Electricidad “para zoquetes”: Wh, Ah, J, C (todo para lo mismo)

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En el primer artículo del curso “ELECTRICIDAD PARA ZOQUETES” explicamos como la electricidad funcionaba exactamente igual que una presa hidroeléctrica y entendimos a los Amperios, Vatios, Voltios, etc. Ahora queremos medir “cuanto” contiene la presa (o nuestra batería). Para esto vamos a revisar los diferentes “palabros” para medir el almacenamiento: Culombios (C), Julios (J=C x V), Vatio-hora (Wh) y Amperio-hora (Ah).

Héroe pila, con sus brazos, piernas y capa.

Sabemos que podemos medir la capacidad de nuestra presa en litros, que es un “montón” de moléculas de agua. Por tanto, al igual que medimos en litros la capacidad de la presa, en nuestra batería medíamos su capacidad en “montones” de electrones:  Culombios (C).

Además para medir la energía que puede generar el agua de la presa (litros x presión) en electricidad tenemos otra palabra: Julios (J=C x V).

Cómo esas dos maneras “parecían poco”, decidieron crear más términos para decir “casi” lo mismo e intentar “volvernos locos” y que desistiéramos de entenderlo (pero en Nergiza no van a poder con nosotros):

Factura luz

Wh (Vatio-hora) = Es una forma de medir la “ENERGÍA” que tenemos acumulada en la batería. Es la cantidad de ‘POTENCIA’ -en Vatios- que deberíamos usar para “volcar” todo en una hora (¡Sí! La han liado).

Aclaremos un poco esto. Un Vatio-hora es un vatio por segundo durante los 3600 segundos que tiene una hora. Esto quiere cedir que cada Wh son 3600W que podemos usar de la batería.

Ah (Amperio-hora) = Mide la “CARGA ELÉCTRICA” de la batería. Es la cantidad de ‘CAUDAL’ -en Amperios- que pasaría si gastase toda su energía en una hora (La “lían”…, pero son constantes). Para entendernos: si tenemos 1 hora para vaciar la presa ¿Qué cantidad de agua debería salir cada segundo?. Sabemos que como un amperio es un Culombio en un segundo, y una hora tiene 3600 segundos (60 x 60). Por tanto 1 Ah implica que podrá suministrar 3600 Amperios, o dicho de otra manera: contiene  3600 Culombios.Presa muy ancha pero de poca profundidad

Si volvemos a nuestras presas hidroeléctricas (recordemos que había dos: la primera estrecha y profunda; la segunda ancha pero superficial) vemos lo poco útil que es medir la energía almacenada en litros/segundo, pues la segunda irá a menos presión y realizará mucho menor trabajo por cada litro. De nada servirá comparar en litros la energía de presas con diferentes presiones.

En nuestras presas hidroeléctricas, miden el agua almacenada porque la vemos, nos bañamos en ella, sirve para beber…, luego los ingenieros calculan la energía que pueden extraer de esa cantidad de agua. En una batería los electrones ni los vemos, ni los bebemos, …, sólo sirven -junto al voltaje- para realizar un trabajo. ¿Que beneficio tenemos midiendo medir una batería en electrones, culombios o amperios-hora? ¿Por qué las baterías suelen indicar su capacidad en Ah?

Presa muy profunda pero de muy poca extensión

La única explicación es porque así “nos parecen más grandes”. Me explico: la mayoría de las baterías están en Amperios-hora porque, igual que en nuestras presas, según sacamos agua de ellas el nivel va bajando y junto a el la presión y su capacidad para realizar trabajo sobre la turbina. Eso mismo ocurre con las baterías, que van perdiendo voltaje según disminuye el número de electrones almacenados.

¡Podemos ver lo poco práctico que suele ser el amperiosHora!. Pasemos pues los Ah a Wh:

Como hemos visto 1 Vatio es 1 Amperio por 1 Voltio (W=A x V), con esto deducimos que bastaría con multiplicar los amperiosHora por el voltaje y tendremos los vatiosHora (Wh = Ah x V). ¡¡¡PERO ESO ES UN ERROR!!! En realidad será un poco menos.

¿Por qué digo que es un error?

