TECNOLÓGICO NACIONAL DE MÉXICO
INSTITUTO TECNOLÓGICO DE MINATITLÁN ASIGNATURA: SISTEMA DE COGENERACIÓN TAREA: PROBLEMAS UNIDAD V AUDITORIA ENERGIA ELECTRICA
EQUIPO: 1
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INTEGRANTES: HIPÓLITO GARCÍA PEDRO DE JESÚS MARTINEZ MACEDONIO FRANCISCO ROMÁN SÁNCHEZ DULCE ISABEL VÁSQUEZ MARTINEZ CARLOS MIGUEL •
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CATEDRÁTICO: M.C RENE REYES ESTUDILLO FECHA: 25/ABRIL/2017
El ohmio (también ohm) es la unidad de medida de la resistencia que oponen los materiales al paso de la corriente eléctrica y se representa con el símbolo o letra griega Ω (omega). El ohmio se define como la resistencia que ofrece al paso de la corriente eléctrica una columna de mercurio (Hg) de 106,3 cm de alto, con una sección transversal de 1 mm 2 , a una temperatura de 0º Celsius. Esta ley relaciona los tres componentes que influyen en una corriente eléctrica, como son la intensidad (I) , la diferencia de potencial o tensión (V) y la resistencia (R) que ofrecen los materiales o conductores. La Ley de Ohm establece que "la intensidad de la corriente eléctrica que circula por un conductor eléctrico es directamente proporcional a la diferencia de potencial aplicada e inversamente proporcional a la resistencia del mismo" , se puede expresar matemáticamente en la siguiente fórmula o ecuación: =
donde, empleando unidades del Sistema internacional de Medidas , tenemos que: I = Intensidad en amperios (A) V = Diferencia de potencial en voltios (V) R = Resistencia en ohmios (Ω).
¿Cuántos kilowatts de potencia suministra a un circuito un generador de 240 V que lo alimenta con 20 A? =∗ = 240 ∗ 20 = 4800 = 4.8
Si el voltaje a través de un resistor de 25000 Ω es 500 V, ¿Cuál es la potencia disipada por el resistor. = =
(500) 25000
= 10
¿Qué corriente pasara por una lampara si tiene una resistencia de 360Ω y se le conecta a un voltaje casero ordinario de 115 V? = =
115 360
= 0.319
Encuentre la corriente que consume una lampara incandescente de 60W especificada para operación a 120V. Encuentre también la corriente consumida por una lampara de 150W a 120V y otra de 300W a 120V. ¿Qué sucede a la corriente al aumentar la potencia? =
a) 60W y 120V =
60 120
= 0.5
b) 150W y 120V =
150 120
= 1.25
c) 300W y 120V =
300 120
= 2.5
Encuentre la potencia consumida por un resistor fijo de 25Ω para cada una de las corrientes siguientes: 3A, 6A y 1.5A. ¿Qué efecto tiene un cambio de la corriente en la cantidad de potencia disipada por un resistor fijo? = ∗
a) 3A y 25Ω = (3) ∗ 25 = 225
b) 6A y 25Ω = (6) ∗ 25 = 900
c) 1.5A y 25Ω = (1.5) ∗ 25 = 56.2
Si la resistencia se encuentra fija, por lo tanto la potencia se encuentra en función de la corriente. Si la corriente aumenta sucede lo mismo con la potencia y viceversa.
Encontrar la resistencia total del siguiente circuito:
Solución: El
voltaje de la resistencia R 1 se encuentra directamente encontrando la resistencia total del circuito:
por lo tanto la resistencia R 2 tiene un voltaje de 6V, como podemos ver:
también debemos considerar que la corriente en un circuito en serie, como lo es esté, por lo que la corriente en la resistencia R1 es la misma que la de R2 y por tanto:
Por último la resistencia total de las resistencias del circuito son:
Encontrar el voltaje de la resistencia R 2 del siguiente diagrama
Solución. Aunque
no se da el valor de la resistencia R 1, podemos determinar el valor del voltaje en la resistencia R 2, ya que lo que si conocemos es la corriente en la resistencia R 1, la cual es la misma en el resto del circuito. Por lo tanto:
Encontrar el voltaje de la fuente del diagrama siguiente:
De manera inmediata podemos determinar que por tratarse de un circuito serie la intensidad dela corriente es la misma en todos sus elementos. Por otro lado conocemos el valor de las resistencias, no así el de la pila del cual no será considerada en este ejercicio, y por tanto podemos obtener directamente el voltaje total del las componentes. Solución:
entonces el voltaje total de la fuente es igual a:
Se tienen los siguiente datos para el circuito mostrado
a).- Encontrar el voltaje de la fuente b).- Encontrar la corriente administrada por la fuente
Soluciones.
