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¿Watios o Watios?

Vamos a ver si queda claro este concepto. Nos vamos a referir a motores eléctricos y a corriente continua.

¿Qué es un WATIO?

Unidad de medida de potencia. Se calcula midiendo la cantidad de energía liberada o absorbida en la unidad de tiempo: 1 W = 1 J/s. 1 Símbolo: W

O, lo que es lo mismo:
Unidad de potencia del Sistema Internacional, de símbolo W, que equivale a la potencia capaz de conseguir una producción de energía igual a un julio por segundo.

Hasta aquí queda claro que el WATIO es una unidad de POTENCIA.

¿Qué es la POTENCIA?

Cantidad de energía disipada en un sistema por unidad de tiempo. Se calcula dividiendo trabajo entre tiempo, o multiplicando corriente por voltaje.

En su propia definición se aprecian claramente dos tipos de POTENCIA.

Potencia como trabajo, y potencia como consumo. O lo que es lo mismo, Potencia eléctrica consumida, y Potencia entregada en el eje del motor.

Existen máquinas eléctricas capaces de transformar la corriente en trabajo mecánico (motores). Llegados a este punto debemos preguntarnos cuánto trabajo puede producir una corriente. Para responder a ello es preciso concretar antes las siguientes definiciones:

TRABAJO:
Se denomina trabajo al desplazamiento de una fuerza en la propia dirección de la fuerza, y su valor es, precisamente, el producto de la fuerza por el desplazamiento.
W = F x d
Si se empuja una pared, existe una fuerza, pero no hay desplazamiento, con lo que el trabajo resulta ser nulo.
Si, para arrastrar un carro, es preciso comunicar una fuerza de F = 100 N (N=newton) y se desplaza una distancia d = 20 metros el trabajo resulta ser:
W = F x d = 100 x 20 = 2.000 J. (J = Julio).
Recordad: La fuerza se mide en Newtons y el Trabajo en Julios.
Siempre que multipliquemos Newtons x metros (N x m) obtendremos Julios.

Volvemos a la POTENCIA

Un mismo trabajo puede desarrollarse en más o menos tiempo: los 2000 J. de trabajo realizado en el ejemplo anterior pueden realizarse en un segundo o en una hora. El trabajo realizado es el mismo, pero no así la velocidad con la que se realiza. A esta velocidad con que se realiza dicho trabajo se le llama POTENCIA.
En el primer caso, realizar un trabajo de 2000 Julios en un segundo, supone realizar una potencia de:
P = W / t = 2000 / 1 = 2000 J / s es decir 2000 watios.
al cociente entre Julios y segundos obtendremos Watios.
así pues, la Potencia en este primer caso será de 2000 watios.
En el segundo caso, si realizamos un trabajo de 2000 Julios en una hora, es decir en 60 x 60 = 3600 segundos la potencia será:
P = W / t = 2000 / 3600 = 0'55 J / s es decir 0,55 watios.
Observemos que la potencia desarrollada en el primer caso es mucho mayor que en el segundo, aunque hayamos realizado el mismo trabajo, lo hemos hecho en menos tiempo.
De la misma manera podemos decir que: el trabajo es igual a la potencia por el tiempo. W = P x t Con esto podemos decir que para una misma potencia realizaremos más trabajo cuanto más tiempo la estemos empleando.

Y, ya por último, veamos cuales son las UNIDADES en el sistema internacional

El TRABAJO y la ENERGÍA se expresan en JULIOS o JOULES 1 Julio = 1 Newton x 1 metro (1 J = 1 N x 1 m)
La POTENCIA se expresa en WATIOS, 1 Watio = 1 Julio / 1 segundo (1 W = 1 J / 1 s)
1 kilowatio = 1000 watios => 1Kw = 1000 w.

