Supongamos que tienes en tu casa, un calentador eléctrico que funciona con una corriente de 5 A para 110 V y tiene una capacidad de 150 litros. El calentador puede calentar el agua desde 15°C a 50°C en 40 minutos. Supongamos que tu familia está compuesta por 3 personas y usan aproximadamente 270 litros para bañarse diariamente, con un costo de $ 2.85 pesos por kilowatt-hora.
Respuestas a la pregunta
2) Potencia del calentador: P = V × I
Datos:
- Capacidad: 150 L
- Corriente (I) = 5 A
- Voltaje (V) = 110 V
2.1) Potencia: P = 110V × 5A = 550W
1KW = 1000W
550 W / 1000 = 0,55 kW
Entonces 550 W = 0,55 kW
3) Energía del calentador: E = P × t
t = 40 minutos
Dado que se pide la energía en kW×h, se hace la conversión de los
40 minutos a horas
1 hr = 60 min → 40min / 60 min = 0,66 h
40min = 0, 667 hr
E = 550 W × 0,667 hr = 366,66 W×hr
E = 0,55 kW × 0,667hr = 0,366 kW×hr
3.1- a 4.1)
Costo que paga la familia diariamente:
En 40 minutos, se consumen 0,366 kW×hr , el costo por kW×hr
es de $2,85
C = 0,366 kW×hr * 2,85 (kW×hr) = 1,04
Por tanto, el costo que pagan = $1,04
4.2) Asumiendo que el costo es por 360 lts. de agua
En 40 minutos se calientan 150 lts, para calentar 360 lts se necesitan:
(360 × 40) / 150 = 96 minutos (aplicamos regla de tres)
Puesto que cada 40 minutos tenía un costo de $1,04, para calentar 360 lts. se gastarán:
(96× $1,04) / 40 = $2,49
→ C = $2,49
5) Valor de la resistencia: R = V / I
R = 110V / 5A = 22 Ω
6) La ley aplicada es la Ley de Joule porque al pasar una corriente eléctrica por un conductor, esta es directamente proporcional a la resistencia, al cuadrado de la intensidad de la corriente y el tiempo que dura la corriente.