Balance de Cargas kWh
Cargue los consumos monofásicos y trifásicos de un taller, hogar u oficina. Se calcula la energía diaria, la potencia media, la demanda máxima y el perfil horario, y se emite un informe en PDF para el cliente.
Cómo usar esta app: el recorrido completo
Esta app hace lo mismo que un técnico cuando hace un relevamiento de cargas: anota cada aparato eléctrico, cuánta potencia consume y cuántas horas funciona, y con eso calcula cuánta energía se gasta y cuánto cuesta.
- 1. Parámetros de la red: la tensión que llega a la instalación (220 V o 380 V) y cuántos días al mes se trabaja.
- 2. Cargas eléctricas: cada aparato con su dato de placa (potencia o corriente) y su horario de uso.
- 3. Resultados: la energía del día, la potencia media, la demanda máxima y el gráfico de cómo varía el consumo durante las 24 horas.
- 4. Cuadro tarifario: los precios de la distribuidora, para estimar la factura.
- 5. Informe PDF: todo junto, listo para entregar a un cliente.
Los resultados se recalculan solos cada vez que cambiás un dato. Probá modificar un valor y mirá qué pasa en el gráfico y en la tabla: así se entiende la relación entre las magnitudes.
¿Qué diferencia hay entre potencia (kW) y energía (kWh)? La potencia es "qué tan rápido" se consume; la energía es "cuánto" se consumió en total. Una plancha de 1 kW usada 2 horas consume 2 kWh.
Datos del informe
CLIENTE · EMISOR
¿Para qué sirve esta sección?
Son los datos que identifican el trabajo: quién lo pide (el cliente) y quién lo firma (el técnico o profesional). No intervienen en los cálculos; solo aparecen en el encabezado y la firma del informe PDF.
El número de informe sirve para ordenar y encontrar los trabajos. El número de suministro o medidor figura en la factura de luz y vincula el estudio con esa instalación.
En un trabajo real, ¿qué datos del cliente harían falta para que el informe tenga validez? ¿Y si es para uso escolar?
Parámetros de la red
TENSIONES NOMINALES · DÍAS DE USOLas tensiones se aplican a las cargas nuevas y a las que cambien de tipo de alimentación. Cada carga puede tener su propia tensión.
¿Qué son la tensión monofásica y la trifásica?
En Argentina la red de baja tensión es trifásica de 4 conductores: tres fases (L1, L2, L3) y un neutro (N), a 50 Hz.
- Tensión monofásica (fase-neutro): 220 V. Es la de los tomacorrientes de una casa. La usan heladeras, PC, iluminación, aire acondicionado chico.
- Tensión trifásica (entre fases): 380 V. La usan motores de taller e industria: compresores, tornos, bombas grandes.
Las dos están relacionadas: 380 V = √3 × 220 V. El número √3 ≈ 1,732 aparece porque las tres fases están desfasadas 120° entre sí.
Los días de uso por mes pasan el consumo de un día al consumo del mes: un taller trabaja unos 22 días; una casa, 30.
Medí con el tester (con supervisión) la tensión de un tomacorriente. ¿Da exactamente 220 V? La tensión real varía, y eso cambia un poco los resultados.
Cuadro tarifario
CARGO FIJO · ENERGÍA POR RANGOS · IMPUESTOS
¿Cómo se arma una factura de luz?
La distribuidora (EPE, Edenor, Edesur, una cooperativa) publica un cuadro tarifario con sus precios. La factura tiene tres partes:
- Cargo fijo (cuota de servicio): se paga siempre, aunque no se consuma nada. Cubre el medidor, la lectura, la red.
- Cargo variable por energía: se paga por cada kWh consumido. Suele estar dividido en rangos: los primeros kWh tienen un precio y los siguientes otro, normalmente más caro para desalentar el derroche.
- Impuestos y tasas: IVA, tasas municipales y provinciales. Casi siempre son un porcentaje sobre lo anterior.
