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Revisando a Ohm: la electricidad es mágica

Hoy les traigo uno de esos inventos que tanto me gustan: los que prometen ahorrar energía mágicamente.

¿Quién no ha pensado alguna vez que puede manejar las leyes de la física a su antojo para hacer un gran descubrimiento que le hará ganar el premio Nobel? Lástima que al despertar del sueño nos demos cuenta de que hemos violado brutalmente a la ciencia y yace desmadejada entre las sábanas.

Algo parecido hacen los inventores del trasto que les voy a presentar.
Con ustedes: el Ahorrador de Energía. (La verdad es que se podían haber currado un nombre más molón, con más gancho).

¿Qué hace el aparato?

Según la página web de sus comercializadores:

El consumo de Kilowatts se obtiene multiplicando el Amperaje por el Voltaje, entonces si disminuimos el Amperaje de salida al medidor estamos disminuyendo el consumo de Kilowatts teniendo un considerable Ahorro de Energia en el recibo de luz.

Al instalar el Ahorrador de Energia se disminuye la resistencia electrica a el paso de la corriente evitando perdidas de energia e incrementando la eficiencia de la instalación electrica de su hogar, comercio o industria.

Suena bien: a menor resistencia en el circuito, menor potencia se consume, luego la factura eléctrica va a disminuir.

Suena tan bien que es muy poco creíble. ¿Cómo podemos disminuir la resistencia de un circuito sin modificar sus conductores?

Están tan seguros de su funcionamiento que hasta tienen un vídeo de demostración, ¡y funciona!

http://www.youtube.com/watch?feature=player_embedded&v=7ujM4h20tsU

¿Dónde está el truco?

Los más avispados ya se habrán dado cuenta viendo el vídeo. La explicación requiere de unos conocimientos básicos de electricidad, muy básicos en realidad.

¿Recuerdan cuando en el colegio les enseñaron el funcionamiento de los circuitos eléctricos?
Si la respuesta es afirmativa, sabrán que hay dos formas de conectar un circuito: en serie y en paralelo. Si la respuesta es negativa no se agobien, yo se lo explico, pero deberían haber estado más atentos en clase.

Si se conecta en serie, por todos los elementos del circuito pasará la misma intensidad de corriente (los amperios que menciona en el vídeo) puesto que solo habrá una rama por la que pasar. Se suele poner un símil hidráulico: imagínense que la intensidad de corriente es un flujo de agua, si la tubería está conectada en serie pasará la misma cantidad de agua por cada punto de la misma porque no se cambia de tubería.

Si se conecta en paralelo, la intensidad de corriente inicial se dividirá entre las distintas ramas del circuito y la suma de las intensidades que pasan por cada rama nos dará como resultado la intensidad antes de dividirse. Poniendo otra vez el símil hidráulico: si una tubería se divide en, digamos, otras tres, por cada una de ellas pasará una cantidad de agua distinta, pero cuando se vuelvan a unir tendremos la misma que al principio.

Ahora que ya sabemos cómo funciona un circuito en paralelo estamos más cerca de encontrar el truco para que el Ahorrador funcione.

Como bien nos dicen nuestros amables vendedores, la potencia que consume un aparato es el producto del voltaje (tensión, diferencia de potencial) por la intensidad de corriente (los amperios); y su deducción también es correcta: si uno de los factores del producto es menor, el resultado total también será menor. En este caso: si la intensidad de corriente se reduce también se reducirá la potencia (son directamente proporcionales).

Pero surge un problema en su demostración: mide la potencia del motor únicamente después de haber conectado el Ahorrador, no tenemos el dato de antes para poder compararlos.
¿Creen que la medida de la potencia del motor sería igual antes y después de conectar el Ahorrador?
Evidentemente no, porque éste reduce la intensidad.
¿Pero reduce la intensidad de todo el circuito?
¡No! Solo reduce la potencia que consume el motor porque solo reduce la intensidad de corriente de esa rama del circuito.

Exacto, ese circuito está conectado en paralelo. Cuando el Ahorrador no está conectado toda la intensidad de corriente de la red a la que se enchufa el circuito pasa por la rama del motor (el circuito está en serie, solo hay una rama) y nos dará una medida determinada. Sin embargo, cuando el Ahorrador está conectado la intensidad de corriente se divide en dos ramas en paralelo y en la demostración solo miden una de las ramas, la del motor.
El truco está en decir que lo que allí ocurre es magia, pero no lo es. La intensidad de corriente (la potencia) sobrante no se ha esfumado, solo va a parar a la otra rama del circuito: la rama del Ahorrador.

¿Qué hace el Ahorrador con la intensidad que le llega? Lo mismo que hace el motor: transformarla en potencia consumida a su paso. El Ahorrador no es más que una resistencia eléctrica, un consumidor de potencia. Justo lo que necesitamos para cerrar el circuito y que parezca que es magia.

En otras palabras: lo que nos demuestran en el vídeo es cómo hacer un divisor de intensidad, un circuito en el que reducimos la intensidad de corriente en una rama conectándole otra en paralelo.

Nada de magia, nada de ahorro: la energía no se esfuma ni se deja de consumir, solo se va por otra parte del mismo circuito y computa para el total del consumo. Midiendo la potencia o la intensidad en el cable que vemos que va a dar al enchufe de la pared veremos que no hay ninguna variación en el consumo antes y después. Ni que decir tiene, además, que reduciendo la potencia del motor va a trabajar en condiciones que no son las óptimas y si tuviera una carga acoplada podríamos ver que su par habría disminuído. Si en vez de un motor tuviéramos una bombilla, veríamos que la intensidad de la iluminación sería menor.

