28 Energía eléctrica: problemas y soluciones
1. Calcula la corriente eléctrica de una lámpara de 10 vatios diseñada para 12 voltios.
Conocido :
Potencia (P) = 10 vatios
Voltaje (V) = 220 voltios
Se busca: Corriente eléctrica
solución:
Potencia de la lámpara = 10 vatios = 10 julios/segundo
La siguiente ecuación muestra la relación entre la potencia eléctrica (P), el potencial eléctrico (V) y la corriente eléctrica (I) indicada en la siguiente fórmula:
P = VI
Corriente eléctrica:
I = P / V = 10 / 220 = 1/22 = 0.045 amperios
2. Calcula la potencia eléctrica según el circuito eléctrico que se muestra a continuación.
Conocido :
Resistencia 1 (R 1 ) = 6 Ω
Resistencia 2 (R 2 ) = 6 Ω
Voltaje eléctrico (V) = 24 voltios
Se busca: Energía eléctrica
solución:
Resistencia equivalente:
R1 y R2 están conectadas en serie. La resistencia equivalente es :
R = R 1 + R 2 = 6 Ω + 6 Ω = 12 Ω
La corriente eléctrica:
I = V/R = 24/12 = 2 amperios
Energía eléctrica:
P = VI = (24)(2) = 48 vatios = 48 julios/segundo
3. Calcula la corriente eléctrica de un aparato de 3 kilovatios diseñado para 150 voltios.
Conocido :
Potencia eléctrica (P) = 3 kilovatios = 3000 vatios
Voltaje eléctrico (V) = 150 voltios
Se busca: Corriente eléctrica (I)
solución:
La relación entre la potencia eléctrica (P), el potencial eléctrico (V) y la corriente eléctrica (I) se expresa en la siguiente fórmula:
P = VI
La corriente eléctrica:
Yo = P / V
I = 3000 vatios / 150 voltios
I = 20 amperios
4. Calcula la potencia de una resistencia de \(10\,\Omega\) con una corriente de \(5\,A\).
Solución: \( P = I^2 R = 5^2 \times 10 = 250\,W \)
5. Determina la potencia de un circuito con \(12\,V\) y \(4\,\Omega\) resistencia.
Solución: \( P = \frac{V^2}{R} = \frac{12^2}{4} = 36\,W \)
6. Una bombilla de \(60\,W\) funciona durante \(3\,h\). Calcula la energía consumida.
Solución: \( E = Pt = 60 \times 3 = 180\,Wh = 0.18\,kWh \)
7. Calcula la corriente para un aparato de \(200\,W\) en una fuente de alimentación de \(100\,V\).
Solución: \( I = \frac{P}{V} = \frac{200}{100} = 2\,A \)
8. Calcula la resistencia de un calentador que consume \(1200\,W\) a \(240\,V\).
Solución: \( R = \frac{V^2}{P} = \frac{240^2}{1200} = 48\,\Omega \)
9. Una batería de \(9\,V\) está conectada a una resistencia de \(3\,\Omega\). Calcula la potencia disipada.
Solución: \( P = \frac{V^2}{R} = \frac{9^2}{3} = 27\,W \)
10. Calcula la potencia en una resistencia de \(10\,\Omega\) con una fuente de alimentación de \(100\,V\).
Solución: \( P = \frac{V^2}{R} = \frac{100^2}{10} = 1000\,W \)
11. Determine el voltaje necesario para disipar \(50\,W\) en una resistencia \(10\,\Omega\).
Solución: \( V = \sqrt{PR} = \sqrt{50 \times 10} = 22.36\,V \)
12. Un motor consume \(1500\,W\) y funciona durante \(4\,h\). Calcula la energía consumida.
Solución: \( E = Pt = 1500 \times 4 = 6000\,Wh = 6\,kWh \)
13. Calcula la corriente de una fuente de alimentación de \(240\,V\) si la potencia es de \(1200\,W\).
Solución: \( I = \frac{P}{V} = \frac{1200}{240} = 5\,A \)
14. Calcula la resistencia de una bombilla de \(100\,W\) que funciona a \(200\,V\).
Solución: \( R = \frac{V^2}{P} = \frac{200^2}{100} = 400\,\Omega \)
15. Determine la potencia en un circuito de \(3\,A\) con una resistencia de \(15\,\Omega\).
Solución: \( P = I^2 R = 3^2 \times 15 = 135\,W \)
16. Calcula el voltaje necesario para disipar \(100\,W\) en una resistencia \(20\,\Omega\).
Solución: \( V = \sqrt{PR} = \sqrt{100 \times 20} = 44.72\,V \)
17. Calcula la energía consumida por un ventilador de \(300\,W\) que funciona durante \(2\,h\).
Solución: \( E = Pt = 300 \times 2 = 600\,Wh = 0.6\,kWh \)
18. Calcula la corriente en un circuito con una potencia de \(1000\,W\) y un voltaje de \(250\,V\).
Solución: \( I = \frac{P}{V} = \frac{1000}{250} = 4\,A \)
19. Determine la resistencia de una tostadora de \(400\,W\) que funciona a \(100\,V\).
Solución: \( R = \frac{V^2}{P} = \frac{100^2}{400} = 25\,\Omega \)
20. Encuentra la potencia para un voltaje de \(20\,V\) a través de una resistencia de \(5\,\Omega\).
Solución: \( P = \frac{V^2}{R} = \frac{20^2}{5} = 80\,W \)
21. Calcula el voltaje necesario para proporcionar \(200\,W\) a una resistencia \(25\,\Omega\).
Solución: \( V = \sqrt{PR} = \sqrt{200 \times 25} = 50\,V \)
22. Determinar la energía consumida por una máquina de \(500\,W\) que funciona durante \(5\,h\).
Solución: \( E = Pt = 500 \times 5 = 2500\,Wh = 2.5\,kWh \)
23. Calcula la corriente para una bombilla de \(60\,W\) que funciona a \(120\,V\).
Solución: \( I = \frac{P}{V} = \frac{60}{120} = 0.5\,A \)
24. Calcula la resistencia de una lámpara de \(40\,W\) que funciona a \(20\,V\).
Solución: \( R = \frac{V^2}{P} = \frac{20^2}{40} = 10\,\Omega \)
25. Determine la potencia en un circuito de \(5\,A\) con una resistencia de \(12\,\Omega\).
Solución: \( P = I^2 R = 5^2 \times 12 = 300\,W \)
26. Calcula el voltaje necesario para suministrar \(150\,W\) a una resistencia de \(15\,\Omega\).
Solución: \( V = \sqrt{PR} = \sqrt{150 \times 15} = 61.24\,V \)
27. Calcula la energía consumida por un aire acondicionado de \(800\,W\) que funciona durante \(3\,h\).
Solución: \( E = Pt = 800 \times 3 = 2400\,Wh = 2.4\,kWh \)
28. Determine la corriente en un circuito con una potencia de \(500\,W\) y un voltaje de \(125\,V\).
Solución: \( I = \frac{P}{V} = \frac{500}{125} = 4\,A \)
