Exercicis: Potència i consum elèctric

Una torradora connectada a $230\ \text{V}$ és travessada per un corrent de $2\ \text{A}$. Calcula la seva potència en watts.

El carregador d'un mòbil treballa a $5\ \text{V}$ i lliura un corrent de $2\ \text{A}$. Quina potència subministra al telèfon?

A la factura de la llum el consum apareix en $\text{kWh}$. És el quilowatt hora una unitat de potència o d'energia? Explica amb les teves paraules què significa consumir $1\ \text{kWh}$.

Una bombeta de $100\ \text{W}$ roman encesa durant $10\ \text{h}$.

1. a) Quanta energia consumeix, en watts hora?
2. b) Expressa-la en quilowatts hora.

Un radiador elèctric de $1150\ \text{W}$ es connecta a la xarxa de $230\ \text{V}$. Quina intensitat passa per ell?

Ordena de menor a major potència típica aquests aparells: un forn ($2500\ \text{W}$), una bombeta LED ($10\ \text{W}$), un televisor ($100\ \text{W}$) i un assecador de cabells ($1500\ \text{W}$), com es mostra a la figura.

Quin transforma més energia elèctrica cada segon?

Un ventilador de $50\ \text{W}$ està encès $4\ \text{h}$. Quanta energia consumeix? Expressa-la en $\text{Wh}$ i en $\text{kWh}$.

A l'etiqueta energètica d'un frigorífic apareix una lletra entre la A i la G.

1. a) Què indica aquesta lletra?
2. b) Quina lletra convé triar per pagar menys a la factura? Per què?

Un calefactor de $1200\ \text{W}$ s'encén $2\ \text{h}$ al dia durant un mes de $30$ dies.

1. a) Expressa la seva potència en quilowatts.
2. b) Calcula l'energia que consumeix durant el mes, en $\text{kWh}$.
3. c) Si el preu és de $0,20\ \text{€/kWh}$, quant costa aquest ús?

Un llum LED de $10\ \text{W}$ fa la mateixa llum que una bombeta antiga de $60\ \text{W}$, i tots dos estan encesos $5\ \text{h}$ al dia.

1. a) Calcula l'energia que consumeix cadascun en un mes de $30$ dies, en $\text{kWh}$.
2. b) Amb el $\text{kWh}$ a $0,20\ \text{€/kWh}$, quants diners s'estalvien al mes amb el LED?

Un forn de $2300\ \text{W}$ està connectat a la xarxa de $230\ \text{V}$.

1. a) Quina intensitat hi passa?
2. b) L'endoll i el cable de la cuina aguanten fins a $16\ \text{A}$: hi ha perill de sobrecàrrega fent servir només el forn? Justifica-ho.

Una vitroceràmica de $2\ \text{kW}$ funciona durant $15\ \text{min}$.

1. a) Expressa aquest temps en hores.
2. b) Calcula l'energia consumida, en $\text{kWh}$.
3. c) Quant costa a $0,20\ \text{€/kWh}$?

Marxem de casa un dia sencer i deixem encès per error un llum de $100\ \text{W}$ durant $10\ \text{h}$.

1. a) Quants $\text{kWh}$ ha consumit?
2. b) Quants diners hem malbaratat, a $0,20\ \text{€/kWh}$?

L'etiqueta d'un frigorífic nou indica un consum de $150\ \text{kWh}$ a l'any, mentre que el vell de casa gasta $450\ \text{kWh}$ a l'any.

1. a) Quants $\text{kWh}$ s'estalvien cada any amb el nou?
2. b) Quants diners suposa aquest estalvi a $0,20\ \text{€/kWh}$?

Una videoconsola té una potència de $200\ \text{W}$ i la fas servir $3\ \text{h}$ al dia.

1. a) Quanta energia consumeix al dia?
2. b) Quants $\text{kWh}$ consumeix en un mes de $30$ dies?
3. c) Calcula el cost mensual a $0,20\ \text{€/kWh}$.

Una bateria de càmping emmagatzema $1\ \text{kWh}$ d'energia.

1. a) Quantes hores pot alimentar una nevera portàtil de $50\ \text{W}$?
2. b) I una bombeta de $10\ \text{W}$? Justifica per què dura més amb una que amb l'altra.

A casa de la Lucía es fan servir cada dia: un forn de $2\ \text{kW}$ durant $1\ \text{h}$, deu bombetes LED de $10\ \text{W}$ enceses $5\ \text{h}$ i un frigorífic de $200\ \text{W}$ funcionant les $24\ \text{h}$.

1. a) Calcula els $\text{kWh}$ que consumeix cada cosa al dia.
2. b) Quants $\text{kWh}$ es consumeixen en total en un mes de $30$ dies?
3. c) A quant puja la factura del mes a $0,20\ \text{€/kWh}$?

A casa d'en Nico, els aparells en espera (el televisor apagat amb el pilot vermell, els carregadors endollats, la consola en repòs...) consumeixen $20\ \text{W}$ de manera contínua, les $24\ \text{h}$.

