(3) Medición del consumo de energía eléctrica en un LED y una bombilla
En la actualidad estamos presenciando como las lámparas convencionales están desapareciendo a favor de los led. ¿Será cierto que consumen mucho menos? ¿Exactamente cuánto se reduce el consumo eléctrico?
Las recomendaciones de los fabricantes sugieren una equivalencia para cada valor de potencia convencional, tal y como se muestra en la tabla de la derecha.
Vamos a realizar una sencilla experiencia de laboratorio donde vamos a comprobar por nosotros mismos que los LED consumen menos potencia que las lámparas convencionales. Mediremos intensidad y voltaje con el polímetro para poder calcular la potencia de cada de ellas.
Guía de montaje en Tinkercad
1. Conecta un circuito de un LED blanco con una resistencia en serie de 68 Ω a la fuente de alimentación. Móntalo en una placa de pruebas.
2. Selecciona un voltaje de 3V para la fuente de alimentación
3. Inicia la simulación.
Actividades
(1) Ahora tienes dos elementos en serie conectados a la fuente de alimentación y ambos consumen energía eléctrica. El LED convierte la energía eléctrica en luz y calor y la resistencia solo en calor.
¿Qué intensidad circula por el circuito? Apúntala en en tu memoria.
(2) El LED y la resistencia al estar conectados en serie, se reparten el voltaje que les proporciona la fuente de alimentación. Vamos a medirlo con dos multímetros. Conéctalo como se indica en la imagen y selecciona la letra V en el multímetro para medir voltaje. Apunta las medidas de los dos voltajes (VL y VR) en tu memoria. ¿Qué ocurre si sumas ambos valores?
Con los dos voltímetros podemos ver cómo se reparten el voltaje de la fuente entre el LED y la resistencia. Cada uno de ellos consume una energía eléctrica diferente, pero en realidad a nosotros nos interesa conocer la suma de lo que consumen entre los dos, pues el LED necesita la resistencia para funcionar correctamente.
Como la fuente nos indica el voltaje total y la intensidad total, ¿Puedes calcular la potencia del circuito? A esta potencia le llamaremos PL (potencia en el LED) Recuerda la fórmula de la potencia y pasa a amperios la medida de la intensidad antes de aplicarla.
Guía de montaje en Tinkercad
1. Sin desmontar el circuito anterior, añade ahora una bombilla a la fuente de alimentación. Coloca los cables de forma adecuada para que se vea claramente dónde conectan. Respeta los colores de los cables.
2. Asegúrate de que el voltaje sigue siendo de 3V en la fuente de alimentación.
3. Inicia la simulación.
Actividades
(3) Al poner en marcha el circuito podremos observar que el voltímetro del LED y el de la resistencia siguen indicando los mismos valores. La fuente también indica los 3V iniciales. Si no es así, revisa tu circuito.
Sin embargo, el valor de la intensidad en la fuente ha cambiado. ¿Puedes decir por qué? Anota el valor de la intensidad total del circuito.
(4) Como queremos medir el valor de la intensidad parcial que circula por la bombilla, conectaremos un amperímetro en serie con la misma. Fíjate que el amperímetro va conectado en serie con el elemento que queremos medir, a diferencia del voltímetro. Selecciona la letra A para medir amperios en el multímetro.
¿Cuál es el valor de la intensidad que circula por la bombilla (IB)? Apunta el valor en tu memoria.
Ahora ya podemos calcular la potencia en la lámpara (PB) puesto que acabamos de medir su intensidad y sabemos que el voltaje es de 3V.
(5) En el apartado 2 has calculado la potencia en el LED (PL) y en el apartado 4 has calculado la potencia en la bombilla (PB).
¿Cúantas veces es una más grande que la otra? ¿Crees que en el mundo real es así, es mayor o menor? Para responder puedes basarte en la tabla comparativa de Barcelona LED que tienes en la parte superior de esta página.