Aplicación de las leyes eléctricas

1. Lee el siguiente problema.

Supongamos que tienes un calentador eléctrico en tu casa con capacidad de 45 litros de agua, que funciona con una corriente de 10 A para 120 V. 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 135 litros de agua caliente para bañarse diariamente, con un costo de $10 por kilowatt-hora.

A partir de esta información realiza lo que se solicita:

2.1 Primero, calcula la potencia eléctrica del calentador; para esto deberás usar la ley de watt, cuya fórmula es:

P = V ∙ I

P = 120 ∙ 10

P = 1200 W

2.2 Sustituye los valores, realiza la operación y anota el resultado en Watts y kWatts.

1 KW = 1000 W

KW = 1200 1000

KW = 1.2

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

E = P ∙ t

E = 1.2 kw ∙ 0.5 h

E = 0.6 kw-h

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4. Con el resultado anterior, calcula el costo que paga tu familia diariamente por bañarse, considerando que gastan 135 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.

En media hora se gasta 0.6 kw-h, el costo de kilowatt- hora es de $10

C = 0.6 kw-h ∙ $10 kw-h

C = $6

4.2 Después, con el resultado anterior, calcula cuánto pagan por 135 litros de agua caliente.

La capacidad del calentador es de 45 litros y usan aproximadamente 145, además el agua tarda en calentar media hora.

135 L / 45 L = 3 medias horas

El costo de media hora es de $6

C = 3 ∙ $6

C = $18

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

R = 120 / 10

5.2 Sustituye los valores de la fórmula, realiza la operación y anota el resultado.

R = 120 / 10

R = 12 Ohms

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6. Por último responde ¿Qué ley se aplica en el funcionamiento del calentador y por qué? Explica brevemente tu respuesta.

La ley de Joule.

Al circular una corriente eléctrica a través de un conductor el movimiento de los electrones dentro del mismo produce choques con los átomos del conductor cuando adquieren

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