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• Gustavo Vaca Guzmán

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• Resistencia Eléctrica y Conductancia
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• Corriente eléctrica

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Carrera de Arquitectura

Equipamiento de Edificios II (TEM302)

Potencia y energía eléctrica. 1º ¿Cuántos vatios consume una resistencia de 125Ω alimentada por una pila de 25V?

2º Si por una resistencia de 100Ω pasa una corriente de 2A, ¿cuántos vatios de potencia consumirá?

3º Hemos conectado una resistencia a una pila de 12V. No sabemos el valor de la resistencia, pero hemos medido con un amperímetro la intensidad que circula por la resistencia, siendo ésta de 2 A. ¿Cuál será la potencia consumida por la resistencia?.

4º Realiza las siguientes conversiones, pasando: a) 25W a mW b) 100kW a W c) 150mW a W d) 2.350W a kW 5º Tenemos un calefón eléctrico que consume 2.000W, y la tenemos encendida durante 1 hora para calentar el baño. Suponiendo que el kW·h tenga un precio de 0,90 Bs, ¿cuánto nos va a costar tenerla encendida durante ese tiempo?

6º Si consideramos el mismo precio del kW·h que en el ejercicio anterior, y resulta que hemos puesto en marcha un aparato que no sabemos su potencia en W, y que nos ha costado 30 Bs tenerle encendido durante 10h. ¿Sabrías decir, cuántos vatios de potencia tiene ese aparato?. Si además lo hemos conectado a 230V, ¿cuál será su resistencia?. 1

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7º ¿Cuántas horas tendremos que tener encendida una televisión de potencia 150W, para que la Compañía Eléctrica nos cobre lo mismo que nos cobró por tener encendido 8 horas el calefactor del ejercicio 5?. Supondremos el mismo precio del kWh.

8º. ¿Cuanta energía consume una linterna que funciona a una pila de tensión de 4 V. y por la que circula una intensidad de 3amperios durante 2 horas?(pon la unidad abreviada)

9.- Calcular el costo económico por año que supone mantener una lámpara de 200W de potencia conectada todos los días del año durante 4 horas, si el costo del KWh es 0,90 Bs/KWh.

10.- Para tener una habitación de casa fresca conectamos un A. Aire de 0.9 kW durante 3 horas todos los días, calcular el gasto en Bs. que hacemos al mes si el kWh lo pagamos a 0,90 Bs .

11.- Calcular el gasto mensual (20 días) por consumo de la luz de una aula de clase si la dejamos encendida 6 horas al día. Suponemos 12 tubos fluorescentes de 36 W cada uno, si el KWh lo pagamos 0,75 Bs.

12. Calcular el valor de la resistencia del filamento de una bombilla de 40 W a 220 V. 2

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13. Una bombilla tiene la siguiente inscripción: 40 W, 220 V. Calcular la potencia que disipará cuando se la conecte a 125 V, suponiendo que la resistencia no varíe con la temperatura.

14. Una plancha tiene una potencia de 700 W cuando se conecta a 220 V a) ¿Cuál es su resistencia eléctrica? b) ¿Cuánto dinero se gasta al estar planchando 2 horas, conectada a 220 V? c) ¿Cuál sería la potencia consumida si se conecta a 125 V, suponiendo que la resistencia no varíe con la temperatura?. Utilizar como precio del kW h, 0,90 Bs/kWh

15.- Potencia en Corriente Alterna: a) Calcular la potencia Activa, Reactiva y Aparente de cada equipo b) calcular el consumo de energía eléctrica de cada equipo y el total por mes c)Si el costo unitario de energía es 0,90 Bs/kWh calcular el costo por consumo de energía de cada equipo por mes I1

I2

IT P1=5500 W

+

E= 220 V

-

P2=300 W R1=

cos1=0.99

R2=

cos2=0.80

Nota: La ducha funciona a diario de 7:30 a 8:00 y el ventilador de 14:00 a 18:45

16.

a) Cada Alumno debe dibujar el plano arquitectónico de tu casa b) Indicar en el plano los equipos eléctricos que tienes en tu casa, indicando en el mismo la potencia de cada equipo c) Calcular el consumo de energía de cada equipo que tienes en tu casa por mes d) Calcular la potencia total y la energía total de tu casa por mes.