Porque no hemos tenido en cuenta la paulatina pérdida de voltaje. Casi todos realizamos el cálculo Wh=Ah x V sin tener en cuenta que el voltaje disminuirá y que una parte importante de la batería dará caudal a tan poco voltaje que no nos será útil. En la práctica, si no disponemos información con la curva de descarga de una batería, los ZOQUETES tan sólo podemos dar un buen margen a los Ah.  No llegaremos a los hipotéticos Wh = Ah x V aunque nos permita aproximarnos.

Bateria 28V

Por tanto los Julios, los Wh, Ah, etc. nos dicen “casi” lo mismo con distintas palabras. Nos es igual medir la energía acumulada en la presa mediante la INTENSIDAD a la que debería TRABAJAR para vaciarse en una hora:  Wh = Julios de la batería / 3600 (segundos en una hora);  o -conociendo la presión- a qué CAUDAL debemos soltar agua  Wh / Voltaje = Ah; o sabiendo el Voltaje medir los Culombios que almacena, etc.

Sepamos que el Sistema Internacional de Unidades sólo toma como unidades básicas el Amperio y el Segundo. ¿El resto? unidades derivadas, errr…, ni eso…,  Wh, Ah ni existen ¡qué para eso están los Julios!.

Entonces… ¿Para qué debemos usar tantas formas de decir prácticamente lo mismo?  Pues eso decididlo vosotros:

  1. Podéis pensar que nos sirven para elegir -según qué midamos- con cual “hacemos menos cuentas”. Por ejemplo si “medimos” una batería en Julios (J =Wh x 3600 segundos que tiene una hora) nos da un número grande y un poco “engorroso”. Pero…, ¿No teníamos para eso el sistema métrico con los KiloJulios -1000 julios-, Megajulios -1.000.000-, etc.?
  2. O podéis pensar que es para que parezca dificilíiiiiiisimo ¿multiplicar por 3600? y que los zoquetes sólo supiéramos decir al electricista: “si, si…, claro. ¿Y cuanto tengo que pagar por ‘eso‘?“.
  3. También alguien llegará a la conclusión de que a cada electricista -o fabricante de componentes, ingeniero, etc.- le explicaron un método hace años y es lo que usa.
  4.  ………………………………………………………………. (rellena los puntos con tu hipótesis).
 Pila sonriente

Pero desde hoy ¡¡¡¡Ya entendemos todos los términos!!!!

Recuerda que Nergiza: “Electricidad para ZOQUETES” pretende dejar claros los términos perara que no memorices “palabros” (siempre puedes volver a ver este curso para refrescar la memoria).

El siguiente artículo será un ejemplo para despejar las dudas: “nuestra pareja nos pide una LAMPARA enchufada a la batería del coche para el camping“.

19 Comentarios

  1. Usando el Wh te ahorras el multiplicar por 3600 (que es una cuenta que a los torpes nos cuesta hacer de memoria), además ¿de que sirve si luego “todo el mundo” usa la caloría en vez del Julio?, habría que volver a dividir entre 4’18…

    La carga de las baterías se da en Ah por que así sirve para “ver” rapidamente cuanto van a durar, si tengo una bateria de 50 Ah y necesito una corriente de 5 A se que la bateria me va a durar “casi” 10 horas.

    Mas complicado: si tengo una bateria de 43062,2000 cal y 5 V ¿cuanto me durara con una resistencia de 1 Ohm? (A priori la cuenta parece un poco mas complicada)

    Todas las conversiones de unidades se complican por que a nadie se le ocurrió hacer una hora con 1000 segundos 🙁

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    • jejeje, si cuando digo que LA HAN LIADO, ES QUE LA HAN LIADO.

      https://es.wikipedia.org/wiki/Vatio-hora

      Si un vatio-hora son 3600 julios y un julio/s en un vatio. Un Wh son 1W cada uno de los segundo que tiene la hora.

      Con un ejemplo es más fácil, un aparato consume 1W (un Julio casa segundo) y puede funcionar una hora (3600 s) con una batería de 1Wh. ¿Cuantos W puede suministrar la batería?.

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      • Aclaro (que en lo de los 3600W que he sido poco riguroso).

        El “lío” viene porque ya estamos acostumbrados a utilizar el Vatio (julio/s) como unidad de intensidad unidimensional.

