Potencia y consumo de corriente

[Omar Ballester]

Hola es una duda que siempre he tenido, no tengo muchos conocimientos tecnicos, y cada vez que alguien me lo cuestiona no puedo responder: me dicen que como es posible que un Crest Audio de fuente lineal tipo los CA pueda consumir más que uno de fuente de pulso tipo los 9200Pro y como este ultimo tiene mucha más potencia, muchas personas me cuestionan la realidad de que mis Crest Audio sean capaces de sacar 6500watts a 2ohm, por su bajo consumo de electricidad...

Alguien me puede aclarar esta duda??

Gracias

[Esteban Classen]

Bueno, así a grosso modo una de las ventajas de las fuentes conmutadas es que tienen un factor de potencia bastante mejor que el de un transformador, sobre todo por el hecho de que el transformador no tiene la capacidad de tener el mismo rendimiento a distintas cargas.
Mientras que una fuente de tipo conmutada se ajusta a la carga dada.

Digamos que un transformador genera mucho consumo reactivo [KVaR], es potencia que no se mide con un medidor convencional, pero recalienta los cables... es el grave problema cuando hay bobinado de por medio, y más aún si las cargas son dinámicas (Suben y Bajan) ya que no se puede calcular una carga capacitiva para compensarlo.

[Eliezer Acuña Lagos]

Los amplificadores son una máquinas bastante malas en cuanto al aprovechamiento de potencia.
Por un lado consumen intensidad que no se aprovecha en potencia por lo que dice Esteban de la energía reactiva. Y sobre todo suelen producir mucho calor que se genera a partir de electricidad.

Es fácil que de la potencia que consumen pueda desperdiciarse entre un tercio y la mitad.

En los amplificadores digitales (lo de digitales no es muy exacto pero no vamos a pararnos ahora en eso), el sonido en la salida se genera con transistores que solo están conduciendo totalmente o sin conducir corriente.
Cuando tienen tensión entre colector y emisor o entre fuente y drenador no conducen corriente. Cuando conducen corriente no tienen tensión.
Como la potencia es el producto de tensión y corriente no se disipa potencia si no hay las dos cosas a la vez.
Solo disipan potencia en los estados muy cortos de transición entre los niveles de saturación o corte.


En las etapas analógicas los transistores de salida se pasan la mayoría del tiempo a medio conducir (cada grupo en un semiciclo). Con lo que están disipando potencia. Reciben tensión y conducen corriente a la vez y eso hace que disipen potencia que se convierte en calor y no nos sirve para nada.

Creo que esa es la razón principal del ahorro de potencia en etapas digitales frente a las analógicas aparte del mejor rendimiento de la fuente de alimentación.

[Gabriel Diorio]

Hola Omar! Muy exactos los comentarios de nuestros compañeros. Solo le agrego un poco de numeros.

El amplificador es como una maquina que realiza un trabajo, un proceso. Ese proceso no es perfecto, y de la energia que entra proveniente del tomacorriente, la mayor (no tan mayor) parte va al parlante y la demas se disipa en calor. Aqui van un poco de numeros, corrijanme los demas si estoy equivocado.

Como regla practica aproximada, un amplificador analogico tipico, por las caracteristicas de su funcionamiento, tiene un rendimiento electrico aproximado del 50% si este es muy perfeccionado, en general es un poco menos. Esto quiere decir de que de la energia que lo alimenta proveniente de la fuente de poder, solo el 50% llega al parlante. El otro 50% se disipa en calor. Por eso es que calientan. Entonces, para por ejemplo, obtener 1000W a la salida de un amplificador, se necesita un 50% mas de esa cantidad para poder entregarlos correctamente, es decir, se los tiene que alimentar con una energia de 1500W, 500W de mas.

Si a esto le sumamos que a un transformador tipico de la fuente de alimentacion, tambien tiene un rendimiento electrico cercano al 80%, para poder alimentar correctamente a una etapa de 1000W, necesitaria un 20% mas de la cantidad requerida para que se alimente correctamente la etapa, o sea, 1200W, 200W de mas.

Para no marear, seria para 1000W de salida, el consumo aproximado es:1000W+500W+200=1700W. Esos 700W , es la perdida que produce el amplificador en forma de calor.