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(Como modelo puedes utilizar la siguiente tabla, aumentando los locales necesarios )

Local

NOMBRE

LUMINARIAS dormitorio 1 TV 32" RADIO A. AIRE 9000 BTU

Baño 1

LUMINARIAS DUCHA ELECTRICA SECADORA PELO

EQUIPOS POTENCIA Tiempo Func. ENERGIA TOTAL (W) (h/mes) kWh/mes 300 300 120 900

30 30 30 20

9 9 3,6 18

60 5500 200

80 30 30

4,8 165 6

Sala

dormitorio 2

Circuitos básicos Serie, Paralelo y Mixto. 1 Cuestionario sobre conexión en serie de receptores 1. ¿Cómo se conectan dos más receptores en serie (has un dibujo)?

2. Dibuja el esquema eléctrico y mediante símbolos un circuito, alimentado por una pila de 9 V, que tenga un motor, una bombilla y un zumbador conectados en serie.

3. ¿Qué pasa si un receptor, conectado en serie a otros receptores, se avería?¿Por qué? Pon un ejemplo.

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4. En un circuito que tiene 3 bombillas en serie y una pila de 9 V. ¿Qué tensión recibe cada bombilla? ¿Por qué?

2. Cuestionario sobre conexión en paralelo de receptores: 1. ¿Cómo se conectan dos o más receptores en paralelo?

2. Dibuja un circuito (de aspecto real y el esquema eléctrico) que tenga 3 bombillas conectadas en paralelo.

3. En un circuito que tiene 3 bombillas en paralelo, ¿Qué ocurre si una de ellas se funde?¿Por qué?

4. Pon 2 ejemplos, diferentes a los que salen en esta miniunidad, de receptores conectadas en paralelo.

5. ¿Por qué se descarga más rápida una pila o una batería con muchos receptores (cargas) en paralelo?

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6. ¿Por qué están conectados en paralelo los electrodomésticos de una vivienda?

3. Cuestionario sobre conexión mixta o (serie – paralelo) a) ¿Qué es una conexión mixta? ¿Qué otro nombre recibe?

b) dibuja un circuito (el aspecto real y el esquema eléctrico) que tenga 5 bombillas en conexión mixta

Aplicación de Propiedades serie paralelo 1. El amperímetro 1 de la figura marca 6 A. ¿Cuánto marcará el 2?

2. En el circuito de la figura el amperímetro 1 marca 8 A y el amperímetro 2 marca 3 A. ¿cuánto marcarán los otros amperímetros?

3. En el circuito de la figura, pasa por el punto b una corriente de 4 A y por n, otra corriente de 2 A. ¿Qué corriente pasará por los restantes puntos? Razona la respuesta. 6

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Ejercicios resistencias en serie 1. Un circuito comprende tres resistencias en serie. Los valores de estas resistencias son: R 1 = 26 Ω ; R2 = 5 Ω y R3 = 8 Ω. En bornes de R1 hay 3 V(caída de voltaje en R1). ¿Cuál es la tensión de alimentación?. Solución: I = 0,115 A; U = 4,5 V

2§ Cual es la intensidad que atraviesa un circuito serie comprendido por R 1 = 12 Ω; R2 = 8 Ω y R3 = 16 Ω, si la tensión del circuito es de U = 36 V. Solución: I = 1 A

3§ Una resistencia R1 está en serie con otras dos resistencias R2 = 6 Ω y R3 = 7 Ω. Cuál es el valor de R1 si U = 60 V y la tensión de R2 es de 12 V?. Solución: R1=17Ω

4§ ¿Cuál es la resistencia total de un circuito serie comprendido por R1 = 2 Ω, R2 = 4 Ω y R3 = 9 Ω.?. Solución: R = 15 Ω

5§ Un circuito comprende tres resistencias en serie. Los valores son respectivamente: R 1 = 3 Ω; R2 = 8 Ω y R3 = 4 Ω. La intensidad absorbida por R2 es de IR2 = 3A. ¿Cuál es la tensión de alimentación?

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Solución: U = 45 A

6§ Un circuito serie está compuesto por dos resistencias. Por la resistencia R 1 circulan 4 A cuando en sus bornes hay 20 V. ¿Si la tensión del circuito es de 48 V. Cuánto vale R2?. Solución: R2 = 6 Ω

7§ En un circuito hay dos resistencias, una resistencia de 100 Ω y otra de 500 Ω.¿En cuál habrá una caída de tensión mayor? ¿Por qué?.

