Que esperar

¿Cuánta energía usas en tu vida diaria? Cuando enciendes un interruptor de luz o usas un secador de pelo, ¿cuánto aumenta tu consumo de energía? Estas son preguntas que vamos a responder hoy. Durante esta actividad, investigaremos nuestro consumo de energía eléctrica utilizando un dispositivo que mide la potencia y la energía eléctrica.

Conexiones

En las actividades anteriores, hemos visto diferentes formas de energía y generación de electricidad. En esta actividad, investigaremos la cantidad de energía eléctrica consumida por diferentes tipos de dispositivos. En las próximas semanas después de esto, exploraremos en más detalle un tipo de generación de electricidad renovable: la energía solar.

Materiales (por grupo de aproximadamente 3 estudiantes)

• 1 Medidor de Electricidad y cable de extensión

• Portalámparas con cordón y interruptor de encendido/apagado

• Teléfono para usar como cronómetro

Dispositivos de Prueba (compartidos entre grupos)

• Bombilla Incandescente

• Bombilla LED

• Bombilla LED RGB con control remoto

• Lámpara Halógena

• Secador de Pelo

• Dispositivo eléctrico enchufable propio (opcional)

Instrucciones

Esta actividad contiene dos partes. Primero, usaremos el Medidor de Electricidad para medir cuánta potencia consumen diferentes dispositivos eléctricos, cuánta energía utilizan y cuánto cuesta operarlos. Segundo, usaremos el micro para medir la salida de luz de cada bombilla y comparar su salida de luz con su consumo de energía.

Parte 1: Medición de Potencia, Energía y Costo

1. Conecta el Medidor de Electricidad a una toma de corriente. Usa el cable de extensión si es necesario.

2. Presiona el botón “M” en el Medidor de Electricidad repetidamente para ver todas las pantallas de medición: Potencia (W), Energía (KWh), Voltaje (V), Corriente (A), Factor de Potencia (PF), Precio de la energía eléctrica ($/KWh) y Costo Total ($).

3. Usa el botón “M” para desplazarte a la pantalla de Energía (KWh). Si no está en cero, presiona y mantén presionado el botón “M” durante 3 segundos para borrar cualquier dato anterior del medidor.

4. Conecta uno de los Dispositivos de Prueba (una bombilla, lámpara halógena, secador de pelo o un dispositivo que hayas traído) al Medidor de Electricidad. Usa el Portalámparas si es necesario.

5. Usa el Medidor de Electricidad para medir cuánta potencia en Vatios (W) consume el dispositivo.

6. Usando tu teléfono como cronómetro, mide cuánta energía (KWh) consume el Dispositivo de Prueba durante 5 minutos.

7. El precio promedio de electricidad en Chicago es $0.173 / KWh (es decir, 17.3 centavos por KWh). ¿Cuánto costó operar el dispositivo durante 5 minutos? Sugerencia: será un número muy pequeño, ¡pero se acumula con el tiempo!

8. En un papel en blanco, lleva un registro de los dispositivos que has probado, la cantidad de potencia (W) que consumió, la energía (KWh) consumida durante la prueba de 5 minutos y el costo de la energía utilizada para la prueba.

9. Repite la prueba para varios Dispositivos de Prueba y compáralos. ¿Cuál utilizó más energía y costó más dinero para operar?

En esta parte, deberías haber observado que diferentes dispositivos consumen diferentes cantidades de potencia y energía. Puede que hayas notado que, en general, los dispositivos que producen mucho calor tienden a consumir más energía y costar más dinero para operar. Algunas bombillas producen más calor que otras, haciéndolas más caras de operar. Pero, ¿qué pasa con la salida real de luz de las bombillas? En la Parte 2, usaremos el micro para medir la cantidad de luz producida por cada bombilla.

Parte 2: Hablemos de Luz

En la actividad de la semana pasada, viste que el micro puede usar su matriz integrada de LEDs para medir el brillo en una escala de 0 (oscuro) a 255 (muy brillante). La programación para hacer esto es muy simple. En esta prueba, usarás un micro para medir el brillo de cada bombilla.

¿Cómo funciona el código?

Cuando se presiona el botón A, el micro

muestra una imagen de una luz en los LEDs y toma una lectura del nivel de luz, guardándola como una variable llamada “Nivel”. Cada vez que presionas el botón A, se guarda una nueva medición en la variable “Nivel”. Cuando se presiona el botón B, el micro muestra el valor de la variable de nivel de luz guardada, “Nivel”.

1. Si tienes problemas con el código, pide ayuda a tus amigos o a tu profesor. Si sigues teniendo dificultades, puedes acceder al código completo aquí: https://makecode.microbit.org/_P4CDY31KzHEC. Después de acceder al enlace, haz clic en "Editar" para usar el código.

2. Descarga el código a tu micro conectando el cable USB a tu computadora y al micro, luego presiona el botón morado “Descargar” en la esquina inferior izquierda de tu pantalla de MakeCode. Luego arrastra el archivo desde la carpeta de Descargas de tu computadora al micro.

3. Selecciona una de las bombillas de la Parte 1, conéctala y enciéndela.

4. Toma varias mediciones del nivel de luz con el micro. Trata de mantener la distancia de la bombilla constante.

5. En un pedazo de papel, anota la medición promedio del nivel de luz de cada bombilla.

6. Repite la prueba con varias bombillas diferentes. ¿Cuál fue la más brillante? ¿Cuál fue la diferencia en los niveles de brillo entre las diferentes bombillas?

A medida que comparaste los niveles de brillo entre las bombillas incandescentes y las LED, probablemente notaste que los niveles de brillo eran similares entre ellas. Sin embargo, en la Parte 1 viste que las bombillas incandescentes consumen mucha más potencia y energía que las bombillas LED. Entonces, ¿cuál prefieres instalar en tu casa?

Resumen

En esta actividad medimos el consumo de energía y potencia de algunos dispositivos de uso común como bombillas y secadores de pelo. Calculamos y comparamos cuánto cuesta operar cada uno de estos dispositivos. Finalmente, medimos la cantidad de luz que produce realmente cada bombilla y comparó la producción de luz con el consumo de energía.

¿Te sorprendió el costo de funcionamiento de los dispositivos?

¿Por qué preferirías usar bombillas LED, incandescentes o halógenas?

Si estuvieras creando una lámpara de calor para una camada de gatitos o cachorros, ¿qué dispositivo usarías?

¿Qué bombilla recomendarías a tus padres basándote en tus encuentros? ¿Por qué?

Enlace de comentarios

Para la próxima 

En la próxima actividad, tendrás experiencia práctica utilizando células solares o "fotovoltaicas". Primero, medirás la salida de las células solares en diferentes tipos de circuitos. Luego usarás la electricidad producida por las células solares para alimentar un motor eléctrico y crear “arte giratorio”.