        Si contamos un trabajo (levantar una pared de ladrillos) los vatios lo entendemos como la intensidad con la que colocamos ladrillos (digamos 1W= un ladrillo por segundo).

        Abner, tienes razón que en un segundo, en una hora o en un siglo, la intensidad será la misma (1 ladrillo por segundo).

        Sin embargo, en un siglo, habremos habremos acumulado muuuuchos ladrillos.

        Si pudiéramos meter toda la energía de un Wh en un acumulador perfecto podríamos soltar en un segundo 3600W de intensidad.

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          • Cierto, pero no eso me resultaba lioso.

            De igual modo “Wh son 1W cada uno de los segundo que tiene la hora” tampoco es cierto. Imagina una potencia de la batería de 500 milivatios ¿Puede desarrollar 1W durante una hora?, no, su máximo son 0.5W/2h.

            En el Wh la mentalidad anglosajona usó potencia para medir energía acumulada (lo que a un europero “descoloca” mucho).

            Incluso lo de 1Wh = 3600W está en publicaciones anglosajonas (total…, puestos a medir energía con potencia, ¿no es lógico invertir el proceso?).

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            Busquemos un consenso: ¿Que os parece si lo corrijo así?:

            Esto quiere decir que por cada Wh la batería podrá desarrollar el equivalente a 3600W durante un segundo.

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  2. A mí me parece interesante el planteamiento.

    Por un lado que una hora durara 1000 segundos, si que sería bueno (la lástima es que los del Sistema Métrico Internacional no estuvieran en tiempos de los egipcios que contaban en base 12 -horas de día/noche- en vez de en base 10 -de allí también los 12 meses del año- y en base 60). Ya no tiene solución: la hora es que es un estándar mundial.

    Sobre los Wh, ¿Qué pasaría si todo el mundo midiera en Julios y Julios/segundo? ¿Que necesidad tendríamos de multiplicar por 3600?, el problema no viene que unos datos los tratamos en horas, otros en segundos…, y el almacenaje en una cuenta “rara” de caudal-hora.

    Si sólo usáramos los Julios no tendríamos que hacer ninguna cuenta, una placa solar suministra X Julios/s, la batería almacena X KiloJulios y suministra X J/s, nuestra red consume X J/s…., NI UN CALCULO.

    Sobre Ah, si no usáramos Ah podría hacerse el mismo cálculo en Wh ahorrando la multiplicación por voltios. Aquí argumentarás que en Julios habrá que hacer división entre 3600 para tenerlo en horas, pero ¿Por qué tiene que ser en horas?.

    Es el término Ah y Wh los que nos ha “acostumbrado” a medir en horas. Pero el mismo cálculo podría darse en segundos. Un SAI, una linterna, un Dron, la pila de un relog, ¿Cuál de esos dura funcionando horas?, hay cosas que duran “horas” pero la mayoría duran “minutos” o “días”.

    Ejemplo: si tienes una batería de 90 kilojulios y un consumo de 30 julios/s te durará 1500 segundos. En horas serían 0.41 horas, si quieres minutos deberás igualmente multiplicar o dividir entre 60 para llegar a 25 minutos o 0:23 horas.

    El el pueblo ahora están locos de “las cuentas que tienen que hacer”, ya que -por una nueva ley- han pasado de medir el vino y el aceite a granel de la cooperativa Cántaras (16 l) y Tinajas (128 l) a litros.

    Muchos ingleses están como fieras porque ahora desde la EU pretenden que midan en kilogramos, kilómetros y litros.

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    • Pero cuando trabajas con electricidad, el Vatio es la unidad de medida ideal. Para pasar de Voltios, Amperios y horas a Julios es cuando ya hay que multiplicar por 3.600

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      • El vatio es la unidad anglosajona y los anglosajones “capitanearon” la revolución industrial. En Wh es un “invento” propio de la mentalidad anglosajona completamente fuera del sistema métrico internacional.

        Pero es cierto que han impuesto su criterio, y que ES MÁS FÁCIL ADAPTARSE A MEDIR EN W y Wh.

        Por ejemplo, en cualquier artículo científico, en las mediciones para las baterías y reacciones químicas -como las de un motor de combustión- la reacciones se desarrollan en Julios y Amperios (ni siquiera la caloría se admite ya por el Sistema Metrico Internacional…, 1 kWh = 3,6×10^6 J = 860 400 cal).

