Módulo 12

Proyecto integrador. Electricidad y magnetismo en la vida diaria

PREPA EN LÍNEA_SEP
PROYECTO INTEGRADOR.
ELECTRICIDAD Y MAGNETISMO EN LA VIDA DIARIA
RODRIGO RAMIREZ JOSE
MODULO: 12
SEMANA DE INTEGARCION
GRUPO: BC-035
FACILITADOR: LUIS DEL MURO CUELLAR
FECHA DE EDICIÓN 20/09/2020
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Proyecto integrador. Electricidad y magnetismo en la vida diaria

Proyecto integrador. Electricidad y magnetismo en la vida diaria

Observa tu entorno, piensa en todas las cosas que funcionan gracias a la electricidad; considera también que muchas otras, aunque
no usen electricidad, la requirieron para ser fabricadas. En el módulo, has aprendido cómo funcionan diversos aparatos; por ello, en
el proyecto integrador pondrás en práctica los conocimientos construidos durante estas cuatro semanas, ya que has analizado
situaciones de la vida cotidiana donde se presentaban fenómenos relacionados con el electromagnetismo, y cómo representarlos
con ayuda del álgebra y la geometría.
Propósito
Analizar y resolver situaciones de la vida cotidiana en los que se presentan fenómenos eléctricos y magnéticos, por medio del uso de
herramientas matemáticas y de los conceptos involucrados.
¿Qué necesito?
Para realizar esta actividad debes saber…
● calcular variables electromagnéticas con métodos algebraicos.
● reconocer los elementos de las leyes electromagnéticas.
● identificar los conceptos relacionados con electromagnetismo.
¿Qué entregaré
Un documento en procesador de textos con la solución de las incógnitas solicitadas, indicando los procedimientos y despejes
utilizados, al igual que el análisis dimensional, es decir, determinar las unidades de medida. Si lo haces a mano sobre papel, puedes
tomar una fotografía y agregarla al documento.
¿Cómo lo realizaré
A partir del siguiente caso, responde los planteamientos:
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En la casa de Rosalía se encuentran funcionando una bomba de agua, 2 focos ahorradores de 60 vatios o watts (W) y un foco
incandescente de 100 W. En las terminales de la bomba de agua existe una diferencia de potencial de 120 voltios (V) y circula una
corriente de 5 amperes (A).
Después de 45 minutos, la energía eléctrica en casa de Rosalía queda suspendida, debido a una descarga atmosférica sobre el
transformador que proporciona el suministro eléctrico, lo que también ocasiona que éste se aísle de la red eléctrica y adquiera una
carga eléctrica de -8000 microcoulombs (μ C). La bomba de agua también queda cargada después de su operación con una
intensidad de +500 μ C. Considera que la bomba de agua de la casa de Rosalía se encuentra 8 metros al norte del transformador de
suministro eléctrico y 6 metros al este.
1. ¿Qué potencia eléctrica desarrolla la bomba de agua de acuerdo con las características señaladas?
Datos: Resultado:
1 KW
P = W = ¿? P= 600watts* = 0.6
1000W
V = 120 P = 0.6Kw
I=5A La potencia eléctrica de la bomba de agua es de 0.6 kW
Formula:
P = V*I
Sustitución
P = 120V * 6A
P = 600Watts.
1000= 1Kw
1.1. Anota tu resultado anterior en kilowatts (kW).
0.6 KW
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2. ¿Cuánta energía gastaron los aparatos antes de la descarga atmosférica, es decir, al estar encendidos 45 minutos?
Potencia de cada aparato.
Bomba= 600W
Dos focos ahorradores 60V o W por foco.
Foco incandescente 100W
2.1. Primero calcula la energía gastada por la bomba en Joule (J).
Datos: Despeje: sustitución
E= ¿? E=P*T E = 1600W*2700
60 s
P=600W 45min = 2700s E = 1620000 J. Esta es la energía que gastaron los aparatos antes de la
1min
descarga.
T= 45min E = 1.62x10 6 J
Formula:
E
P=
T
2.2. Ahora, indica el gasto de energía de los focos ahorradores en J.
Datos: sustitución:
E = ¿? E=60w*2700s
P= 60W E=16200 J por cada foco (2)
Formula: E= 324000 J este es el gasto de energía de los 2 focos ahorradores.
E
P=
T
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60 s
45min =2700s
1min

2.3. Posteriormente, resuelve cuál es la energía gastada para el foco incandescente en J.

Datos: Despeje sustitución:
E= ¿? E=P*T E=100W*2700s
P=100 W E=270000 J esta es la energía gastada por el foco incandescente.
T= 45min
Formula:
E
P=
I
60 s
6min = 2700
1min
2.4. Finalmente, suma la energía utilizada por los dispositivos eléctricos presentes en la casa de Rosalía para obtener la energía total
en J.
ET=Eb+ EFA + EFI= Resultado: La energía total utilizada por los dispositivos eléctricos es de
ET=1620000 J + 324000 J + 270000 J ET=2214000 J
ET= 2214000 J
ET =2.214X106 J
3. ¿Cuál es el costo del consumo de energía eléctrica de los aparatos, si el precio de 1 kilowatt-hora (kW ∙ h) es de $ 0.956? Recuerda
que para calcular los kW ∙ h se debe multiplicar la potencia de cada aparato en kW por la fracción de hora que estuvieron
funcionando: kW h= kW ∙ h
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Datos:
Convertir los 45minutos a horas.
Convertir los Watts a KW.
Multiplicarlos KW por la fracción del tiempo.
El resultado de los KW/h multiplicarlos por el costo.
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1. Convertir los 46 minutos a horas.

