• Asignatura: Física
  • Autor: mariadelamerced66
  • hace 8 años

Debido a la descarga atmosférica, la bomba de agua se averió y debe remplazarse el devanado del motor. ¿Que valor de resistencia debe tener este devanado para que funcione perfectamente?

Respuestas

Respuesta dada por: Osm867
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1) La potencia eléctrica que desarrolla la bomba de agua es 600 W o 0.6 kW.


2) La cantidad de energía consumida en 45 minutos es de 595620000 J.


3) El costo total es el siguiente $ 158.17.


4) La fuerza eléctrica es de -360 N.


5) El campo eléctrico es de -359 N/C.


6) La corriente del relámpago es de 5 A.


7) El valor de la resistencia debe ser de 24Ω.


Explicación.


1) Para calcular la potencia se aplica la siguiente ecuación:


P = V*I


Datos:


V = 120 V

I = 5 A


Sustituyendo:


P = 120*5

P = 600 W


1.1) P = 600/1000 = 0.6 kW


2) La cantidad de energía es:


Ebomba = 0.6 * 45 min/60 min

Ebomba = 0.45 kWh = 1620000 J


Efocoa = 2*60*45/60

Efocoa = 90 kWh = 324000000 J


Efoco = 100 * 45/60

Efoco = 75 kWh = 270000000 J


Sumando:


E = 1620000 + 324000000 + 270000000

E = 595620000 J


3) La cantidad de energía en kWh es de:


E = 0.45 + 90 + 75

E = 165.45 kWh


El costo es el siguiente:


C = 165.45*0.956

C = $ 158.17


4) La fuerza eléctrica se calcula como:


F = k*q1*q2/d²


Datos:


k = 9 x 10⁹ Nm²/C²

q1 = -8000 x 10⁻⁶ C

q2 = 500 x 10⁻⁶ C

d = √6² + 8² = 10 m


Sustituyendo:


F = (9 x 10⁹)*(-8000 x 10⁻⁶)*(500 x 10⁻⁶)/10²

F = -360 N


5) La ecuación del campo eléctrico es el siguiente:


E = q1*q2/4π*εo*r²


Los datos son los siguientes:


εo = 8.85 x 10⁻¹² C²/Nm²

r = 10 m

q1 = -8000 x 10⁻⁶ C

q2 = 500 x 10⁻⁶ C


Sustituyendo:


E = (-8000 x 10⁻⁶)*(500 x 10⁻⁶)/4π*(8.85 x 10⁻¹²)*(10)²

E = -359 N/C


6) La corriente se calcula como:


I = q/t


Datos:


q = 8000 x 10⁻⁶ C

t = 0.0016 s


Sustituyendo:


I = (8000 x 10⁻⁶)/0.0016

I = 5 A


7) El valor de la resistencia se calcula como:


R = V/I


Datos:


I = 5 A

V = 120 V


Sustituyendo:


R = 120/5

R = 24 Ω

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