La mayor parte de la población mundial (Europa, África, Asia, Australia, Nueva Zelanda) y gran parte de Sudamérica utilizan un suministro que está dentro del 6% de 230 V. En el Reino Unido y Australia la tensión de alimentación nominal es de 230 V +10%/-6% para tener en cuenta el hecho de que la mayoría de los transformadores siguen estando ajustados a 240 V. La norma de 230 V se ha generalizado, de modo que los equipos de 230 V pueden utilizarse en la mayor parte del mundo con la ayuda de un adaptador o un cambio en el enchufe del equipo a la norma del país específico.Estados Unidos y Canadá utilizan una tensión de alimentación de 120 voltios ± 6%. Japón, Taiwán, Arabia Saudí, América del Norte, América Central y algunas partes del norte de América del Sur utilizan una tensión de entre 100 V y 127 V. Brasil tiene la particularidad de contar con sistemas tanto de 127 V como de 220 V a 60 Hz y de permitir también enchufes y tomas de corriente intercambiables. Arabia Saudí y México tienen sistemas de voltaje mixto; en edificios residenciales y comerciales ligeros ambos países utilizan 127 voltios, y 220 voltios en aplicaciones comerciales e industriales. El gobierno saudí aprobó en agosto de 2010 planes para la transición del país a un sistema totalmente de 230/400 voltios, pero México no tiene planes de transición.
Medición de la tensiónEditar
Hay que distinguir entre la tensión en el punto de suministro (tensión nominal en el punto de interconexión entre la compañía eléctrica y el usuario) y la tensión nominal del equipo (tensión de utilización). Normalmente, la tensión de utilización es entre un 3% y un 5% inferior a la tensión nominal del sistema; por ejemplo, un sistema de suministro nominal de 208 V se conectará a motores con «200 V» en sus placas de características. Esto permite la caída de tensión entre el equipo y el suministro. Las tensiones de este artículo son las tensiones nominales de suministro y los equipos utilizados en estos sistemas llevarán tensiones de placa ligeramente inferiores. La tensión del sistema de distribución de energía es casi sinusoidal por naturaleza. Las tensiones se expresan en forma de tensión media cuadrática (RMS). Las tolerancias de tensión se refieren al funcionamiento en régimen permanente. Las cargas pesadas momentáneas, o las operaciones de conmutación en la red de distribución de energía, pueden causar desviaciones a corto plazo fuera de la banda de tolerancia y las tormentas y otras condiciones inusuales pueden causar variaciones transitorias aún mayores. En general, los suministros de energía derivados de grandes redes con muchas fuentes son más estables que los suministrados a una comunidad aislada con quizás un solo generador.
Elección de la tensiónEditar
La elección del voltaje de suministro se debe más a razones históricas que a la optimización del sistema de distribución de energía eléctrica: una vez que un voltaje está en uso y los equipos que lo utilizan están muy extendidos, cambiar de voltaje es una medida drástica y costosa. Un sistema de distribución de 230 V utilizará menos material conductor que un sistema de 120 V para suministrar una cantidad determinada de energía porque la corriente, y en consecuencia la pérdida resistiva, es menor. Aunque los grandes aparatos de calefacción pueden utilizar conductores más pequeños a 230 V para la misma potencia, pocos aparatos domésticos utilizan toda la capacidad de la toma de corriente a la que están conectados. El tamaño mínimo de los cables para los equipos manuales o portátiles suele estar limitado por la resistencia mecánica de los conductores. Los aparatos eléctricos se utilizan mucho en los hogares de los países con sistemas de 230 V y 120 V. Los códigos eléctricos nacionales prescriben métodos de cableado destinados a minimizar el riesgo de descarga eléctrica e incendio.
