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Potencia eléctrica y calor perdido (o gastado) por un conductor.

Cuando una corriente que pasa por un conductor eléctrico no consume su energía produciendo algún efecto mecánico o químico, ordinariamente dicha energía se manifiesta en forma de calor haciendo que se eleve la temperatura del conductor, este fenómeno se denomina efecto joule.

Energía eléctrica gastada en un conductor.Debido a que una batería o un generador al surtir corriente a un sistema eléctrico, mantiene una diferencia de potencial entre las dos terminales del circuito, entonces se realiza un trabajo que como ya hemos visto, se conoce como diferencia de potencial, debido a la carga q.

es decir:


donde:
V = voltaje = volts.
W = trabajo = joule.
Q = carga = Coulomb [C].

como:





además:Por el principio de la conservación de la energía, cada caloría de calor producida requerirá el consumo de una cantidad definida de energía eléctrica ya que, la energía eléctrica se mide en Joule, igual que la mecánica, recordemos la ecuación del efecto joule, que es:



ecuación de efecto joule

donde: J = 4.18 Joule /Cal.

Por loque al sustituir nos da :
Energía eléctrica gastada en un conductor

[pic]

Potencia eléctrica [P]. la rapidez con que se produce o consume la energía.

[pic]

donde : P = potencia de watts [w] SI :
R =Ohms (
V = volts [V].
I = amperes [A].

1.-Una lámpara eléctrica tiene un filamento de 80( conectado a una línea de corriente directa de 110V ¿cual es la corriente quecircula por el filamento ? ¿cuál es la potencia consumida en watts ?
Datos Fórmula
R= 80( [pic]
V= 110 v [pic]
I=?

P=?


R=1.375A ; 151.25W

La potencia en kilowatt multiplicada por el tiempo en horas, da la energía en kilowatt-hora (Kwh.) que es la unidad con que se calcula y paga todo consumo de energía.
1KWH = 1000 x 3600 Joules = 3.6 x[pic] J.
2.-Cuál es el costo de calentareléctricamente 80 litros de agua de 20°c a 100°c a razón de 80 centavos KWHR?
Datos Fórmula Desarrollo
V= 80 l [pic] [pic]
Ti= 20(C 1 cal=4.186 Joules
Tf= 100(C [pic]

[pic]
[pic]

Costo=7.43 KWh($0.80)=$5.95

nota : En muchas aplicaciones de la ingeniería, la resistividad se expresa en unidades híbridas (combinadas). la longitud se mide en pies y el área en milscirculares (milc). un mil circular se define como : “el área de sección transversal de un alambre de un mil (0.001 in) de diámetro”.

Procedimiento para calcular el área de un alambre a mils circulares :

✓ Se convierte su diámetro a mils.
Como un mils = 0.00in, un diámetro puede convertirse de pulgadas a mils, simplemente desplazando el punto decimal tres lugares a la derecha.

Ejemplo : =225mils. El área de un alambre en mils cuadrados se determina mediante :
[pic] mils cuadrados



Por definición, un alambre que tiene un diámetro de un mils, tiene una área de un mils (un mil circular) .
Energía eléctrica gastada en un conductor

1 MILC = ( (mils cuadrados).
4

El área en mils circulares, es igual al cuadrado del diámetro en mils : (Dmils)²Si el área de un alambre se da en mils circulares y su longitud en pie, la unidad de resistividad es :
















RESISTIVIDAD

Material ((m (milc/ft
aluminio 2.8x[pic] 17.0cobre________________________1.72x[pic]__________________10.
oro__________________________2.2x[pic]___________________13.0
hierro________________________9.5x[pic]___________________57.0
tungsteno ____________________ 5.5x[pic]___________________33.2
plata_________________________1.63x[pic]___________________9.6


Ejercicios propuestos

1.-Calcula la resistencia de un alambre de plata de 500ft que tiene una sección...