V Ejercicios resistencias en paralelo 1- Calcula el circuito equivalente de tres resistencias conectadas en paralelo cuyos valores son: R1= 20 Ω, R2= 30 Ω y R3= 24 Ω. Solución: RT = 8 Ω

2- Un circuito está compuesto por dos resistencias en paralelo R1= 15 Ω y R2= 24 Ω. Si está conectado a una tensión de 30 Voltios. Calcula la intensidad total. Solución: IT = 3,25 A

3- ¿Cuál es la intensidad total de un circuito comprendido por R1= 7 Ω y R2= 12 Ω conectados en paralelo si IR1= 6 A ? Solución: IT = 9,5 A

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4- Un circuito comprende R1= 4 Ω, R2= 8 Ω y R3=8 Ω conectadas en paralelo. La corriente total es de 14 A. ¿Cuáles son las intensidades IR1, IR2, IR3, y la d.d.p. en bornes (voltaje de la fuente) ? Solución: IR1 = 7 A; IR2 = 3,5 A; IR3 = 3,5 A; U = 28 V

5- ¿Qué resistencia tendremos que conectar en paralelo con otra de 7 Ω para obtener una resistencia equivalente de 5 Ω ? Solución : 17,5 Ω

6- ¿Por qué‚ resistencia habrá que reemplazar tres resistencias cuyos valores son:R 1 = 571 Ω; R2 = 448 Ω y R3 = 67 Ω montadas en paralelo, si no se quiere modificar la corriente que atraviesa el circuito ? Solución RT = 52,88 Ω

7- En un circuito de radio, tres resistencias montadas en paralelo presentan una resistencia equivalente de 4 Ω. Desgraciadamente, solo conocemos el valor de dos de ellas 15 y 12 Ω. ¿Cuál será el valor de la tercera ? Solución: RT = 10 Ω .

Ejercicios resistencias en serie y paralelo (mixto) 1. En el circuito de la figura a) calcular la intensidad que pasa por la resistencia de 6 Ω. b) Calcular la diferencia de potencial entre los extremos de la resistencia de 4 Ω. 9

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2. Calcula la resistencia equivalente de los circuitos 1, 2, 3 y 5 Solución: Circuito Nº 1 RT = 3,75 Ω Circuito Nº 2 RT = 4 Ω

3. En el circuito de la figura 7, calcula la d.d.p. y la corriente que lo atraviesa Solución: U = 4,5 V; IT = 0,75 A

4. En el circuito de la figura 8, calcula R1. Solución: R1 = 4 Ω

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5. En el circuito de la figura 9, calcula R3 Solución: R3 = 20 Ω

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Generadores 1. Cuestionario sobre generadores a.- ¿Qué función hacen los generales?

b.- ¿Cuáles de los siguientes componentes eléctricos son generadores? Motor, pila, interruptor, cable, dinamo de bicicleta, célula solar, pulsador, bombilla.

c.- Haz un dibujo de los tipos de pilas más comunes e indica qué tensión eléctrica tiene y cuales son sus aplicaciones.

d. ¿Qué nos indica la tensión eléctrica ¿En qué unidad se mide? ¿De dónde proviene el nombre de esta unidad de medida?

e.- ¿Cuál es el símbolo eléctrico de la pila?

f. ¿Qué son los bornes de conexión? ¿Dónde están los bornes de conexión de una pila cilíndrica? Haz un dibujo que lo indique

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g. ¿Qué es un cargador de pilas? Pon dos ejemplos en los que pueda resultar útil.

h.- ¿Las pilas usadas se tiran a la basura? ¿Por qué?

2. Cuestionario sobre conexión de generadores en serie 1. ¿Cómo se conectan dos o más generadores en serie?

2. Dibuja el esquema eléctrico de 3 pilas conectadas en serie

3. Cuando se conectan varios generadores en serie, ¿cómo se calcula la tensión resultante?

4. Pon 3 ejemplos de aparatos portátiles que tengan pilas conectadas en serie.

5. ¿a que tensión está sometida la bombilla de la linterna del dibujo?

6. ¿Qué linternas iluminas más? Los que tiene 2 pilas conectadas en serie, o las que tiene 3 pilas?

7. ¿Cómo es una pila petaca por dentro?¿que tensión suministra?¿Por qué?

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8. ¿Por qué se conectan las células solares en serie?

9. Indica si los siguientes generadores están conectadas, o no en serie:

3. Cuestionario sobre conexión de generadores en paralelo a) ¿Cómo se conectan dos o más generadores en paralelo?

b) Dibuja el esquema eléctrico de 3 pilas conectadas en paralelo

c) Cuando se conectan varios generadores en paralelo, ¿Cuál es la tensión resultante?

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d) ¿Cuál es la principal ventaja de conectar pilas o baterías en paralelo?

e) ¿Cuál de las dos bombillas lucirá con más intensidad? ¿Por qué?

f) ¿Por qué se conectan los centrales eléctricos en paralelo?

g) Indica si los siguientes generadores están conectados, o no, paralelo.

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