Muchas zonas, como Estados Unidos, que utilizan (nominalmente) 120 V, hacen uso de sistemas trifásicos de 240 V divididos para alimentar grandes aparatos. En este sistema, un suministro de 240 V tiene un neutro con toma central para dar dos suministros de 120 V que también pueden suministrar 240 V a las cargas conectadas entre los dos cables de línea. Los sistemas trifásicos pueden conectarse para dar varias combinaciones de tensión, adecuadas para el uso de diferentes clases de equipos. Cuando un sistema eléctrico suministra tanto cargas monofásicas como trifásicas, el sistema puede estar etiquetado con ambas tensiones, como 120/208 o 230/400 V, para mostrar la tensión de línea a neutro y la tensión de línea a línea. Las cargas grandes se conectan para la tensión más alta. Otras tensiones trifásicas, de hasta 830 voltios, se utilizan ocasionalmente para sistemas especiales, como las bombas de pozos de petróleo. Los grandes motores industriales (por ejemplo, de más de 250 CV o 150 kW) pueden funcionar con media tensión. En los sistemas de 60 Hz, la norma para los equipos de media tensión es de 2.400/4.160 V (2.300/4.000 V en EE.UU.), mientras que 3.300 V es la norma común para los sistemas de 50 Hz.
NormalizaciónEditar
Hasta 1987, la tensión de red en gran parte de Europa, incluida Alemania, Austria y Suiza, era de 220 ( ± 22 ) V {\displaystyle 220(\pm 22)\\mathrm {V} }
mientras que el Reino Unido utilizaba 240 ( ± 24 ) V {\displaystyle 240(\pm 24)\mathrm {V} }
. La norma ISO IEC 60038:1983 definió el nuevo voltaje estándar europeo como 230 ( ± 23 ) V {\displaystyle 230(\pm 23)\mathrm {V} } }
.
A partir de 1987, se produjo un cambio gradual hacia 230 – 23 + 13,8 V {\displaystyle 230_{-23}^{+13,8}{\mathrm {V} } }
se implementó. A partir de 2009, se permite que la tensión sea de 230 ( ± 23 ) V {\displaystyle 230(\pm 23)\mathrm {V} }
. Ni el sistema centroeuropeo ni el británico exigieron ningún cambio de voltaje, ya que tanto los 220 V como los 240 V están dentro de las bandas de tolerancia de los 230 V inferiores (230 V ±6%). Algunas zonas del Reino Unido siguen teniendo 250 voltios por razones de legado, pero estos también entran dentro de la banda de tolerancia del 10% de los 230 voltios. En la práctica, esto ha permitido que los países hayan suministrado la misma tensión (220 o 240 V), al menos hasta que se sustituyan los transformadores de suministro existentes. Los equipos (a excepción de las bombillas de filamento) utilizados en estos países están diseñados para aceptar cualquier tensión dentro de la banda especificada. En Estados Unidos y Canadá, las normas nacionales especifican que la tensión nominal en la fuente debe ser de 120 V y permiten un rango de 114 V a 126 V (RMS) (-5% a +5%). Históricamente se han utilizado 110 V, 115 V y 117 V en diferentes momentos y lugares de Norteamérica. A veces se habla de la red eléctrica como 110 V; sin embargo, la tensión nominal es de 120 V.
En el año 2000, Australia pasó a utilizar 230 V como norma nominal con una tolerancia de +10%/-6%, sustituyendo así la antigua norma de 240 V, AS2926-1987. Como en el Reino Unido, 240 V está dentro de los límites permitidos y «240 voltios» es un sinónimo de red eléctrica en el inglés australiano y británico. En Japón, el suministro de energía eléctrica a los hogares es de 100 V. Las zonas orientales y septentrionales de Honshū (incluido Tokio) y Hokkaidō tienen una frecuencia de 50 Hz, mientras que las zonas occidentales de Honshū (incluidas Nagoya, Osaka e Hiroshima), Shikoku, Kyūshū y Okinawa funcionan a 60 Hz. El límite entre las dos regiones contiene cuatro subestaciones de corriente continua de alto voltaje (HVDC) que interconectan la energía entre los dos sistemas de red; son Shin Shinano, la presa de Sakuma, Minami-Fukumitsu y el convertidor de frecuencia de Higashi-Shimizu. Para adaptarse a la diferencia, los aparatos sensibles a la frecuencia que se comercializan en Japón suelen poder cambiar entre las dos frecuencias.