45min = 1hora/60min = 0.75
2 convertir los Watts a kWh
1 KW
P=bomba= 500W =0.5KW*0.75= 0.375KWh
1000
1 KW
PFA=120W =0.12KW*0.75= 0.09 KWh
1000
1 KW
PFI=100W =0.1KW*0.75 = 0.075 KWh
1000
CT=(CB+CFA+CFI) *$0.956
CT= (0.375 KWh+0.09+0.075) = 0.54
CT=0.54KWh* $0.956
CT=0.51624$ Pesos. Este es el costo de consumo de energía eléctrica de los aparatos.
4. Si tanto el transformador como la bomba de agua quedaron eléctricamente cargadas, ¿cuál es la fuerza de atracción entre éstas?
Recuerda que la distancia d es la distancia más corta entre las cargas: la hipotenusa del triángulo rectángulo cuyos catetos son 8 m al
norte y 6 m al este, los cuales separan al transformador de la bomba de agua.
Determinando la fuerza de atracción del punto (d) de entre los catetos.
Datos: Formula: sustitución
C= ¿? C2=a2+b2 C= √ (6 m)2+ ¿ ¿ C=10m
A= 6m C= f =√ a2 +b 2 C=100m
B=8m C= √ 100m
C= 10m
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La fuerza de atracción entre b y los catetos es de 10m.

5. ¿Cuál es la intensidad del campo eléctrico generado por el transformador en el punto donde se sitúa la bomba de agua?
Datos:
QB= +500X10-6 sustitución:
F=9 X 109(+500 X 10−6 c)(−8000 X 10−6 c)
QSE= -8000X10-6
( 10 m )2
R=10m F= -3600/(10m)2
K=9X109 m2/C2 F= -360Newtons
Formula:
K∗(QB∗QSE)
F= 2
r

6. ¿Cuál fue la intensidad de corriente eléctrica del relámpago, si duró? 0.0016segundos

Datos: sustitución:
−360 N −45000 N
E= ¿? N/C E= E=
−8000 X 10 C
−6
C
E=-360N
QSE= -8000X106C

Formula:
F
E=
q

Datos: Formula: Sustitución: Resultado:

−6
q −8000 X 10 C
I= ¿? I= I= I= -5A
t 0.0016 s
Q= -8000X10-6C
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T= 0.0016S

7. Debido a la descarga atmosférica, la bomba de agua se averió y debe remplazarse el devanado del motor. ¿Qué valor de
resistencia debe tener este devanado para que la bomba de agua funcione perfectamente?
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Datos: Formula:
V=120V R= V/I sustitución: Solución: 24ῼ
I =5ª 120V/5A
R= ¿?
El devanado debe tener un valor de resistencia de 24ῼ.
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8. Por lo sucedido, Rosalía se percata de que sus gastos por mes serán de $ 375.00, por lo que decide ahorrar diariamente $ 30.00
durante 15 días.
18.1. Construye el plano cartesiano que representa el ahorro de Rosalía. Considera que el eje x son los días y el eje y son los ahorros.

Dia Ahorro
1 30 Tiempo(días) vs Ahorro (dinero)
2 60 500

3 90 450 450
420
4 120 400 390
5 150 350
330
360

6 180

ahorro en (pesos)
300 300

7 210 250 240

270

8 240 200 210

9 270 150 150

180

10 300 100
120
90
11 330 50 60
12 360 30
0
13 390 0 2 4 6 8 10 12 14 16

14 420 tiempo en (dias)

15 450
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8.2 Con base en el plano cartesiano:

8.2.1 ¿Cuánto habrá ahorrado Rosalía hasta el día 7?
R= $210.00
8.2.2 ¿Cuál fue el total de su ahorro durante los 15 días?
R = $450.00
8.2.3 ¿En qué día pudo haber cubierto el total de los gastos?
En el día 13 ya habría cubierto el total de sus gastos.
9. Responde las preguntas siguientes sobre el electromagnetismo y las matemáticas:
9.1 Redacta en mínimo 5 renglones
¿Cuál es la importancia de las matemáticas en el estudio de fenómenos electromagnéticos?

9.2 Menciona en 5 renglones ¿Cuál ley electromagnética que utilizas más en tu vida diaria? ¿por qué?
La ley electromagnética que mas utilizo en mi vida diaria es la de Faraday, por que al prender la luz de mi casa ya se está generando
una energía al prender el televisor ya que se genera un campo de energía desde dentro de sus generadores eléctricos, al utilizar la
lavadora ya que contiene una carga eléctrica magnética al hacer inversión en su proceso de energía. Al utilizar mi computadora o al
usar un trasporte público ya que también cuenta con un generador de energía para poder moverse.
“Prácticamente toda la tecnología eléctrica se basa en la ley de Faraday, especialmente lo referido a
generadores, transformadores y motores eléctricos” concepto. De/ley-de-Faraday/
Fuentes de consulta:

¿Qué es la Ley de Faraday? (2020, 30 junio). Concepto de. https://www.scribbr.es/detector-de-plagio/generador-apa/new/webpage

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10. Guarda tu documento de la siguiente manera:

TusApellidos_Nombre_M12S4PI
Ejemplo:
HernándezGonzález_Nayely_M12S4PI
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