Nos han invadido la pantalla. Todo el mundo menos Luis Enrique tienen un Setup lleno de luces de colores en Twitch y YouTube. Es divertido y se quedan con nuestra atención allá donde se instalan. Pero son, realmente un tipo de iluminación eficiente? ¿nos ayudarán realmente a ahorrar en la factura de la luz teniendo en cuenta la crisis energética? ¿O son un gasto y un derroche innecesario? Para que no te quede ninguna duda y decidas si comprarlos o no en tu nueva vida, en esta entrada te vamos a explicar cómo se representan gráficamente los elementos en un circuito y cuál es el procedimiento para calcular correctamente el consumo de esta sluces.
¿Cómo se representan las luces LED en un circuito?
Antes de ponernos a calcular cuánto consumen estas luces, debemos considerar que hay dos grandes grupos de elementos que hay que considerar: por un lado los diodos y, por el otro, el puente rectificador. ¿Por qué? porque viendo cómo se organizan en el circuito podremos hacer los cálculos necesarios para averiguar cuánto consumo hacen.
Los diodos: ¿Cómo se representan?
Los diodos son unos dispositivos que permiten el flujo eléctrico en un sólo sentido y cada puente rectificador lleva al menos cuatro diodos. Para que se produzca la rectificación de la corriente alterna, hay que conectar los cuatros diodos en una disposición específica llamada configuración de rectificación. Estos diodos, al igual que las bombillas, pueden representarse y lo hacen de una forma particular. Este es el símbolo que se usa para los diodos led en los esquemas eléctricos, donde el ánodo será la patilla larga:
El puente rectificador
Los diodos son unos dispositivos que permiten el flujo eléctrico en un sólo sentido y cada puente rectificador lleva al menos cuatro diodos. Para que se produzca la rectificación de la corriente alterna, hay que conectar los cuatros diodos en una disposición específica llamada configuración de rectificación. En estas rectificaciones, la polaridad positiva y la negativa son desviadas siempre a los mismos diodos de salida.
Los puentes rectificadores se usan, generalmente, para transformar una corriente alterna (CA) en corriente continua (DC). Estas modificaciones también se conocen como «puente de diodos» y también suele llamarse «circuito o puente de Graetz», en honor al físico que lo hizo popular. El invento se lo debemos al físico Karol Franciszek Pollak. Estos puentes son un dispositivo eléctrico más, que se puede utilizar en diversos ámbitos industriales y domésticos y que puede representarse de diferentes formas:
A continuación, también dispones de los símbolos que representarían los distintos puentes rectificadores que pueden hacerse.
Ahora sí, ¿cómo se calcula el consumo?
Para responder a esta pregunta, debemos tener en cuenta la densidad de los diodos en la tira, así como los metros de la tira de LEDS, indpendientemente de si son unicolor o RGB. Para ello debemos comprender cómo se calcula la corriente a través de la tensión total, teniendo en cuenta el valor de la resistencia. Todos estos valores los vamos a conocer en los siguientes subapartados.
La explicación teórica
Para comprender el consumo de las luces LED, deberemos hablar de algunos términos como el de la corriente y la resistencia. En definitiva, es una ley básica o fundamental que sirve para entender los fundamentos principales de los circuitos eléctricos. Parte de la diferencia de potencial aplicada entre los extremos de un conductor determinado, que es directamente proporcional a la intensidad de la corriente que circula por el citado conductor. Ohm completó la ley introduciendo la noción de resistencia eléctrica R, que resulta del factor de proporcionalidad que aparece en la relación entre V e I. (V=R·I).
La fórmula y la explicación sobre el procedimiento
Ahora bien, el calculo de la corriente en un circuito se puede obtener a través de la tensión total del circuito si se conoce la resistencia total (como tu propones usando para el cálculo la tensión de 12V) o también a través de la caída de tensión de uno solo de los componentes en serie si se conoce su resistencia. Para ello, se utiliza la formula usada, en definitiva, la Ley de Ohm: V=R·I
Ahora bien, en el caso de los circuitos con LEDS, esta última técnica es la más adecuada porque los LEDS son componentes «extraños» en los cuales la resistencia interna no es constante y por lo tanto, no es útil para nuestro cálculo. Por otro lado, gracias al hecho que en los LEDS encontramos una caída de tensión constante lógicamente la tensión que cae en los LEDS no puede, al mismo tiempo, caer en la resistencia. Por lo tanto lo que cae en ellos lo restamos de los 12V y así obtenemos la tensión que cae en la resistencia. Entonces, una vez que nos hemos asegurado de cuál es la tensión que cae en la resistencia, simplemente excluimos la parte de los LEDS para dedicarnos al cálculo de la corriente únicamente en la resistencia.
Por último, recordemos que, en los circuitos en serie, la corriente que pasa por un componente es la misma que la que pasa por los demás. Entonces, retomando el cálculo, podemos deducir que la corriente que pasa por los LEDS es la misma que hemos calculado en la resistencia. Pero ¿sabrías calcularlo?
Ejemplo práctico
Calcular el consumo de una tira LED teniendo en cuenta la ley de Ohm
Si tenemos una tira de 5 metros, 300 leds y 24 Watt. La corriente que absorbe la tira será de 24W / 12V = 2A. Por lo tanto, si necesito trabajar con pedazos grandes divido directamente sabiendo que si 5m = 2A ==> 1m = 2A / 5 = 0,4A. Es decir, el consumo por cada metro de tira será de 0,4A (menos de medio Ampere por metro). Si necesito trabajar con más precisión hago el cálculo exacto, es decir: sabemos que la tira está hecha por 100 grupos de 3 leds en serie (300 leds en total)y por cada uno pasará 2A / 100 = 20mA. Bien, si cada grupo mide 5 cm, hay que calcular la cantidad de grupos necesarios para la medida de tira que te sirve y después multiplicar la cantidad de grupos usados por 20mA para saber la corriente total consumida.