Como estas unidades resultan relativamente pequeñas, existen otras de tipo práctico:
-TRABAJO ó ENERGÍA: KILOWATIO-HORA (Kwh):
Es el trabajo realizado por un kilowatio durante una hora:
1 Kwh = 1000 watios x 3600 segundos = 3.600.000 Julios

-POTENCIA: CABALLO DE VAPOR (C.V.) ó Horse Power (H.P.)
1 C.V. = 736 watios = 0'736 Kw.
1 Kw = 1 / 0,736 = 1,36 C.V.

Algunas veces se necesitan unidades más pequeñas:
1 MILIVATIO (mW) = 0,001 W. = 10-3 W.
1 MICROVATIO (mW) = 0,000001 W. = 10-6 W
1 PICOVATIO (pW) = 0,000000000001 W. 10-12 W


Lo que se pretende con todo este “rollo” es que quede claro el concepto de WATIO.

Una cosa son los WATIOS (IxV) = potencia eléctrica consumida
Y otra cosa son los WATIOS (Julio/segundo) Potencia entregada al eje.


Un saludo
Puente

P.D. Si apreciáis algún error, decidmelo y se corrige.

Algunos motores indican en sus especificaciones un porcentaje de eficiencia. ¿Ese porcentaje relaciona la potencia consumida con la aplicada al eje?

Si, por supuesto.
Aquí pongo un resumen aproximado de los valores con una tabla, en principio, válida. Esto no es mío, lo he copiado. Pero está bastante acertado.


Por ‘norma’ general para determinar la potencia o fuerza requerida para un avión dado que los requerimientos de potencia o fuerza son determinados en vatios (watts), por ejemplo, un caballo de fuerza (1 hp) = 746 W. Para calcular los vatios (watts) se debe multiplicar el voltaje por la corriente, siendo watts = voltaje x amperaje, por ejemplo, 10 V x 5 A = 50 watts OJO con esta ‘formulita’ porque es la que al final hace la magia ….

Así tenemos por definición que para mover una libra (454 grs.) se requieren como MINIMO de 50 a 70 watts y según la siguiente tabla de vatios se pueden definir los tipos de aeromodelos a volar con esa potencia:

50-70 watts por libra: Nivel MINIMO para un rendimiento decente, buena potencia para aviones de baja carga alar del tipo ‘Slow Flyer’ o ‘Park Flyer’

70-90 watts por libra: Entrenadores ala alta y modelos a escala de baja velocidad de vuelo.

90-110 watts por libra: Aviones depotivos/acrobáticos y modelos escala de vuelo rápido.

110-130 watts por libra: Acrobáticos avanzados y modelos de ALTA velocidad.

130-150 watts por libra: modelos 3D de baja carga alar y ducted fan

150-200 watts + por libra: rendimiento ILIMITADO en modelos 3D

La ‘media’ de uso es de 100 watts por libra de peso para rendimientos óptimos.


Un saludo
Puente

Puente, ya que copias, aporta algo, currate la misma tabla pero con los pesos expresados en kg, nosotros tenemos que usar es el Sistema Metrico Internacional, deja las libras para los hijos de la Gran Bretaña.

Una libra = 457 gramos.

Tonelada = 1000 kilos

¡Estoy yo como para trabajar!

No lo pongo en "rosita" para no recordar tiempos pasados.

Esto que añado también está copiado:

La potencia en los motores, en general, se suele dar en CV. (caballos) o en KW. (kilowatios o W., que es la milésima parte del KW) da lo mismo, porque podemos trasformar lo uno en lo otro, mediante la siguiente operación: Kw. = C.V.x 0.736. En muy pocos catálogos te dan la potencia media, o máxima en w., esto es debido a que casi todos los motores de nuestro hobby, pueden funcionar con distintos voltajes, por ejemplo entre 4.8 y 9.6 v. en níquel- cadmio y nitruro, o entre 7.4 y 11.1 v . en las nuevas “lipos” y con una intensidad, Amp. (amperes) muy variables, debido a las distintas hélices, que tampoco suelen dar las casas. Lo que si suelen dar las marcas de los distintos motores, es la intensidad normal, o la máxima limitada por un tiempo (muy pocos segundos). Hay otra formulita que tenemos que tener en cuenta, y esta relaciona, la intensidad, el voltaje y la potencia, como sigue:
W = I x V (potencia es igual intensidad por voltaje) Ya podemos ver, porque la potencia varia según la pila que montemos. Si tenemos un motor que admita una intensidad, normal (máxima eficiencia) de 25 A. y de 36 A. de pico (durante 20segundos) admite que le montemos unas pilas (Lipo) de 2 elementos (7.4 V) o de 3 elementos (11.1 V) con esto ya tenemos cuatro variables, para jugar, (sin entrar en hélices) si aplicamos la formula de la potencia a estas 4 variables tendríamos;
25 x 7.4 = 185 W.
25 x 11.1 = 277 W.
36 x 7.4 = 266 W
36 x 11.1 = 399 W


Un saludo
Puente

En mi opinión, las características que los fabricantes ponen respecto a la potencia de los motores brusshles, no me sirven de gran cosa.

Unos ponen la potencia en picos y otros la potencia nominal.

Me fío más del peso. A medida que los motores son más grandes, bajan las revoluciones por minuto, ya que lógicamente hay que alimentarlos con más voltios, y así no se pasan de vueltas y puedes poner una hélice más grande.

Yo tengo muy en cuenta, principalmente, el peso de los motores, como primera aproximación. Eso sí que me da fiabilidad de lo que va a soportar empujando constantemente. Para entrenadores, 100 gramos de motor por cada kilo de peso total. 200 gramos de motor por cada kilo de peso total para subir en vertical y 75 gramos por kilo para veleros.

Ya, ya sé, no es científico, pero si no lo eres, te valdrá para tomar una decisión si no tienes un experto al lado.

Ya tendrás tiempo de ajustar la hélice para que te dé el consumo que necesitas: eso sí que tienes que medirlo antes de ponerlo en el aire, para que VxI te den los watios que dice Puente.

Un saludo.

Cualquier usuario de electricos deberia conocer y usar el material de esta web:

http://www.motocalc.com/

Pues Ulpiano tiene razón y no es un sistema poco cientifico.
Yo tambien me he dado cuenta que dentro de unos parametros de motor mas caliente o menos caliente, tanto pesa el motor, tanto tira.
Pero al final tiene un razonamiento cientifico, el motor que pesa mas es mas grande y tiene los imanes mas grandes, estos al final son los que repelen a las bobinas que por cierto tambien son mas grandes.

Saludos
Esco

jodó, esto si es escuela. Gracias por todas vuestras indicaciones en el tema.

esco escribió:Pues Ulpiano tiene razón y no es un sistema poco cientifico.
Yo tambien me he dado cuenta que dentro de unos parametros de motor mas caliente o menos caliente, tanto pesa el motor, tanto tira.
Pero al final tiene un razonamiento cientifico, el motor que pesa mas es mas grande y tiene los imanes mas grandes, estos al final son los que repelen a las bobinas que por cierto tambien son mas grandes.

Saludos
Esco

Esco, ya me gustaria a mi que el razonamiento del peso fuera verdad, no siempre el que mas pesa LA tiene mas grande.

Hoy en dia existen tantas opciones, variedad de motores, configuaciones posibles...que hay que mirar las cosas bien, puede ser que un motor pesado tire mucho, pero tambien puede ser que necesite unas baterias muy pesadas, lo importante (al menos para mi) es saber que helice necesito para mover mi modelo, en funcion de eso ya es cuando busco todo lo demas.

Pero fijate en una cosa, si te hace falta de 600 a 800 gramos de empuje ,sea el motor que sea pesa de 40 a 60 gramos, por menos no lo tienes.
Para 300 a 400y pico gramos el motor sale por 25 largos a 35 gramos por menos no te da ese empuje.
Aunque suene a coña, es así.