1. a) Quanta energia gasten al dia, en $\text{kWh}$?
2. b) Quants $\text{kWh}$ gasten en un any de $365$ dies?
3. c) Quants diners s'estalviarien a l'any desconnectant-los, a $0,20\ \text{€/kWh}$?
4. d) Et sembla un estalvi important? Justifica la teva opinió amb les dades.

La instal·lació d'un habitatge admet com a màxim $3450\ \text{W}$ alhora; si se supera, salta l'interruptor de control i se'n va la llum. La xarxa és de $230\ \text{V}$. La figura compara la potència dels aparells amb aquest màxim.

1. a) Quina intensitat màxima permet la instal·lació?
2. b) Podem fer servir alhora el forn ($2300\ \text{W}$) i la rentadora ($2000\ \text{W}$)? Justifica-ho amb nombres.
3. c) I el forn juntament amb el microones ($1150\ \text{W}$)?

La tarifa de la llum de casa té dos preus: $0,30\ \text{€/kWh}$ en hora punta i $0,10\ \text{€/kWh}$ en hora vall. La rentadora, de $2\ \text{kW}$, fa un programa de $2\ \text{h}$.

1. a) Quant costa posar-la en hora punta?
2. b) I en hora vall?
3. c) Si es posen $12$ rentadores al mes, quant s'estalvia al mes fent-les sempre en hora vall?

La Daniela diu: «El meu assecador és molt potent: gasta $2000\ \text{kWh}$».

1. a) Corregeix la frase: quina unitat correspon a la potència?
2. b) Explica la diferència entre potència i energia fent servir l'exemple de l'assecador.
3. c) Si l'assecador és de $2000\ \text{W}$ i es fa servir durant $15\ \text{min}$, quanta energia consumeix, en $\text{kWh}$?

Un televisor antic consumeix $300\ \text{kWh}$ a l'any i un de nou, de tecnologia LED, $100\ \text{kWh}$ a l'any. El televisor nou costa $400\ \text{€}$ i el $\text{kWh}$ està a $0,20\ \text{€/kWh}$.

1. a) Quants diners s'estalvien cada any amb el televisor nou?
2. b) Quants anys trigarà l'estalvi a compensar el preu del televisor?
3. c) Creus que val la pena el canvi? Raona la teva resposta amb les dades.

Què consumeix més en un mes de $30$ dies: un aire condicionat de $1,5\ \text{kW}$ fet servir $2\ \text{h}$ al dia o vint bombetes LED de $10\ \text{W}$ enceses $10\ \text{h}$ al dia?

1. a) Calcula el consum mensual de cada opció, en $\text{kWh}$.
2. b) Quina gasta més?
3. c) Calcula el cost mensual de cada opció a $0,20\ \text{€/kWh}$.

A la factura d'aquest mes apareixen $240\ \text{kWh}$ consumits a $0,20\ \text{€/kWh}$.

1. a) Quant costa l'energia consumida?
2. b) La família ajusta el termòstat de l'escalfador d'aigua elèctric i aconsegueix reduir el consum un $25\ \%$: quants $\text{kWh}$ estalvia al mes?
3. c) Quants diners suposa aquest estalvi en un any?

Repte del tema. Converteix-te en auditor energètic de casa teva! Investiga el consum elèctric de la teva llar per dissenyar una proposta d'estalvi realista:

1. Magnituds i llei d'Ohm: Tria $3$ aparells connectats a la xarxa ($V = 230\text{ V}$). Anota la potència nominal ($P$) indicada a les seves etiquetes i calcula la intensitat ($I = P/V$) i la resistència ($R = V/I$) de cadascun.

2. Experiment i tractament de dades: Mesura amb el cronòmetre del mòbil el temps de funcionament d'un d'ells (p. ex., assecador o microones) en $4$ usos diferents, considerant una incertesa de $t \pm 0,5\text{ s}$. Elabora una taula amb els temps i l'energia consumida ($E = P \cdot t$, en $\text{kWh}$) i dibuixa a mà la gràfica $E$ enfront de $t$.

3. Circuit i factura real: Justifica per què els endolls de casa teva estan connectats en paral·lel i calcula la $R_{\text{eq}}$ si funcionessin alhora. Consulta al web de Red Eléctrica de España (REE) el preu mitjà del pool elèctric d'avui ($€/\text{kWh}$) i calcula el cost setmanal de l'energia si es fan servir $1,5\text{ h}$ al dia (és una estimació: la factura inclou a més peatges, càrrecs i impostos).

Presenta els teus resultats en un informe breu amb una proposta raonada d'eficiència.

Es valorarà:

• Aplicació rigorosa de la llei d'Ohm, potències i càlcul de $R_{\text{eq}}$ en paral·lel.

• Tractament de dades experimentals: taula, gràfica i inclusió de la incertesa ($\pm 0,5\text{ s}$).

• Ús correcte de dades reals de la REE i coherència de les mesures d'estalvi proposades.