a) El voltaje en cada una de las resistencias es igual al voltaje total, es decir el de la fuente. Por lo tanto, podemos calcular el voltaje total calculando el voltaje en una de las resistencias, en este caso, el que podemos calcular es el de la resistencia R1:
b).- Para calcular la corriente de la fuente los podemos hacer de dos formas: 1er Métod o
Para el caso de las corriente en las otras resistencia tendremos:
2º Métod o
Calculemos la resistencia total:
la corriente total es igual a:
La eficiencia de un motor se calcula dividiendo su salida entre su entrada(potencia). La salida se mide en caballos, mientras que la entrada se mide en watts o kilowatts. Antes de calcular la eficiencia, la salida y la entrada deben expresarse en las mismas unidades. Encuentre la eficiencia de un motor que recibe 4kW y produce 4 hp. Potencia entrada= 4 kW Potencia salida=4 hp Conversión de la potencia de salida a kW • •
= 1 ℎ ∗ 1 ℎ =4∗
3 4
= 3
Calculo de la eficiencia: =
=
3 4
= 0.75
Suponiendo que los motores que hay en el alula de tecnología tienen una potencia de 1 W, calcular el trabajo que son capaces de realizar en 1 min
1 = 60 = 1 ∗ 60 = 60
Una bombilla de 60 W de potencia está funcionando durante una hora. Calcular la energía consumida en Ws. ¿Cuántos tubos fluorescentes de 15 W consumen la misma energía que la bombilla en una hora? 1 ℎ = 3600
= 60 ∗ 60 = 216000 = 216000
= 4 El número de tubos será 4
Un secador de pelo consume energía de 1 kWh y se sabe que su rendimiento es del 80 %. ¿Qué cantidad de energía útil se obtiene de él?
Despejando
=
0.8 ∗ 1 100
= 0.008 ℎ
Por bombilla circula bombilla de 0.5 A cuando está conectada a una pila de 9 V. Calcular la energía consumida en 1 h. 1ℎ = 3600
= 9 ∗ 0.5 ∗ 3600 = 16.2
Un motor eléctrico tiene una potencia de 2 CV (1 caballo de vapor = 736 W) cuando se le conecta a un tensión de 220 V. Calcular la intensidad de corriente que consume. Potencia: = 2 ∗ 736 = 1472
Intensidad:
=
1472 220
= 6.69
Un calefactor eléctrico está alimentado con una tensión de 220 V y consume una corriente de 10 A. Calcular la potencia y la energía consumidas si está funcionando durante 5 horas. SOLUCION: •
Calculo de la potencia =∗ = 220 ∗ 10 = 2200 = 2.2
•
Energía consumida en un tiempo de 5 horas =∗ = 2.2 ∗ 5ℎ = 11 ℎ
Calcular la potencia y la energía que consume en 15 min un motorcillo de los empleados en el aula de Tecnología, sabiendo que al conectarlo a una tensión de 4,5 V, circula una intensidad de 5 mA. SOLUCION: •
Calculo de la potencia(I=0.005A) =∗ = 4.5 ∗ 0.005 = 0.0225
•
Energía consumida en un tiempo de 15 minutos=900 s =∗ = 0.0225 ∗ 900 = 20.25 ∗ = 20.25
Una bombilla de 40 W de potencia está encendida durante 10 horas. Calcular la energía que ha consumido. SOLUCION: =∗ = 40 ∗ 10ℎ = 400 ∗ ℎ = 0.4 ℎ
Hállese la resistencia de una estufa que consume 3 amperios a una tensión de 120 voltios. SOLUCION: =
= =
120 3
= 40
¿Qué diferencia de potencial hay que aplicar a un reóstato de 30 ohmios para que circulen a través de él 5 amperios? SOLUCION: =
=∗ = 5 ∗ 30 = 150