        El problema de usar mil maneras distintas para medir lo mismo lleva a costososísimos problemas como este:
        http://elpais.com/diario/1999/10/02/sociedad/938815207_850215.html

        Desde ese accidente en Marte, incluso la NASA se pasó al sistema métrico: dejó de medir en millas, en Wh en W, etc. ahora son todo metros y julios.
        —————-

        En el artículo trataba de “quitar hierro” a las mil formas de medir que suelen “asustar” a los novatos, haciéndonos muchas veces desistir de aprender ante la aparente complejidad.

        ———————-
        Pero actualmente, SIN DUDA, la electricidad la dominan los anglosajones y en electricidad “de a pié” es más fácil seguir el estándar y medir en W, como bien dices.

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  3. Según varias webs consultadas, el Watio SI está reconocido en el Sistema Internacional dentro de las llamadas magnitudes derivadas:

    FUNDAMENTALES.- son aquellas que necesitan de un patrón estandarizado.

    DERIVADAS.- son aquellas que se definen por medio de procesos matemáticos a partir de unidades fundamentales.

    http://wp.ufpel.edu.br/mlaura/2012/09/15/sistemas-de-unidades/

    En todo caso, no solo los estadounidenses tienen sus propias unidades, aquí (en Europa) tambien medimos la potencia en CV (en vez de Watios), en las etiquetas de comida viene algo de calorias (o peor aún llaman calorias a las Kcal)…

    Y ya puestos a ser porculero: si no decimos gramaje (peso) o gradaje (temperatura), tampoco es correcto decir “voltaje”, lo elegante sería decir tensión o diferencia de potencial (electrico)

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    • El artículo habla de almacenamiento de energía Wh y Ah contra Julios y culombios (W sí está en el Sistema Métrico Internacional pero no mide almacenamiento/consumo de energía sino potencia).

      Es el vatio-hora o el amperio-hora los que no existen en el SMI (ni estarán pues consideran su formulación aleatoria y compleja).

      La función del SMI es estandarizar y que no tengamos que hacer mil cuentas para pasar de una unidad a otra y decidieron (los más importantes científicos mundiales) que el mejor meto de medir la energía eran los Julios. No te cabrees conmigo que yo no estaba en esa decisión 😉

      La caloría está en el SMI, así como sus múltiplos (Kcal=kilocaloría), sin embargo, a fin de normalizar -facilitar- cálculos en los ámbitos científicos se usa el Julio. Aunque, por inercia, quedan reticencias en la rama de la dietética donde “aún no está mal visto” el computo en calorías.

      Nuestro CV fue un intento francés de “subirse al carro” de la revolución industrial anglosajona. Realmente es una aproximación para traducir al sistema métrico decimal el HP anglosajón. 1 CV = elevar 75 kgf a 1 m en 1 s ≈ 0,986 HP.

      Voltaje está en la rae. http://buscon.rae.es/drae/srv/search?val=voltajes

      P.D. Yo también mido en W y Wh. Y si estoy en voltaje constante mido en A y Ah. ¡¡¡¡Así vienen los aparatos y es lo más práctico!!!. Pero el común de los mortales se lía con cosas que parecen muy distintas y yo quería quitar hierro con la pregunta que se haría cualquier ZOQUETE ¿Y para que tantos semi-sinónimos?. ERA UN TOQUE DE HUMOR: cualquiera puede ver como se definieron en paralelo diversas unidades de energía y cada una se impuso en un ámbito: en vehículos CV-HP, en alimentación Cal, en consumo eléctrico Wh-Ah, etc….

      Mi pregunta era para dar al menos LA VICTORIA PÍRRICA DE LA PATALETA AL ZOQUETE que empiece hoy a luchar con J, Wh, Ah, cal, etc. (Era sólo humor…, disculpa si no lo expliqué más claro)

      🙂

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  4. ¿Por qué medimos el mueble del televisor en centímetros y el televisor en pulgadas? ¿Por qué medimos la longitud de un coche en metros y el diámetro de las ruedas en pulgadas? ¿Por qué en los pub irlandeses sirven la cerveza en pintas y medias pintas? ¿Por qué algunos todavía usan las pesetas para “tasar” una vivienda?

