carga

Una carga es cualquier dispositivo, componente o sistema conectado a un circuito eléctrico que consume corriente y convierte la energía eléctrica en trabajo, calor, luz o movimiento. En términos prácticos, la carga es lo que su fuente de energía tiene que alimentar: un motor, un calentador, una lámpara, una bomba o una máquina industrial. La carga determina cuánta corriente fluye a través del circuito y qué caída de voltaje ocurre a través del cableado y las conexiones.

Las cargas se dividen en tres categorías amplias según su comportamiento eléctrico. Las cargas resistivas, como los elementos calefactores o las bombillas incandescentes, consumen una corriente constante proporcional al voltaje aplicado; solo consumen potencia real. Las cargas inductivas, incluidos motores, transformadores y solenoides, crean campos magnéticos y consumen una corriente que se retrasa con respecto al voltaje; consumen tanto potencia real como potencia reactiva. Las cargas capacitivas son menos comunes en entornos industriales, pero aparecen en ciertos circuitos de control y sistemas de corrección del factor de potencia; su corriente adelanta al voltaje. La mayoría de las instalaciones industriales contienen una mezcla, con los motores dominando la parte inductiva.

La clasificación de la carga es fundamental para el diseño y la protección del circuito. Un motor clasificado en 5 caballos de fuerza a 480 voltios, trifásico, consume aproximadamente 6.2 amperios a corriente de plena carga (FLC). Sobredimensionar los conductores y los dispositivos de protección basándose en la carga real evita disparos molestos y caídas de voltaje; subdimensionarlos provoca sobrecalentamiento y riesgo de incendio. El factor de potencia, que generalmente oscila entre 0.7 y 0.95 para los motores, afecta la cantidad de potencia aparente (kilovoltamperios) que la carga demanda en relación con la potencia real (kilovatios).

Variación de la carga y respuesta transitoria

La mayoría de las cargas no funcionan a potencia constante. Una bomba disminuye la velocidad bajo una menor presión de cabeza, una sierra encuentra dientes desafilados o afilados, un sistema HVAC se enciende y apaga. Estas variaciones significan que el circuito debe tolerar tanto la corriente en estado estacionario como las breves sobretensiones de arranque. Los arrancadores suaves y los variadores de frecuencia (VFD) reducen la corriente de arranque en motores grandes de seis a ocho veces la corriente nominal a 2 o 3 veces, protegiendo el suministro y reduciendo el choque mecánico al equipo accionado. No tener en cuenta las cargas transitorias ha destruido transformadores de distribución y disparado alimentadores principales.

El término "carga" también aparece en contextos mecánicos: la carga sobre un eje, cojinete o viga se refiere a la fuerza o el par que se le aplica, medido en libras, newtons o libras-pie. Una carga eléctrica y una carga mecánica interactúan directamente cuando un motor acciona una bomba; la resistencia de la bomba es la carga mecánica que el motor debe superar, lo que determina la corriente eléctrica que el motor consume del circuito. Comprender ambos aspectos evita desajustes entre la selección del motor y el servicio real.