Aplicación de leyes eléctricas

1. Supongamos que tienes un calentador eléctrico en tu casa con capacidad de 110 litros de agua, que funciona con una corriente de 20 A para 140 V. El calentador puede calentar el agua desde 15°C a 50°C en 30 minutos. Supongamos que tu familia está compuesta por cuatro personas y usa aproximadamente 220 litros de agua caliente para bañarse a diario, con un costo de $ 15.00 por kilovatio/hora.

Formula: P=V (I)

1.1.- ¿Cuál es la potencia eléctrica del calentador en kW?

2800 W (1 kW )

P=(140 V ) (20 A ) P=2800 VA P=2800 W

2800 W (1 kW ) =2.8 kW esta es la potencia del calentador

1000 W

1.2. ¿Cuál es la energía que gasta el calentador en media hora (escribe el resultado en kW h)?

.

Formula= E=Pt

Esta sera la energia que se gastará en Media hora

E=2.8 kW ( .5 h) E=1.40 kWh=

1.3. Grafica el resultado de la energía que gasta el calentador y explícala.

Enegia ((KWh)

1.4kWh es la energía que se gasta en 30 minutos en el calentador a su máxima potencia

1.4. Con el resultado del gasto de energía obtenido, calcula el costo que 1.4paga tu familia diariamente por bañarse, considerando que gastan 220 litros de agua; para ello:

1.4.1. Calcula el costo de usar la cantidad de agua que se calienta en media hora (la capacidad máxima del calentador). Anota el resultado.

C=1.40 kWh ( $ 15)=$ 21 este es el costo por usar el calentador de 30 minutos

1.4.2. Calcula cuánto pagan por 220 litros de agua caliente

220 L($ 21) =$ 42 esto es lo que se paga por 220

Litros de agua

110 L

X=220L

$21=110L

1.5. Si la resistencia del calentador se averiara, ¿qué valor deberá tener la resistencia para que funcione con una capacidad de 220 litros?

Formula :R=V /I

140 V

R=7V / A=7Ω

R=

Ω

20 A

Esta sera la resistencia que hace falta para que funcione

2.- Ahora, supongamos que tienes un calentador eléctrico con forma de cilindro circular recto, con un radio de 26.5 cm y un alto de 50 cm, que cuenta con capacidad de 110 litros de agua.

2.1. Calcula la presión hidrostática en el fondo del calentador eléctrico cuando éste se encuentra lleno de agua. Anota tu resultado en kPa.

3

2

Ph=(1000 kg/ m )( 9.8 m/ s )(.5 m)

2

4900 kgm

2

Ph= = 4900Kg/ m s Ph= 4900 pa

2

3

m s

4900 Pa( 1 Kpa)=4.9 Kpa esta es la presión hidrostatica

1000 Pa

2.2. El regulador de temperatura del calentador de agua dejó de funcionar, por lo que el agua en el interior de éste se evaporó totalmente, lo que provocó que el calentador se llene de vapor. El

calentador contenía agua líquida hasta la mitad, antes de que comenzara a funcionar. Entonces ¿cuál será la densidad del vapor al interior del calentador? Considera que 1 litro de agua tiene masa igual a 1 kg.

ρFormula= P=Ph/( g)( h)

2

ρP= 2450 kg/ m s

2

9.8 m/ s (.5 m)

2

Esta será la densidad

del vapor

ρP= 2450 kg / ms ρ=500 k

2

4.9m / s

3.1 ¿Qué ley se aplica en el funcionamiento del calentador y por qué?

Para el funcionamiento se aplica la ley de joule para calentar el agua y el principio de pascal para la presión con la que sale el agua

3.2 ¿Qué ley se aplicó para reparar el calentador y por qué?

Se utiliza la ley de Ohm para calcular la resistencia que será necesaria para calentar el agua del calentador