Saludos
Esco

Uffff, madre mia, demasiada informacion junta para mi, por ahora me quedo con la teoria de Ulpiano y Esco , la de Puente me la empollo a ver si mis neuronas son capaces de asimilarla

Un saludete

Pues, como no podía ser de otra forma, no estoy de acuerdo con el tema de los pesos.
Como orientación, más bien poco aproximada, y poco fiable, puede valer, pero nada más.

Si cogéis un motor chino, y uno de potencia similar no chino, por ej. un Mega, os sorprenderéis de la diferencia de peso entre ambos.

Las unidades de medida que utiliza Ulpiano son, a saber:

Para la longitud: Cuartas = palmos
Para los grados: Pizcas = un poco, más o menos
Para los pesos : Puñaos = dos puñaos = 1/2 kilo (más o menos)


Un saludo
Puente

Tienes razón, Puente, quizás no he remarcado bien que no es científico. En todo caso, al primero que siga mi regla y no le funcione, le reintegro el coste del motor. Sin limitaciones.

Aclaración: hay talleres que, por su tipo de fabricados, usan el micrómetro como instrumento de medida, por ejemplo los que fabrican ejes de precisión. En otros talleres, de reconocida calidad en sus fabricados, por ejemplo kioscos, usan el metro. Y ambos son correctos en las calidades que obtienen aún con instrumentos de medida de apreciación 1:1000.

Y, en algunas guerras, usan cañones para matar moscas.

Mis reglas, aproximadas, no son para competir en F5A ni F5J, son para andar por casa, como unos cuantos que conozco.

Y como a mí me basta, para mejorar me interesa una cosa que espero que alguien me ayude. En ningún sitio he leido la importancia que tiene la refrigeración del motor, por la entrada de aire a través de la carena, o con la ayuda de radiadores y tengo la impresión de que eso es fundamental para obtener el adecuado rendimiento del motor, diga lo que diga el motocalc o el mejor experto.

Puente, de los que leen esto, sólo tú sabes que yo vuelo una Tiger Moth roja de 2m de envergadura, en el entorno de los 4Kg. La última vez que la viste volar, me comentaste muy acertademente que apreciabas una falta de motorización. El motor que lleva es un AXI4130, de unos 400 gramos abundantes. Claro que va escasamente motorizada, y lo sé porque cuando anteriormente le dí caña me quemó un motor equivalente, tal como te comenté. En este momento está en el Dique de Mejoras aumentándole los orificios de ventilación de la carena y preparándole una chapa de aluminio sobre la que fijar el motor y añadirle unos radiadores de transistores que me quepan dentro de la carena, fijados a esa chapa, porque creo que este modelo, dada su carena, necesita ayuda en la refrigeración del motor.

Ahora, me gustaría que alguien mirara las racacterísticas de cualquier AXI4130 y le dirá que tira de una maqueta de 4Kg. sin problemas. Pues no, en la mía el motor adecuado debería tener unos 500 a 600 gramos para ir bien en condiciones normales, pero aún así, yo la voy a volar con lo que me permitan mis mejoras, porque voy a superventilar el motor para aumentar su rendimiento. Es que no veo yo escrito habitualmente que no se debe de fijar el motor sobre la cuaderna de madera cortafuegos directamente, ..... , y que es lo que hace la mayoría de nosotros, o como mucho, fijados sobre varilla roscada para adecuar la situación del motor.

ulpiano escribió: al primero que siga mi regla y no le funcione, le reintegro el coste del motor. Sin limitaciones.

Ulpiano, no te tires a la piscina que lo mismo esta vacia y te das de morros.

Lo primero que deberias dejar claro es que debemos de hablar de conjunto "motor/baterias/variador/helice", no solo es el peso del motor, el peso de las baterias es mucho mas determinante aun.