Esta es la explicación más plausible que podemos imaginar viendo el vídeo explicativo.
Y he dicho bien: imaginar, porque lo que nos muestran del circuito no es todo. Si el circuito constase únicamente de lo que vemos por encima de la mesa sería físicamente imposible que funcionase de la manera que nos indican.
Suponemos pues, ya que no hay lugar para la magia, que por debajo de la mesa hay alguna conexión más, haciendo que ese circuito funcione en paralelo como ya hemos explicado.
De hecho, la potencia que mediríamos sería incluso mayor, ya que primero solo hay una resistencia que la consume (el motor) y después tenemos dos resistencias (el motor y el Ahorrador).

No entender el funcionamiento de un circuito eléctrico no quiere decir que lo que ocurra en él sea mágico. Nada más tienen que aplicar el principio de conservación de la energía, no se puede esfumar.

Agradecimientos: a Jesús, por ponerme sobre la pista del invento; a @Fooly_Cooly por darme la pista de la conexión del circuito y a @netzerling porque me hizo unos dibujos muy chulos para acabar de entenderlo.

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Por si te lo perdiste: (+/-) 16-30 abril

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#sinCiencia

silvialba

silvialba

Minera, atea agnóstica, estudiante a ratos y escéptica a tiempo completo.

8 Comments

  1. […] "CRITEO-300×250", 300, 250); 1 meneos Revisando a Ohm: la electricidad es mágica esceptica.org/2012/05/03/revisando-a-ohm-la-electricidad-…  por beosman hace […]

  2. May 3, 2012 at 1:06 pm —

    Hay otra posibilidad, con el mismo resultado: que el interruptor sea un conmutador (se ven varios cables, podría ser) y que conmute entre un corto y el ahorrador/resistencia. De este modo el chisme se insertaría en serie, aumentando la resistencia de la rama y disminuyendo la corriente: un divisor de tensión. Como la corriente baja, la potencia consumida total sería menor. Pero por el motor circularía esta corriente menor y además caería menos tensión, con lo cual la potencia entregada sería aún más pequeña. En cualquier caso la eficiencia se reduce.

    • May 3, 2012 at 1:10 pm —

      ¡Cierto! Es otra posible explicación, pero me decanté por la de arriba por las descripciones que dan: dicen que “El consumo de Kilowatts se obtiene multiplicando el Amperaje por el Voltaje, entonces si disminuimos el Amperaje de salida al medidor estamos disminuyendo el consumo de Kilowatts teniendo un considerable Ahorro de Energia en el recibo de luz”.

      De todas formas, la instalación no está nada clara y hay partes del circuito que no vemos, así que ambas opciones son válidas.

      ¡Gracias! 🙂

  3. May 3, 2012 at 6:33 pm —

    Hay alguna posibilidad más: el circuito está enchufado directamente a la pared, así que doy por hecho que es corriente alterna. Siendo así, la magnitud que relaciona corriente y tensión (“amperaje” y “voltaje”) es la impedancia.
    En el análisis de circuitos de corriente alterna, lo habitual es obviar la dependencia temporal usando “fasores”, que no es más que representar la amplitud y la fase de las magnitudes sinusoidales mediante números complejos. Así pues, la impedancia es también un número complejo, cuya parte real es la resistencia (a la que contribuyen elementos como bombillas, planchas, etc) y cuya parte imaginaria es la “reactancia” (a la que contribuyen condensadores -ej: tubos fluorescentes – y bobinas – ej: motores).
    En estas condiciones, la potencia es también una magnitud compleja y lo que mide un potenciómetro es su parte real (o su valor cuadrático medio). Es posible entonces, modificar la reactancia de un circuito y “transferir” parte de la potencia resistiva a potencia reactiva y medir así menos potencia. Eso sí, nuestro equipo no va a funcionar en las condiciones óptimas y la compañía eléctrica tiene mecanismos para detectar el intento de fraude.

    • May 3, 2012 at 6:52 pm —

      Muy buen apunte.

      Obviamente se cuida mucho de medir la potencia antes y después, solo la mide después. Además, el motor funciona en vacío y no se aprecia una disminución de prestaciones; con una carga acoplada se notaría enseguida que en esas condiciones de trabajo no desarrolla el par necesario.

      He intentado hacer el post lo más sencillo posible y veo que me he quedado corta con algunas cosas 🙂

  4. May 3, 2012 at 8:50 pm —

    Si necesitas 1 Amperio para cargar una batería, es por que necesitas eso, 1 AMPERIO! y no menos! si ofreces la mitad de intensidad tardaras el doble de tiempo en cargarla, por lo tanto consumirás los mismos watt.Es como pensar que por llevar el deposito del coche a la mitad voy a consumir solo la mitad si lo que necesito es llenarlo para llegar a mi destino.
    es de locos

  5. May 4, 2012 at 8:28 pm —

    Contra esos aparatejos hay tradición en la red. Yo mismo escribí un par de piezas que te dejo por aquí por si quieres echar un vistazo: http://brucknerite.net/2011/04/timo-electrico.html y la parte técnica, http://brucknerite.net/2011/04/notas-tecnicas-al-timo-electrico.html

    Naturalmente, ninguna cantidad de racionalidad impedirá que elcortinglés siga vendiendo esas trampas para ilusos mientras estemos rodeados de personas activamente orgullosas de no tener ni idea de nada.

  6. May 17, 2012 at 8:14 pm —

    Tanto rollo con lo simple que es escribir la ecuacion de continuidad que como no puedo escribir aqui os dejo el enlace:

    http://es.wikipedia.org/wiki/Ecuación_de_continuidad

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