434895789-Modulo-12-Proyecto-integrador

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Universidad Nacional Autónoma de México
Facultad de Estudios Superiores
Plantel Aragón
INGENIERIA ELECTRICA
CLASE “ELECRTRICIDAD Y MAGNETSIMO”
TRABAJO
TEMA: ELECTRICIDAD Y MAGNETISMO
GRUPO:8510
NOMBRE DEL PROFESOR: RODOLFO ZARAGOZA BUCHAIN
NOMBRE DEL ALUMNO: CORTES HERNANDEZ RICARDO 
FECHA DE ENTREGA: NOVIEMBRE DEL 2022
Proyecto integrador. Electricidad y magnetismo en la vida diaria
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.
Datos: 
 = -0.008C
 = 0.005C
r = 10 m
1. ¿Qué potencia eléctrica desarrolla la bomba de agua de acuerdo con las características señaladas?
Datos: 
Bomba: 120 V
Intensidad: 5 A
Focos ahorradores: 60 W * 2 = 120 W
Foco incandescente: 100 W
1.1. Anota tu resultado anterior en kilowatts ( kW ).
2. ¿Cuánta energía gastaron los aparatos antes de la descarga atmosférica, es decir, al estar encendidos 45 minutos?
2.1. Primero calcula la energía gastada por la bomba en Joules ( J ).
Datos: 
Pasar minutos a segundos: 
Tiempo: 45 min * 60 seg = 2700s
2.2. Ahora, indica el gasto de energía de los focos ahorradores en J.
Datos: 
Tiempo: 2700s
2.3. Posteriormente, resuelve cuál es la energía gastada para el foco incandescente en J.
Datos: 
Tiempo: 2700s
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: 
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:
kWh = kW ∙ h
Para poder calcular el costo de consumo de energía, se tiene que obtener primero los kw * h:
1. Convertir los 45 minutos a horas. 
2. Convertir los watts de los aparatos a kilowatts.
3. Multiplicar los kW por la fracción de tiempo en horas que estuvieron funcionando.
Desarrollo de los pasos anteriores: 
1. Convertir los minutos a horas:
2. Convertir watts a kilowatts de todos los aparatos, bomba, focos ahorradores y foco incandescente. (dividiendo entre 1000)
Datos: 
 = 
= 
3. Multiplicar los kW por la fracción de tiempo en horas en que se usaron:
Datos: 
Sustitución:
4. Costo del consumo de energía eléctrica, en este caso multiplicar la potencia en kWh que se obtuvo de cada aparato por el costo de la hora: 
Después se sumará todo: 
Datos: 
Sustitución:
Suma de resultados:
 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.
 Calcular la hipotenusa: 
Datos:
a = 8m
b = 6m
Aplicamos la ley de Coulomb:
Datos: 
 
 
r = 10 m
sustitución:
5. ¿Cuál es la intensidad del campo eléctrico generado por la descarga atmosférica?
Recuerda utilizar la fórmula: 
Datos:
qtransformador = (sólo se utilizó la carga del transformador)
sustitución:
6. ¿Cuál fue la intensidad de corriente eléctrica del relámpago, si duró 0.0016 segundos? 
Datos:
qtransformador = 
t = 0.0016s
sustitución
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?
Datos: 
Voltaje: 120 V
Intensidad: 5A
Sustitución:
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.
8.1. 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.
 
8.2 Con base en el plano cartesiano:
8.2.1 ¿Cuánto habrá ahorrado Rosalía hasta el día 7?
R = $245.00
8.2.2 ¿Cuál fue el total de su ahorro durante los 15 días?
R= $525.00
8.2.3 ¿En qué día pudo haber cubierto el total de los gastos?
R = En el día 11.
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?
Las matemáticas son una herramienta muy importante ya que en nuestra vida cotidiana, industrial y en la naturaleza se encuentran fenómenos eléctricos y magnéticos, de esta manera las matemáticas nos ayudan a predecir y conocer como es su comportamiento y así mismo poder beneficiarnos, tal es el caso de aparatos cotidianos y de servicio como la brújula, los motores, generadores, televisores, aparatos electrodomésticos, computadoras, aparatos médicos como la resonancia magnética, entre muchos otros.
9.2 Menciona en 5 renglones ¿Cuál ley electromagnética utilizas más en tu vida diaria? ¿por qué?
Desde mi punto de vista me parece que la Ley de Watt es la que más utilizo en mi vida diaria, ya que establece que la potencia eléctrica es directamente proporcional al voltaje de un circuito y a la corriente que circula por él, de esta manera podemos observar el comportamiento de nuestro aparatos eléctricos y saber cómo están funcionando, en este caso por ejemplo la plancha, el refrigerador o los focos de mi casa y establecer estrategias cuando existe una falla en la corriente eléctrica, así como los cambios en el voltaje de los mismos, ya que en ocasiones debido a las lluvias hay cargas eléctricas y diferencias en el voltaje de nuestros aparatos que los pueden descomponer.
Fuentes:
Física y sus matemáticas. En línea. http://www.dgire.unam.mx/contenido/normatividad/cbd/1SEM/0102.pdf consultado el 09 de junio de 2019.
Los watts. En línea. http://watts-historia-informacion.blogspot.com/2014/12/los-watts-en-la-vida-cotidiana.html consultado el 09 de junio de 2019
Temas selectos de Fisica. En línea. http://electricidadfisikayalumnos.blogspot.com/2017/04/ley-de-watt.html consultado el 09 de junio de 2019