Actividad integradora: Aplicación de leyes eléctricas
¿Qué hacer?
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.
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
4.1 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
360 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.
La
Ley que aplica en el funcionamiento del calentador es La Ley de Joule, según el
físico británico James Prescott Joule nos dice que la energía no puede crearse,
ni destruirse, solo cambia de forma. Cuando la corriente eléctrica atraviesa un
conductor aumenta la energía y esta se calienta, transformando la energía en
calor.
FUENTES CONSULTADAS:
o
Prepa en línea. 2018. Contenido en extenso. Módulo
12. Matemáticas y representaciones del sistema natural. Recuperado el 22 de
febrero de 2018.
o
Walter Ortega. (12 mayo 2016). Módulo 12 Semana
2 Actividad Fuerzas y Cargas Eléctricas. 24 Febrero 2018, de Prepa en línea
Sitio web: https://www.youtube.com/watch?v=tsRWuTGWr60
o
Información tomada de: http://es.slideshare.net/2871137663/ley-de-joule-diapositivas
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