Actividad Integradora Leyes Electricas 2017 30142d

Actividad integradora Aplicación de leyes eléctricas Por: Oscar Alfonso López Vargas Guadalajara, Jalisco grupo: M12C3G9-057 [email protected]

2017

Módulo 12. Matemáticas y representaciones del sistema natural. Semana 2 Unidad II. Electricidad y magnetismo

1. Lee el siguiente problema. En promedio, una persona utiliza 90 litros de agua, si se da una ducha de 5 minutos. Supongamos que tienes en tu casa, un calentador eléctrico que funciona con una corriente de 10 A para 120 V y tiene una capacidad de 90 litros. El calentador puede calentar el agua desde 15°C a 50°C en 30 minutos. Supongamos que tu familia está compuesta por 4 personas y usan aproximadamente 360 litros para bañarse diariamente, con un costo de $ 2.35 pesos por kilowatt-hora. A partir de esta información realiza lo que se te solicita: 2.1 Primero, calcula la potencia eléctrica del calentador; para esto deberás usar la ley de watt, cuya fórmula es: P=V∙I 2.2 Sustituye los valores, realiza la operación y anota el resultado en Watts y kWatts. Respuesta: 1200w / 1.2kw

Desarrollo

𝑃 = (120𝑉 )(10𝐴 ) = 1200𝑤

Valores P= V∙I

𝑃 = 1200𝑤 (

1𝐾𝑊

1000𝑤

V=120v

) = 1.2𝑘𝑤

I=10A Para convertir a kWatts sacamos la relación y cancelamos los términos

3. Calcula la energía que gasta tu calentador en media hora (escribe el resultado en kW∙h), es decir: E= P ∙ t Considera que la potencia es la energía utilizada por unidad de tiempo, es decir P=E/t; donde si la potencia se mide en kW y el tiempo en horas, entonces la energía se medirá en kW∙H. 3.1 Sustituye los valores de la fórmula, realiza la operación y anota el resultado en kw-h Respuesta: 𝐸 = 0.6𝑘𝑤 ∙ ℎ

Desarrollo

Valores

𝐸 = (1.2𝑘𝑤)(0.5ℎ)

E= P ∙ t P=1.2kw

t=0.5h

1ℎ

Este valor se saca de: 30𝑚𝑖𝑛 60𝑚𝑖𝑛 = 0.5ℎ

E = 0.6kw ∙ h

Módulo 12. Matemáticas y representaciones del sistema natural. Semana 2 Unidad II. Electricidad y magnetismo

4. Con el resultado anterior, calcula el costo que paga tu familia diariamente por bañarse, considerando que gastan 360 litros de agua. 4.1 Primero calcula el costo de usar la cantidad de agua que se calienta en media hora (la capacidad máxima del calentador). Anota el resultado. Respuesta: 𝐶 = $1.41 El costo sería la energía por el precio unitario de esa energía Costo=𝐸 ∙ 𝑃𝑈 Desarrollo

Valores PU=2.35 𝐾𝑊∙𝐻

𝐶 = (0.6𝑘𝑤 ∙ ℎ)(2.35

E=0.6𝑘𝑤 ∙ ℎ

𝐶 = $1.41

$

$ 𝑘𝑤∙ℎ

)

SE CANCELAN

4.2 Después, con el resultado anterior, calcula cuánto pagan por 360 litros de agua caliente. Respuesta: C = $5.64 Desarrollo

360𝑙

Costo de 360 litros Capacidad 90 litros

𝐶 = $1.41( 𝐶 = $5.64

90𝑙

) SE CANCELAN

5. Tu calentador de agua se averió ya que su resistencia se rompió. ¿De qué valor debe comprarse la nueva resistencia para que funcione con la capacidad que tiene? 5.1 La resistencia la podemos calcular usando la Ley de Ohm, con la ecuación R=V/I 5.2 Sustituye los valores de la fórmula, realiza la operación y anota el resultado. Respuesta: R=12Ω Valores R=

𝑉 𝐼

V=120V

Módulo 12. Matemáticas y representaciones del sistema natural. Semana 2 Unidad II. Electricidad y magnetismo Desarrollo

𝑅=

120𝑉 10𝐴

R=12Ω

6. Por último responde ¿Qué ley se aplica en el funcionamiento del calentador y por qué? Explica brevemente tu respuesta. Respuesta: la ley que se aplica es la de Joule, pues es en esta ley que nos dicen que la energía no puede crearse ni destruirse, sólo se puede cambiar de una forma a otra, y al pasar la energía por los circuitos del calentador generan calor, el cual calienta el agua transformando a si la energía en calor

Referencias: Fuentes de información: Prepa en línea SEP (2017), recuperado el 23 de noviembre de 2017, sitio web: http://148.247.220.105/pluginfile.php/10452/mod_resource/content/2/M12_U2.pdf