Lo que realmente importa no es lo que consume el motor, es lo que es capaz de empujar.

Por supuesto, hablo de un motor al que se le aporte la energía que necesita para su rendimiento nominal y en picos. Las baterías: el doble de peso que el motor.

Ya veras cuando en baterias saquen unas lipos capaces de dar 500A
en motor mientras no inventen otros imanes estamos pillados.
Alguien ha tenido un coche con 1000c.c. que le diera 300 c.V.

saludos
Esco

P.D. yo he tenido un coche de 600c.v.

Esco, yo creo que, no sé si eso, pero paulatinamente van mejorando. Hombre, ya sabes que yo no tengo sentido del ridículo y por eso me atrevo a escribir lo que escribo. Cuando los rendimientos cambien sustancialmente, cambiarán mis proporciones también.

¿Sabes, Esco?, Cuando monto un avión, tíro de lo que tengo entre manos, con una tolerancia generosa, siempre un poco por encima (no pido triplicado como Sami, pero me acerco y tengo siempre algo en la caja), y mi regla me funciona. Después, lo que no ves es que cojo la pinza amperimétrica y soy capaz de ajustar el consumo a los watios que me interesan al final. Y si hace falta limo y equilibro la hélice. El consumo a tope es lo que a mi me importa al final, y con eso lo corrijo todo.

( Bueno voy a dejar aquí mi participación en este hilo, porque igual me estoy metiendo en una. Es que 20 eléctricos en orden de vuelo, me condicionan mucho.
Un , Esco.

Pues yo sigo opinando, y opino lo siguiente: Un motor bruhsless, con una helice adecuada, "NO DEBE CALENTARSE". Si necesita refrigeración........es que hay algún problema. Cuando necesita refrigeración y se la damos, es posible que aguante, pero estamos "tapando" otro problema.


Un saludo
Puente

Ulpiano, define "calentarse".

Los motores no funcionan frios, si se les mete en un habitaculo reducido y cerrado es normal que se calienten (sin llegar a quemar como para que se nos quede la piel pegada en ellos ), mas aun si los llevamos casi todo el vuelo a todo trapo, el que tengan una buena aireacion es muy recomendable, pero como dice Puente, no podemos llevarlos tan al limite, es mejor poner un sistema (motor/variador/baterias/helice) que vaya mas sobrado a tener que hacer mil diabluras para refrigerarlo y que funcione al limite.

Claro que estoy de acuerdo.

Sami, calentarse quiere decir "un poco más y empieza a oler" y se pone así: .

Tengo "encerrado" el 4130 sujeto directamente en la cuaderna parallamas, dentro de la carena de la TM. Pues voy a hacer lo que he contado: agrandar las entradas frontales de aire y e interponer una chapa de aluminio plegada en U entre el motor y la cuarderna y sobre ella unos radiadores de los usados en circuitos electrónicos, porque ya quemé (=agarrotao) uno y estoy seguro que necesita un poco de ayuda.

Otra solución es ponerle un motor más grande pero creo que la potencia es suficiente para el estilo de vuelo que quiero. Y como estoy empeñado, lo voy a hacer.

Los watios consumidos se transforman en calor y tiene que ser disipado.

ulpiano escribió:Los watios consumidos se transforman en calor y tiene que ser disipado.

Toda la energia que transformes en calor es energia perdida.

Pues esa.

Amigo Ulpiano, si un motor electrico se calienta hasta el punto de no poder tocarse, le estas pidiendo mas de lo que puede, estas malgastando energia en calor no en movimiento y el aislante del bobinado se ira resintiendo poco a poco hasta que el pollo caiga.
O le pones la helice mas pequeña o lo pones mas gordo.

Saludos
Esco

Muchas gracias, me lo temía, 425 gramos de motor son pocos para un avión de algo más de 4 kilos, ...... . Le pondré uno de 600 gramos, .... . Y eso me pasa por escucharos en lugar de haberme ido a dormir, .... .