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domingo, 25 de abril de 2021

El ahorro de energía es un imperativo

La capacidad de carga eléctrica de una batería se suele expresar en \text{Ah}, lo cual facilita muchos cálculos. La batería de servicio en un pequeño velero suele tener una capacidad de 70\,\text{Ah}. Las baterías de servicio se pueden cargar mediante el alternador del motor auxiliar, o también mediante paneles fotovoltaicos.

    Vamos a considerar una situación de avería. Supondremos que no tenemos paneles fotovoltaicos para recargar la batería de servicio, y que tenemos una avería en el alternador, de manera que tampoco es posible cargarla teniendo en funcionamiento el motor auxiliar.


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ENUNCIADO
En las condiciones descritas arriba, nos encontramos con la batería de servicio medio cargada, con una carga almacenada de 35\,\text{Ah}. Cae la noche, y tenemos que encender las luces de navegación las cuales requieren una potencia de 23\,\text{W}; también deseamos mantener encendida la emisora VHF; decidimos tenerla a mínima potencia ( sólo a la escucha ), por lo que contamos con que demandará 1\,\text{W} de potencia. ¿ Para cuánto tiempo tendremos energía ?.

SOLUCIÓN
Todas las cargas ( lámparas, la emisora, etcétera ) suelen estar conectadas en paralelo a los borne de la batería, entre los cuales hay una tensión de 12\,\text{V}. La potencia total requerida ( de la carga equivalente ) es P=23\,\text{W}+1\,\text{W}=24\,\text{W}. Como la potencia disipada en la carga se calcula multiplicando la tensión ( entre bornes ) por la intensidad de corriente eléctrica, podemos escribir que 24=12\,I, luego la intensidad total de corriente requerida es I=\dfrac{24}{12}=2\,\text{A}. Entonces, como la carga almacenada en la batería es de 35\,\text{Ah}, basta una simple proporción directa para calcular el tiempo pedido, que será igual a \dfrac{35\,\text{Ah}}{2\,\text{A}}=17,5\,\text{h}=17\,\text{h}\,30\,\text{min}
\square

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