Estoy diseñando un calentador para que funcione con una batería de 12 V en una estación meteorológica de campo. Como no tengo capacitación eléctrica formal, tengo el desafío de encontrar un presupuesto de energía efectivo. Nota: Esto es similar a otras preguntas planteadas en este Stack Exchange, pero no he encontrado nada que responda a mi pregunta. También sé que podría medirlos una vez que mi circuito esté ensamblado, pero espero evitar el costo de comprar los componentes si puedo obtener ayuda para deducir la respuesta de antemano.
El calor se suministrará desde un elemento resistivo diseñado para mantener las tuberías domésticas descongeladas . Este elemento está diseñado para funcionar con alimentación de red, es decir, 120 VCA, y consume 7 W/pie bajo esta configuración. Según mis cálculos, esto significa (7 W / 120 V =) 58,3 mA/pie de corriente. No debería haber problemas para cambiar a la entrada de CC de acuerdo con la mejor respuesta en este hilo , pero cuando cambio a la energía de la batería, no sé cómo cambiará el consumo de energía/corriente. Me imagino 2 casos:
Caso 1: El elemento consume la misma potencia a un voltaje más bajo, lo que requiere una corriente 10 veces mayor.
7 W / 12 V = consumo de 583 mA
Caso 2: El elemento consume la misma corriente a un voltaje más bajo, lo que genera una potencia de salida de 1/10.
12 V * 58,3 mA = 0,7 W
Necesito saber cómo se comportará esto para poder presupuestar la energía de la batería de manera efectiva. Si el calentador consume la misma energía a un costo de corriente más alto, mis baterías necesitarán una recarga más potente/frecuente. Si el calentador consume menos energía, mis baterías durarán más tiempo, pero asumo que esto se producirá a expensas de una menor capacidad de calentamiento.
ACTUALIZACIÓN 27 DE SEPTIEMBRE: Al buscar una cinta térmica de 12 V CC, encontré el siguiente enlace: http://www.oemheaters.com/t-dc-powered.aspx , que definitivamente explica bien esta discusión y proporciona una fórmula para el nuevo consumo de energía de un dispositivo de 120 V que funciona con 12 V. La fórmula es la siguiente:
P real = P nominal * (V^2 aplicado) / (V^2 nominal)
Cuando conectas mis números:
P real = 7 W * (12 V ^ 2) / (120 V ^ 2) = 0,07 W o 1/100 de la potencia, como se responde a continuación...
En realidad, consumirá 1/10 de la corriente a 1/10 de voltaje, ¡produciendo 1/100 (1%) de la potencia y el calor originales!
Esto se debe a la ley de Ohm: voltaje = corriente * resistencia (E=IR). Usando álgebra, I=E/R. Porque el voltaje, E es 1/10 mientras que la resistencia, R es constante, I es 1/10.
Potencia = voltaje * corriente. Debido a que tanto el voltaje como la corriente son 1/10 del valor original, la potencia es 1/100 del valor original.
Su calentador producirá el 1% del calor a 12V. Lo siento.
Cuando funciona con 120 V RMS (CA), si consume 7 vatios, la corriente que se toma es de 58,3 mA y esto implica que el elemento tiene una resistencia de 120/0,0583 = 2058 ohmios.
Si conecta esto a 12V, el flujo de corriente sería 12/2058 = 5,83 mA y la potencia consumida sería de 0,07 vatios.
No, ejecutarlo desde un voltaje de suministro más bajo no producirá la potencia correcta. Una pequeña salvación podría ser que, con una entrega de energía más baja, la resistencia podría ser significativamente menor y esto podría significar un par de cientos de milivatios, pero aún a millas de 7 vatios.
justin
keegan smith