Actividad integradoraAplicación de leyes eléctricas
Supongamos que tienes un calentador eléctrico en tu casa con capacidad de 60 litros de agua, que funciona con una corriente de 5 A para 110 V. El calentador puede calentar el agua desde 10°C a 60°C en 20 minutos. Supongamos que tu familia está compuesta por 4 personas y usan aproximadamente 120 litros de agua caliente para bañarse diariamente, con un costo de $15 por kilowatt-hora.
A partir de esta información realiza lo que se solicita:
2. Primero, calcula la potencia eléctrica del calentador; para esto deberás usar la ley de watt, cuya fórmula es:
P=V∙I
2.1 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 120 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 120 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.
2 Respuestas
Siguiendo el orden que te indican seria:
Potencia del calentador = 110 V X 5 A= 550 watts= 0.55 Kwatts.
Si para calentar el tanque completo( 60 litros) tarda 20 minutos y la familia consume diariamente 120 litros= 2 tanques ... la energía eléctrica deberá entregar los 0.55 Kwatts durante un tiempo de 2x 20 = 40 minutos.
Luego la Energía entregada por día sería: 0.55 Kwatts por (40/60) hora = 0.37 Kw. Hora
El costo de la Energia anterior seria de 0.37 Kw.h x 15 $/ Kw-h = 5.50 $ / dia.
Si se averio la resistencia, la nueva unidad para calentamiento deberá ser de :
R= V/I =110 / 5 = 22 ohms.
Para este calculo aplicamos la Ley de Joule... La cantidad de calor disipado por la resistencia será = Corriente^2 x Resistencia. Aparte estamos suponiendo que no hay perdidas de energía térmica durante la transferencia de calor de la resistencia al agua.
Nota: según el enunciado entiendo que entre las 4 personas utilizan 120 litros de agua/ día o sea 2 depósitos completos. Así te lo he resuelto. También entiendo que el agua del deposito lleno se calienta totalmente en 20 minutos.
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¡Hola Edgar!
Ya contesté anoche esta respuesta. Te dejo no solo la respuesta sino las correcciones que hay que hacer en el enunciado para que esté bien, pues si lo haces como dicen te saldrá mal: Calentador de agua
Y eso es todo, NO olvides volver para valorar la repuesta.
Sa lu dos.
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