Question

Aplicación de leyes eléctricas Para realizar esta actividad, es necesario leer y comprender el tema 2: Electrodinámica de la unidad 2, así como realizar los ejercicios y analizar los ejemplos que se presentan en el desarrollo del tema, ya que ahí encontrarás los referentes teóricos en conjunto con el análisis del problema y la aplicación de lo aprendido. ¿Qué producto entregarás? Un documento donde presentes las acciones o respuestas a cada una de las preguntas planteadas. Puedes realizar tu actividad “a mano” , escanearla y subirla a la plataforma. ¿Qué hacer? 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 2.2 Sustituye los valores, realiza la operación y anota el resultado en Watts y kWatts. 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 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. 4.2 Después, con el resultado anterior, calcula cuánto pagan por 135 litros de agua caliente. 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. 6. Por último responde ¿Qué ley se aplica en el funcionamiento del calentador y por qué? Explica brevemente tu respuesta.

Answer 1

1) Datos del calentador
Capacidad: 45 L
Potencia: W = 10 A x 120 V = 1200 Watts = 1.2 KW
Tiempo para calentar agua desde 15°C a 50°C : 30 min

2) 4 personas utilizarán:4 x 135L = 540 L 
Entonces el número de veces que se utilizará el calentador es:

540 / 45 = 12 veces

3) Supongamos que una persona necesita 36°C para calentar el agua
Planteemos:
si una variación de 50 - 30 = 35°C se realiza en 30 min, entonces una variación de temperatura 36 - 15 = 21°C en cuánto tiempo se realizará

              $t = \dfrac{30\times 21}{35}=18\text{ min}$

y como se usará 12 veces, entonces requerimos de 12 x 18 = 216 min paraa toda la familia.

4) Gasto de energía: 1.2 KW x 216 min =1.2 KW x 3.6 h = 4.32 KW-h

5) Costo: 4.32 x 10 = $43.2