Obviamente esto es un calculo aproximado, pero te da la idea de que un amplificador con transformador analogico necesita aproximadamente un 70% mas de energia electrica para generar una potencia determinada.

Si hacemos los numeros con un amplificador digital y fuente pulsante o conmutada, un amplificador digital rinde un 90% COMO MINIMO, es decir, que para generar nuestros 1000W, solo necesita alimentarse con 1100W (un 10% mas), 400W menos que con la analogica.

Si hacemos lo mismo con una fuente conmutada, tambien rinden como minimo un 90%, llegando algunas a un 93%, para entregar los 1000W necesitan tambien solo 100W extra para poder entregarlos, o sea la fuente conmutada necesita 100W menos de energia que una a transformador para entregar la misma energia a la etapa.

Entonces queda: 1000W+100W+100W=1200W. Son 500W menos que consumen para entregar la misma potencia. En nuestro ejemplo 1000W, la analogica necesita de 1700 mientras que la digital con 1200 hace el mismo trabajo, es decir, es mas eficiente. Por eso pasa que consumen menos para una misma potencia.

Y ademas, como muy bien explicaba esteban y otros compañeros, las fuentes conmutadas permiten regular instantaneamente la demanda de energia que necesita el amplificador, de esa manera, el tomacorriente y la instalacion ven una carga mucho mas homogenea y estable, eso es lo que a groso modo es el factor de potencia, en cambio con una fuente a transformador, se generan picos que muchas veces hacen saltar las llaves termicas de las instalaciones, y lo peor es que no se pueden medir facilmente, ademas de recalentar cables y llevar al limite a las distintas partes. En ese aspecto las fuentes conmutadas asociadas a etapas digitales son maravillosas, por eso es que una powersoft o labgruppen, rinden como rinden y no hacen volar los tomacorrientes tan facilmente como una analogica de igual potencia, y para la instalacion electrica, consumen mucho menos.

En las grandes giras, recitales y demas, imaginate que el ahorro energetico en potencia de los generadores es enorme, por ejemplo, si se quieren poner 100.000W de potencia de audio, por inventar algo, podrias poner 170.000W analogicos o 120.000W digitales, estamos hablando de 50 mil (50.000, cincuenta mil!!!!!!!!!) Watts de mas, espero que te quede claro con este ejemplo el porque se tiende cada vez mas a lo digital, suene o no igual o nos guste mas o no.

Como dato anectdotico, me paso a mi de laburar con mis dos consolas potenciadas behringer PMH660M, que si bien son pequeñas (200W por canal RMS en 4 ohms), me paso que en instalaciones muy precarias anduvieroon barbaras por tener fuente conmutada y etapas de potencia digitales. Donde otros llevaron una etapa analogica, encima mas grande, hicieron agua y la potencia se cortaba por falta de tension. Por eso, en broma digo que mis humildes behringer son como una especie de Powersoft chiquitita, jeje.

Espero haya sido de interes la explicacion. El tema de las potencias me apasiona, jeje!!!!

Saludos para todos los doperos y corroboren los datos a ver si estan bien.

[Gabriel Diorio]

Perdon pero le erre en las cuentas.

Correccion: Si un amplificador analogico rinde el 50%, significa que el 50% de la energia de la fuente llega al parlante, por eso, para generar 1000W, se necesitan 2000W de energia electrica, ya que la mitad (el 50%) llega al parlante.

Una fuente de un amplificador analogico a transformador entrega el 80% de la energia a la etapa, por eso, para generar los 2000W requeridos por la etapa, se necesitan, 2400W, un 20% mas de energia electrica en el toma.

Por eso, un amplificador analogico, para entregar 1000W, necesita de unos brutales 2400W en el tomacorriente donde esta enchufado.

Ahora queda bien contrastado el porque un amplificador analogico consume mucho mas que un digital para una misma potencia. Son 2400W contra 1200W. Con 1200W menos en el toma, el digital hace el mismo trabajo.

Esto explica a nuestro amigo Omar el porque un amplificador digital consume poco para entregar una misma potencia determinada. El hilo del texto anterior esta bien, solo que le erre en el calculo.

Disculpenme el error, ahora creo que esta correcto, por favor corroborenlo.

Saludos para todos!