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Laboratorios eléctricos aplicados

LABORATORIO · DIEZ EXPERIENCIAS APLICADAS

Modifica una magnitud. Observa lo que cambia.

Simulaciones deterministas, calculadas en el navegador. La curva de cada lámina representa una sensibilidad teórica, nunca una medida real.

01 · UNIDADES

Potencia, tiempo y energía

Transforma una potencia sostenida durante un intervalo en energía consumida.

RESULTADO · MODELO DOCENTE—

E (kWh) = P (kW) × t (h)

Curva ilustrativa para el primer parámetro; resto de entradas constantes.

Se supone potencia constante. La potencia de placa no garantiza la energía real durante cada hora.

Guía práctica · predicción y comprobación

Antes de mover el control: Una potencia doble durante el mismo tiempo entregará el doble de energía, siempre que se mantenga constante.

Prueba: Calcula 2 kW durante 3 horas y luego 4 kW durante 3 horas. Comprueba el cambio de kWh.

Conclusión: La relación es lineal con potencia y con tiempo por separado; no confundas kW con kWh.

02 · CIRCUITOS

Efecto Joule y pérdidas

Comprueba cómo varía la disipación cuando aumenta la corriente de un conductor.

RESULTADO · MODELO DOCENTE—

P_pérdidas (W) = I² × R

Curva ilustrativa para el primer parámetro; resto de entradas constantes.

Modelo resistivo de corriente constante; no incluye cambios térmicos ni efecto pelicular.

Guía práctica · predicción y comprobación

Antes de mover el control: Con resistencia constante, duplicar corriente cuadruplicará pérdidas.

Prueba: Mantén R y prueba intensidades 10 y 20 A, si los límites del simulador lo permiten.

Conclusión: La sensibilidad cuadrática tiene consecuencias de dimensionamiento y no predice por sí sola temperatura.

03 · MÁQUINAS

Relación de espiras

Transformador ideal con primario y secundario acoplados por flujo común.

RESULTADO · MODELO DOCENTE—

V₂ = V₁ × N₂/N₁

Curva ilustrativa para el primer parámetro; resto de entradas constantes.

No incorpora pérdidas, magnetización, impedancia ni riesgo de aislamiento.

Guía práctica · predicción y comprobación

Antes de mover el control: Duplicar las espiras secundarias manteniendo las primarias debe duplicar V2 en el modelo ideal.

Prueba: Modifica N2 sin cambiar N1 ni V1; compara la tensión secundaria calculada.

Conclusión: No se modelan pérdidas, magnetización ni límites de aislamiento.

04 · ELECTROMAGNETISMO

Faraday: inducción media

Estima el módulo de tensión media inducida por cambio de flujo en una bobina.

RESULTADO · MODELO DOCENTE—

|ε| (V) = N × (ΔΦ/1000 Wb)/(Δt/1000 s)

Curva ilustrativa para el primer parámetro; resto de entradas constantes.

Tensión media ideal de un intervalo; el signo depende de orientación y ley de Lenz.

Guía práctica · predicción y comprobación

Antes de mover el control: Para la misma variación de flujo, reducir a la mitad el tiempo duplica la tensión media inducida.

Prueba: Introduce dos intervalos y anota el cociente entre tensiones; comprueba si el modelo usa magnitud o signo.

Conclusión: Faraday describe variación temporal de flujo; Lenz fija el sentido según la convención.

05 · POTENCIAS AC

Potencia trifásica equilibrada

Observa el efecto de corriente y factor de potencia sobre la potencia activa.

RESULTADO · MODELO DOCENTE—

P (kW) = √3 × V_LL × I_L × cosφ / 1000

Curva ilustrativa para el primer parámetro; resto de entradas constantes.

Tres fases equilibradas y formas de onda sinusoidales. No describe distorsión armónica.

Guía práctica · predicción y comprobación

Antes de mover el control: A tensión y corriente constantes, P disminuye cuando cae el factor de potencia.