Escalonado quiere decir que cada kWh paga el precio de su rango: con 420 kWh y rangos de 150, los primeros 150 pagan el precio 1, los siguientes 150 el precio 2 y los últimos 120 el precio 3. Por rango total quiere decir que todo el consumo paga el precio del rango alcanzado.
Buscá una factura de luz de tu casa y encontrá estas tres partes. ¿Cuánto representan los impuestos sobre el total?
Los porcentajes se aplican sobre el subtotal (cargo fijo + energía). Los valores cargados de inicio son de ejemplo: reemplácelos por el cuadro tarifario vigente de la distribuidora.
Cargas eléctricas
¿Cómo se carga cada aparato? (alimentación, dato de placa, régimen de uso)
Cada ficha es un aparato (o un grupo de aparatos iguales, usando Cantidad). Los datos se sacan de la chapa de características o placa del equipo.
Alimentación. Monofásica (dos cables: fase y neutro, 220 V) o trifásica (tres fases, 380 V). Los motores grandes casi siempre son trifásicos.
Dato de placa: por potencia o por corriente.
- Por potencia: si la placa dice W, kW, HP o CV. En los motores, los HP o CV son la potencia mecánica en el eje; el motor toma de la red un poco más porque tiene pérdidas. Por eso se pide el rendimiento η (eta): un motor de 3 HP con η = 84 % consume
3 × 745,7 / 0,84 ≈ 2,66 kW. - Por corriente: si se midió con pinza amperométrica o la placa da amperes. Monofásica:
P = V · I · cos φ. Trifásica:P = √3 · V · I · cos φ. - cos φ (factor de potencia): indica qué parte de la corriente se transforma en trabajo útil. Una resistencia (estufa, pava) tiene cos φ = 1; un motor, entre 0,75 y 0,88; un LED de buena calidad, más de 0,9.
Régimen de uso. Cuándo funciona el aparato:
- 24 h: siempre enchufado (heladera, router).
- Horas/día: una cantidad de horas a partir de una hora de inicio.
- Tramos: horarios exactos, por ejemplo 8 a 12 y 14 a 18. Sirve para ver en qué momento del día se suman las cargas.
- Factor de uso: qué porcentaje del tiempo encendido trabaja de verdad. Una heladera está enchufada 24 h, pero el compresor arranca y para: trabaja quizás el 40 % del tiempo.
Abajo de cada ficha aparecen los valores calculados: P (potencia activa, kW), I (corriente, A), S (potencia aparente, kVA), Q (potencia reactiva, kVAr), t (horas de uso) y E (energía diaria, kWh).
Cambiá el cos φ de un motor de 0,82 a 0,95. ¿Qué pasa con la corriente I? ¿Y con la energía E? ¿Por qué una no cambia y la otra sí?
Resultados
BALANCE DIARIO¿Qué significa cada resultado?
- Energía diaria (kWh): la suma de lo que consumen todos los aparatos en un día. Es lo que cuenta el medidor.
- Potencia media 24 h (kW): la energía del día repartida en parejo en las 24 horas:
Pmed = E / 24 h. Es como si un único aparato funcionara todo el día sin parar consumiendo lo mismo. - Demanda máxima (kW): el momento del día en que más aparatos funcionan juntos. Es lo que tienen que soportar los cables, las protecciones y el medidor.
- Factor de carga:
Pmed / Pmáx. Si es alto (cerca del 100 %), el consumo es parejo; si es bajo, hay picos fuertes y horas de poco consumo. - Potencia instalada: la suma de las potencias de todos los aparatos, como si funcionaran todos a la vez. La simultaneidad compara la demanda máxima real con esa suma: casi nunca se prende todo junto.
- cos φ medio: el factor de potencia promedio de la instalación. Si es bajo (menos de 0,85 en grandes usuarios) la distribuidora puede cobrar un recargo.
- Energía mensual: energía diaria × días de uso por mes.
