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    Yostin

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    El documento describe un caso sobre el consumo eléctrico en la casa de Rosalía. Se encuentran funcionando una bomba de agua de 0.6 kW, dos focos ahorradores de 0.12 kW en total, y un foco incandescente de 0.1 kW. La energía total consumida por los aparatos en 45 minutos fue de 2,214,000 J. El costo total del consumo eléctrico fue de $0.58794, considerando un precio de $0.956 por kW-h. La fuerza de atracción entre la bomba de agua cargada

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    El documento describe un caso sobre el consumo eléctrico en la casa de Rosalía. Se encuentran funcionando una bomba de agua de 0.6 kW, dos focos ahorradores de 0.12 kW en total, y un foco incandescente de 0.1 kW. La energía total consumida por los aparatos en 45 minutos fue de 2,214,000 J. El costo total del consumo eléctrico fue de $0.58794, considerando un precio de $0.956 por kW-h. La fuerza de atracción entre la bomba de agua cargada

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    El documento describe un caso sobre el consumo eléctrico en la casa de Rosalía. Se encuentran funcionando una bomba de agua de 0.6 kW, dos focos ahorradores de 0.12 kW en total, y un foco incandescente de 0.1 kW. La energía total consumida por los aparatos en 45 minutos fue de 2,214,000 J. El costo total del consumo eléctrico fue de $0.58794, considerando un precio de $0.956 por kW-h. La fuerza de atracción entre la bomba de agua cargada

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    El documento describe un caso sobre el consumo eléctrico en la casa de Rosalía. Se encuentran funcionando una bomba de agua de 0.6 kW, dos focos ahorradores de 0.12 kW en total, y un foco incandescente de 0.1 kW. La energía total consumida por los aparatos en 45 minutos fue de 2,214,000 J. El costo total del consumo eléctrico fue de $0.58794, considerando un precio de $0.956 por kW-h. La fuerza de atracción entre la bomba de agua cargada

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    MODULO 12

    Proyecto integrador

    Electricidad y magnetismo en la vida diaria

    Yostin Jesús Barredo Lizama

    Grupo
    M12C1G22-012
    A partir del siguiente caso, responde los planteamientos:

    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 ( μC ). La bomba de agua
    también queda cargada después de su operación con una intensidad de +500 μC.
    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
    Bomba tiene 120V I=5A
    P=?
    P=VI
    P=V ∙ I

    SOLUCIÓN
    P=(120 V) (5A)
    P=600 VA
    P=600 W

    600 W(1kW )
    1000 W
    =0.6 kW P
    1.1. Anota tu resultado anterior en kilowatts ( kW ).
    La potencia eléctrica de la bomba es de = 0.6kw

    2. ¿Cuánta energía gastaron los aparatos antes de la descarga atmosférica, es decir, al estar
    encendidos 45 minutos?

    La energía que gasto los aparatos fueron de 2,214,000 j

    2.1. Primero calcula la energía gastada por la bomba en Joules ( J ).


    DATOS
    Pbomba=600W
    t=45 minutos

    SOLUCIÓN
    Para poder realizar el problema tenemos que pasar los minutos a segundos
    t=45 min ∙60 segundos=2700 s
    P=E
    t
    E=P ∙ t
    SUSTITUCIÓN

    E=600W ∙ 2700 s=1,620,000 J


    La energía gasta por la bomba es de 1,620,000 J

    2.2. Ahora, indica el gasto de energía de los focos ahorradores en J.

    Realizaremos el mismo procedimiento anterior, al igual que la fórmula, por cada foco de
    60W.
    DATOS

    t=2700 s
    Pfocos=60 W ∙2(focosque tenemos)=120W

    Utilizamos la misma fórmula y sustituimos con los datos que tenemos

    E=P ∙ t=120W ∙ 2700 s=324,000 J


    El gasto de laenergía de los focos ahorradores fuede 324,000 J

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


    DATOS
    Pfoco incandescente=100W
    t=2700 s

    SOLUCIÓN Y SUSTITUCIÓN
    E=P ∙ t =100W ∙2700 s=270,000 J
    R=El gasto de la energía del foco incandescente es de 270,000 J

    2.4. Finalmente, suma la energía utilizada por los dispositivos eléctricos presentes en la
    casa de

    Rosalía para obtener la energía total en J.


    DATOS
    Ebomba=1,620,000 J
    Efocos=324,000 J
    Efoco incandescente =270,000 J
    Etotal=Ebomba+Efocos+Efocoincandescente

    SOLUCIÓN Y SUSTITUCIÓN
    Etotal=1,620,000 J+324,000 J+270,000 J=2,214,000 J
    2,214,500 J es laenergíatotal en Joules .

    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 el Kw ∙ h se debe multiplicar la potencia
    de cada
    aparato en Kw por la fracción de hora que estuvieron funcionando:

    Kwh=Kw ∙ h

    Necesitamos realizar conversiones: Convertiré los minutos en horas, para pasar 45


    minutos,
    realizamos lo siguiente:

    tiempo=45 min ∙ 1h
    60 min
    =0.75 horas
    Ahora convertiré los Watts a Kw
    DATOS
    Pbomba=600W
    Pfocos=60 W ∙2(focosque tenemos)=120W
    Pfoco incandescente =100W
    Pbomba=600W ÷ 1000=0.6 kW
    Pfocos=120 W ÷1000=0.12 kW
    Pfoco incandescente=100W ÷ 1000=0.1 kW
    Para obtener los datos en Kw

    • H, vamos a multiplicar los kW por la fracción del tiempo en


    horas que se utilizó.

    DATOS
    Pbomba=0.6 kW
    Pfocos=0.12 kW
    Pfoco incandescente=0.1 kW
    tiempo=0.75 horas
    SOLUCIÓN
    Ebomba=0.6 kW ∙ 0.75 horas=0.45 kW ∙ h
    Efocos=0.12 kW ∙ 0.75 horas=0.09 kW ∙ h
    Efoco incandescente =0.1 kW ∙ 0.75 horas=0.075 kW ∙ h

    Habiendo obtenido los datos de los aparatos en Kw


    DATOS
    Ebomba=0.45 kW ∙ h
    Efocos=0.09 kW ∙ h
    Efoco incandescente=0.075 kW ∙ h
    Costo=$0.956
    Consumo=Eaparato ∙ costo
    Consumobomba=0.45 kWh∙ $ 0.956=$0.4302
    Consumofocos=0.09 kWh∙ $ 0.956=$0.08604
    Consumofocoincandescente =0.075 kWh∙ $ 0.956=$0.0717
    Ctotal =$0.4302+$0.08604 +$0.0717=$0.58794
    El costo es de $0.58794

    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.
    La distancia D es 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.
    Para obtener la magnitud de la fuerza entre las dos cargas, tenemos que aplicar la
    siguiente fórmula:

    F=k(q1)(q2)
    r2

    DATOS

    q1

    carga del transformador

    )
    =−8000 x10−6C

    q2

    carga de la bomba

    =500 x10−6C

    k=9x109Nm2

    C2

    Para saber la distancia aplicaremos la siguiente fórmula:

    8m

    qmotor=600 ×10−6C

    r=10 m

    qtrans=−9000 ×10−6C

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