    Por costumbre. Es más fácil utilizar una unidad familiar que aprender otra por muy estándar que sea.

    En cuanto al amperio-hora, estoy de acuerdo con Ricardo, es muy útil para estimar la duración de un aparato de amperaje conocido.
    ¿Por qué horas y no días o meses? La hora es la unidad de tiempo “exacta” más grande que manejamos con comodidad. Me explico: si usas el día, ¿el día tiene 24 h? Por convenio sí, pero en Física no, la Tierra gira sobre su eje cada 23 h y 56 minutos. Si usas el mes ¿febrero cuenta? Si usas el año, ¿serán 365 días o 365,256…?
    En cambio, una hora son 3600 segundos, siempre. Y un segundo tiene una definición muy precisa. Cuando hablamos del tiempo en horas, no puede haber confusión. Se podrían utilizar kilosegundos, vale, pero ahí entra en juego la familiaridad. Es más fácil hacerse una idea de cuánto es una hora y media que veinte ks.

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    • Yo coincido con David en la imprecisión de la unidad Ah, por ejemplo en baterías 18650 de litio la batería comienza con unos 4,2V y termina con 3,6V aproximadamente, por lo tanto 1Ah al principio de su ciclo de uso representa un 16% más de energía que al final.

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  5. Gracias Carlos:

    4.- …Para que parezcan más grandes las baterías que nos venden……. (rellena los puntos con tu hipótesis).

    Como bien dices “termina con 3,6V” (dando un 16% menos de W) lo cual quiere decir que. ADEMÁS, aún quedaban muchos culombios en la batería.

    Carlos, con tu cargador “chachi” puedes ver la energía inutilizable:
    https://nergiza.com/bt-c3100-revisamos-el-cargador-de-baterias-y-pilas-definitivo/

    Pero el común de los mortales, o si usamos baterías de otro tipo tenemos imposible saber, con Ah, los Wh -o Julios- que podremos usar de la batería. Las baterías “vienen” en Ah y eso usamos, pero para hacer cálculos con una batería concreta ¿Hay que restar un 10%-20%-40%?.

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  6. Cuando compramos una batería de X Ah ya sabemos que no los va a dar… igual que sabemos que los X Culombios se van a perder por el camino… igual que cuando la compañía eléctrica nos dice que tenemos 230 Voltios en casa ¿los has medido alguna vez?
    En elecciones nos prometen millones y millones de puestos de trabajo….
    En la teletienda te prometen adelgazar 35 kg en 5 semanas….
    y los tubos fluorescentes de aseguran iluminar tropocientos Lm…

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    • ¿Eres de Baleares? (Lo deduzco porque es en la única parte de España que va a 230V y no a 220V). Botina tierra.

      Una vez lo medimos en casa de mi madre pues se habían roto varios aparatos, había (además de picos de tensión por que en el mismo bloque de la casa de mi madre hay muchos talleres) había 245V.

      Denunció por el OCU y le pagaron una tele.

      Un abogado aburrido denunció en España a una empresa que hacía cerillas. Ponía en la caja “50 cerillas”, pero solía haber unas 4X. (Si te fijas en las cerrillas ahora pone 50 aprox. o si pone 50 hay 50).

      Pero una batería puede almacenas X culombios, por lo tanto puede suministrar X amperios…, aunque si pierde muy rápido el voltaje de poco servirán…, pero REALMENTE dice Ah y no se puede denunciar pues no mienten.

      SOBRE EL AVATAR: ¿Te fijaste si había otro Nergizo que escribiera antes que tú con el mismo avatar? Si otro tenía tu avatar, lo que ocurrió es que el sistema te puso otro para que la gente no confundiera a la otra persona contigo.

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      • Perdona, en el voltaje tienes tú razón, desde 2003 comenzaron a subir la tensión a 230V.

        Si no es por tu comentario no lo busco y ni me entero (la mayoría de las web aún siguen diciendo que vamos a 220V).

        Mi casa marca ahora mismo 228V (mejor, casi todo va a 220V).

        Gracias.

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    • mmm… el avatar va ligado al mail, ¿has utilizado uno diferente?
      Lo mejor es que te registres en Gravatar y te pongas un avatar personalizado como algunos de nosotros 🙂

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