Prueba: Compara cosφ=1 frente a cosφ=0,8 y anota P y S.

Conclusión: Solo se usa la fórmula directa del modelo trifásico equilibrado.

06 · ALMACENAMIENTO

Baterías: MW frente a MWh

Comprende la duración energética limitada al descargar una batería.

RESULTADO · MODELO DOCENTE—

t (h) = E_nominal × fracción_útil / P

Curva ilustrativa para el primer parámetro; resto de entradas constantes.

No incorpora dependencia de rendimiento, temperatura, límites BMS ni reserva operativa adicional.

Guía práctica · predicción y comprobación

Antes de mover el control: Para MWh constantes, doblar MW reduce a la mitad la duración ideal de descarga.

Prueba: Fija 10 MWh y compara 2 MW con 4 MW. Después revisa los supuestos de eficiencia.

Conclusión: MW no son MWh; la operación real requiere ventana de SOC, pérdidas y reserva.

07 · MOVILIDAD

Vehículo eléctrico y recarga

Convierte kilómetros y consumo específico en energía tomada de la red.

RESULTADO · MODELO DOCENTE—

E_red = km × consumo/100 ÷ η_recarga

Curva ilustrativa para el primer parámetro; resto de entradas constantes.

El consumo es supuesto del vehículo y no incluye toda la infraestructura ni ciclo de vida.

Guía práctica · predicción y comprobación

Antes de mover el control: A distancia constante, aumentar el consumo específico incrementa proporcionalmente energía.

Prueba: Fija 100 km, compara 15 y 20 kWh/100 km, y anota la diferencia.

Conclusión: No se modela necesariamente carga desde la red o condiciones térmicas reales.

08 · CALOR ÚTIL

Bomba de calor y COP

Compara electricidad necesaria para entregar calor útil con distinto COP.

RESULTADO · MODELO DOCENTE—

E_eléctrica = Q_útil / COP

Curva ilustrativa para el primer parámetro; resto de entradas constantes.

El COP depende de temperatura y modo de trabajo. No confundir COP instantáneo y estacional.

Guía práctica · predicción y comprobación

Antes de mover el control: A demanda térmica constante, subir el COP reduce electricidad requerida.

Prueba: Compara COP 2 y COP 4 para la misma cantidad de kWh térmicos.

Conclusión: COP no equivale a eficiencia de una resistencia ni tiene por qué ser constante todo el año.

09 · RENOVABLES

Fotovoltaica y horas equivalentes

Estima producción anual usando potencia pico y rendimiento específico.

RESULTADO · MODELO DOCENTE—

E_anual (MWh) = kWp × rendimiento_específico / 1000

Curva ilustrativa para el primer parámetro; resto de entradas constantes.

La energía anual no representa potencia firme ni reproduce una curva horaria real.

Guía práctica · predicción y comprobación

Antes de mover el control: Duplicar potencia pico a rendimiento específico constante duplica la producción estimada.

Prueba: Compara 5 kWp y 10 kWp con las mismas horas equivalentes.

Conclusión: No representa un perfil horario ni una garantía de evacuación o potencia firme.

10 · NUEVAS DEMANDAS

Centros de datos: IT y PUE

Relaciona potencia IT con instalaciones auxiliares, uso y demanda anual.

RESULTADO · MODELO DOCENTE—

E_anual (GWh) = MW_IT × PUE × utilización × 8,760

Curva ilustrativa para el primer parámetro; resto de entradas constantes.

Modelo medio anual; no deduce simultaneidad, potencia contratada ni demanda máxima de la red.

Guía práctica · predicción y comprobación

Antes de mover el control: A igual carga IT y horas, aumentar PUE incrementa electricidad total.

Prueba: Compara 10 MW IT con PUE 1,2 y 1,5; calcula energía anual para un uso común.

Conclusión: PUE relaciona energía total de instalación con energía IT; varía con carga y clima.