Agregá una carga grande (por ejemplo, un horno de 3 kW) a las 10 de la mañana. ¿Cambia más la potencia media o la demanda máxima? ¿Y el factor de carga?
Perfil diario de demanda
¿Cómo se lee el gráfico de demanda?
El eje horizontal son las 24 horas del día; el vertical, la potencia en kW que se está usando en cada momento (promediada cada 15 minutos).
- Cada escalón es un aparato que se prende o se apaga.
- El punto más alto es la demanda máxima.
- La línea punteada es la potencia media. El área bajo la curva es la energía del día: si se "aplanara" la curva, quedaría a la altura de la línea punteada.
¿En qué horario conviene usar una carga grande para no aumentar el pico? Movés el horario de un aparato y comprobás en el gráfico.
¿Qué muestra la tabla de cargas?
Resume cada aparato: tipo de alimentación (1~ monofásica, 3~ trifásica), tensión, cantidad, cos φ, potencia y corriente de una unidad, horario, horas de uso, factor de uso y la energía diaria.
La columna Partic. (participación) dice qué porcentaje de la energía total consume cada carga. Sirve para saber dónde conviene ahorrar: el que más consume no siempre es el de mayor potencia, sino el que suma potencia × horas.
¿Qué consume más en el día: una amoladora de 550 W usada 1,5 h o 12 lámparas LED de 36 W prendidas 11,5 h? Calculalo y verificá en la tabla.
Cálculo paso a paso
¿Cómo se calcula la factura estimada?
Se toma la energía del período (energía diaria × días de uso × meses del período), se reparte en los rangos del cuadro tarifario y se multiplica cada parte por su precio. Se suma el cargo fijo y se obtiene el subtotal; sobre él se aplican los impuestos.
El costo medio por kWh es el total dividido los kWh: incluye el cargo fijo y los impuestos, por eso es mayor que el precio de cualquier rango.
Si se reduce el consumo un 20 %, ¿la factura baja también un 20 %? ¿Por qué no?
Glosario
MAGNITUDES Y UNIDADES
- Tensión (V, volt)
- La "presión" eléctrica que empuja la corriente. En la red: 220 V entre fase y neutro, 380 V entre fases.
- Corriente (A, ampere)
- La cantidad de carga eléctrica que circula por segundo. Define la sección de los cables y el calibre de las protecciones.
- Potencia activa P (W, kW)
- La potencia que se transforma en trabajo útil: calor, luz, movimiento. 1 kW = 1000 W.
- Potencia aparente S (VA, kVA)
- V × I (× √3 en trifásica). Es la que "ve" la red y la que limita a transformadores y generadores.
- Potencia reactiva Q (VAr, kVAr)
- Potencia que va y viene entre la red y los motores para crear su campo magnético. No produce trabajo pero carga los cables. S² = P² + Q².
- Factor de potencia (cos φ)
- P / S. Cuanto más cerca de 1, mejor se aprovecha la corriente. Se mejora con capacitores.
- Energía (kWh)
- Potencia × tiempo. 1 kWh = 1 kW durante 1 hora. Es lo que mide el medidor y lo que se paga.
- HP y CV
- Unidades de potencia mecánica de motores. 1 HP = 745,7 W; 1 CV = 735,5 W.
- Rendimiento (η)
- Potencia útil / potencia consumida. Un motor con η = 85 % pierde el 15 % en calor.
- Factor de uso
- Fracción del tiempo encendido en que el equipo trabaja realmente (ciclo de trabajo).
- Demanda máxima
- La mayor potencia que se usa al mismo tiempo en el día. Define el tamaño de la instalación.
- Factor de carga
- Potencia media / demanda máxima. Mide qué tan pareja es la curva de consumo.
- Simultaneidad
- Demanda máxima / potencia instalada. Indica qué parte de los equipos funciona a la vez.
- Monofásico (1~) y trifásico (3~)
- Alimentación con una fase y neutro, o con tres fases desfasadas 120°. Trifásico permite más potencia con menos corriente por cable.