Proyecto Integrador: Electricidad y magnetismo en la
vida diaria
Nombre del alumno: Aleida Landez Tinoco
Nombre del facilitador: Daniel González Franco
Grupo: M12C2G15-048
Fecha: 06 de junio del 2019
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Tipo: Tesis de Bachillerato
2020/2021
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Proyecto Integrador: Electricidad y magnetismo en la
vida diaria
Nombre del alumno: Aleida Landez Tinoco
Nombre del facilitador: Daniel González Franco
Grupo: M12C2G15- 048
Fecha: 06 de junio del 2019
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 (μ C ). 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?
1.1. Anota tu resultado anterior en kilowatts (kW).
De la ley de Watt tenemos que
𝒑
= 𝟎. 𝟔𝒌𝑾
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 Joule (J).
Recordemos que la potencia es la energía por unidad de tiempo, es decir,𝑝 =
⁄ , de donde si la potencia se mide en kW y el tiempo en horas, entonces la
energía de medirá en kWh.
Por lo tanto la energía gastada por 2 focos ahorradores es de: 𝟎. 𝟑𝟐𝟒 ×
−𝟔
2.3. Posteriormente, resuelve cuál es la energía gastada para el foco
incandescente en J****.
1 foco incandescente de 100 Watts
3. 6 × 10
− 6
) = 0. 27 × 10
− 6
Por lo tanto la energía gastada por un foco incandescente es de: 𝟎. 𝟐𝟕 ×
−𝟔
2.4. Finalmente, suma la energía utilizada por los dispositivos eléctricos
presentes en la casa de Rosalía para obtener la energía total en J****.
Por lo tanto, la energía gastada por la bomba es de: 1.62×
- 6
joules.
Por lo tanto la energía gastada por los 2 focos ahorradores es de: : 𝟎. 𝟑𝟐𝟒 ×
−𝟔
Por lo tanto la energía gastada por un foco incandescente es de: : 𝟎. 𝟐𝟕 ×
−𝟔
E = 1. 62 × 10
− 6
joules + 0. 324 × 10
− 6
joules + 0. 27 × 10
− 6
joules
= 2. 214 × 10
− 6
joules
𝒍𝒂 𝒆𝒏𝒆𝒓𝒈𝒊𝒂 𝒕𝒐𝒕𝒂𝒍 𝒄𝒐𝒏𝒆𝒄𝒕𝒂𝒅𝒂 𝒅𝒖𝒓𝒂𝒏𝒕𝒆 𝟒𝟓 𝒎𝒊𝒏𝒖𝒕𝒐𝒔 𝒆𝒔 𝒅𝒆: 𝟐. 𝟐𝟏𝟒
× 𝟏𝟎
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
los kW ∙ h se debe multiplicar la potencia de cada aparato en kW por la
fracción de hora que estuvieron funcionando:
kWh = kW ∙ h
en el ejercicio 2, calculamos la energía que consumió cada aparato en 45
minutos, por lo tanto, para conocer el costo es necesario multiplicar la
energía consumida por cada aparato en kWh.
Bomba:
costo del consumo en 45 minutos = ( 0 .45kWh)
$0.956kWh
1kWh
2 focos ahorradores: 𝐸 = 𝑃𝑡 = 0. 120 𝑘𝑊)( 0. 75 ℎ𝑜𝑟𝑎𝑠) = 0. 09 𝑘𝑊ℎ
costo del consumo en 45 minutos:
0 .09kWh
1kWh
Por 1 foco incandescente:
costo del consumo en 45 minutos = ( 0 .075kWh)
1kWh
Por lo tanto el costo total del consumo de los aparatos en la casa de
Rosalía en 45 minutos es de: costo
total
= costo
Bomba
+ costo
2 focos
costo
1 foco
costo
total
costo
total
5. ¿Cuál es la intensidad del campo eléctrico generado por la descarga
atmosférica?
Recuerda utilizar la formula E= F/q
La intensidad del campo eléctrico generado por la descarga atmosférica la
calcularemos 3n el trasformador, por lo tanto:
𝑻𝑴
𝒕𝒓𝒂𝒏𝒔
−𝟒𝟖𝟔𝟎𝟎𝟎 × 𝟏𝟎
−𝟑
−𝟗𝟎𝟎𝟎 × 𝟏𝟎
−𝟔
= 𝟓𝟒 × 𝟏𝟎
𝟑
𝑬 = 𝟓𝟒 × 𝟏𝟎
𝟑
6. ¿Cuál fue la intensidad de corriente eléctrica del relámpago, si duró
0?0016 segundos?
−𝟗𝟎𝟎𝟎 × 𝟏𝟎
−𝟔
= 𝟓, 𝟔𝟐𝟓, 𝟎𝟎𝟎 × 𝟏𝟎
−𝟔
𝑰 = 𝟓, 𝟔𝟐𝟓, 𝟎𝟎𝟎 × 𝟏𝟎
−𝟔
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?
De la ley de Ohm tenemos 𝑅 =
𝑉
𝐼
120 𝑣
5 𝐴
Por lo tanto, la resistencia para el devanado el motor es de:
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?
Rosalía ahorro en el día 7 $210.
8.2.2 ¿Cuál fue el total de su ahorro durante los 15 días?
Rosalía ahorro $450. 00
8.2.3 ¿En qué día pudo haber cubierto el total de los gastos?
En el día 13
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?
La importancia de las matemáticas en los fenómenos electromagnéticos es
que esta nos da la base para estudiar estos fenómenos naturales, el lograr
comprender las hipótesis y generar ecuaciones para el fenómeno. Y luego,
poder darnos las herramientas para aplicar estos fenómenos en beneficio.
30
60
90
120
150
180
210
240
270
300
330
360
390
420
450
0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
500
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
Ahorros
dias