secundario produce 220 V. Eso significa que desde el centro del grifo hasta cada extremo es de 110 V. Los tres cables se conectan a su casa con cables grandes y gruesos. El grifo central está conectado a tierra cerca de donde entra en la casa, que también debe estar cerca del panel de interruptores. Esto se convierte en el neutro para los circuitos de 110 V. El otro lado para todos los circuitos de 110 V es uno de los extremos secundarios, que son conmutados por los interruptores. Los circuitos de 220 V, como un secador eléctrico, un calentador de agua o una estufa, se cruzarán en los dos extremos con un interruptor que puede desconectar cada extremo. Si bien hay dos interruptores para tales circuitos, se agruparán en una sola unidad. A veces esto es obvio, ya que se ven como dos interruptores con una barra a lo largo de los dos interruptores para que siempre estén encendidos o apagados juntos. Si aparece uno, también apagará el otro.

La razón para entrar en todos estos detalles es para que pueda comprender la diferencia entre los circuitos de 110 V y 220 V. Ambos son alimentados por el mismo transformador secundario. El primario no puede saber de cuál de las dos mitades del secundario se extrajo la potencia, o si se dibujó como 220 V utilizando ambas a la vez.

Hay una ventaja en los circuitos de 220 V, por lo que existen en absoluto. Con 220 V, solo necesita la mitad de la corriente para obtener la misma potencia que con 110 V. Normalmente, eso no importa mucho. Pero, con los dispositivos de alta potencia, la corriente requerida a 110 V requeriría que los cables no sean económicamente gruesos.

A corrientes realmente altas, es posible que note la pérdida de energía en los cables entre el panel de interruptores y el dispositivo. Esos cables tienen cierta resistencia finita, y la potencia perdida en ellos va con el cuadrado de la corriente a través de ellos. Por lo tanto, los aparatos que requieren alta corriente no solo requieren cables caros y gruesos, sino que también causan más desperdicio en esos cables. Esta es la razón por la cual, solo para dispositivos de alta corriente, pasa por el problema de usar 220 V. Eso requiere la mitad de la corriente y, por lo tanto, causaría 1/4 de la disipación de energía en cables del mismo tamaño.

Sin embargo, en la mayoría de las instalaciones, los cables están dimensionados por la corriente que transportan, independientemente del voltaje del circuito abierto en el extremo. El factor limitante es la cantidad de calor que se permite que se disipe un cable por unidad de longitud. El código eléctrico especifica la corriente máxima para cada calibre de cable, en función de todos esos factores y con una considerable cantidad de margen incorporado. No enciende casi el fuego a plena carga. Por ejemplo, el alambre de cobre # 10 tiene una capacidad nominal de 30 A si recuerdo bien. Entonces, en realidad, los circuitos de 220 V permiten un cable más delgado, que cuesta menos y es más fácil trabajar con él.

Técnicamente, los dispositivos que funcionan con un voltaje más alto causan menos energía desperdiciada en los cables. Esa podría ser la base de la afirmación de que los dispositivos de 220 V cuestan menos para funcionar, pero son inverosímiles. La energía perdida en los cables es una pequeña fracción de la energía utilizada por el dispositivo, por lo que esta es una ventaja muy pequeña. El uso de una tensión más baja, como 110 V, tiene otras ventajas. Esta es la razón por la que la mayoría de los dispositivos funcionan a partir de 110 V, excepto que necesitan una potencia alta inusual.

    
respondido por el Olin Lathrop

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