Fundamentos de Tecnología Eléctrica

Circuitos eléctricos. Generador de tensión. Intensidad. Resistencias. Alternadores trifásicos

  • Enviado por: Barny
  • Idioma: castellano
  • País: España España
  • 4 páginas
publicidad

INSTRUCCIONES. El examen está formado por 21 cuestiones tipo test, 4 problemas cortos y 2 largos. Las cuestiones teóricas pueden tener una o varias respuestas correctas, las cuales habrá que identificar por completo. Será necesario alcanzar una puntuación de 50 para superar la asignatura. Antes de iniciar el examen tened en cuenta los siguientes aspectos:

  • Poner el nombre, en las hojas impares, en el lugar destinado para ello.

  • No emplear lápiz, bolígrafo rojo o similar; sólo se corregirán los exámenes escritos con bolígrafo azul o negro.

  • Responder todos los cuestionarios nítidamente, aquellas preguntas que no están claramente respondidas o haya dudas sobre la respuesta seleccionada no se corregirán; evitar borrones y tachones.

  • SUGERENCIAS. Leer detenidamente todos los apartados. En una segunda lectura completar aquellas cuestiones de las que estéis más seguros y dejar para el final las que creáis os puedan plantear más interrogantes. Suerte!

    1. Las expresiones de tensión e intensidad instantáneas para cierto elemento trifásico son e(t) = 311· cos (100t - 45) e i(t) = 14'14· sen (100t + 135), ¿señalar el valor de la potencia activa, reactiva y el tipo de elemento (4 puntos)?

    a) 0 W a) -6.600 VAr a) Condensador

    b) 4.667 W b) 0 VAr b) Bobina

    c) 2.200 W c) 6.600 VAr c) Resistencia

    d) 6.600 W d) -4.667 VAr d) Fuente de alimentación

    2. Dos condensadores de 10 y 20 mF se conectan en serie, ¿qué intensidad circulará por el de 20 mF (3 puntos)?

  • El doble de la que circulará por la capacidad de 10 mF.

  • Si la ddp en extremos del condensador en cuestión es de 100 mV, la intensidad que lo atravesará será de 2 A.

  • La mitad de la que circulará por es de 10 mF.

  • Por ambos elementos circula la misma intensidad.

  • 3. Un multímetro es una instrumento típico de electrotecnia, con el que se pueden medir una serie de magnitudes eléctricas, ¿cómo se conecta este aparato (3 puntos)?

  • Si se desea conocer la resistencia o la tensión en cierta parte de un circuito eléctrico se acoplará en paralelo.

  • Si, por el contrario, lo que se pretende saber es la potencia disipada por cierto elemento se conectará en serie.

  • En el supuesto de querer averiguar la intensidad que recorre una rama de la red se enchufará en paralelo.

  • Para medir la reactancia de un motor se conecta en paralelo.

  • Cuando queremos medir la intensidad y la tensión de un elemento se conecta en paralelo.

  • 4. A través de una batería de 24 V y resistencia interna 2  se alimenta una lámpara incandescente de 20 y 5 W. Conectando la fuente directamente a la bombilla esta se romperá ya que la intensidad que circula por ella es mayor que la máxima permitida por ella. Razón por la cual se acopla en serie con la fuente una resistencia, ¿qué valor tiene que tener esta resistencia para que la bombilla no se queme (5 puntos)?

    5. Cuáles de las siguientes premisas se cumplen cuando un circuito eléctrico entra en resonancia (3 puntos).

  • Se elimina la parte resistiva de la impedancia y sólo nos queda la imaginaria.

  • La tensión y la intensidad del circuito estarían en fase.

  • Se igualan en magnitud las reactancias inductiva y capacitiva, por lo que desaparece la componente imaginaria.

  • La resistencia y la reactancia total del circuito se hacen iguales.

  • Todas las afirmaciones anteriores son ciertas.

  • 6. ¿Cómo se conoce el método utilizado en la resolución de redes alimentadas en ca introducido por Steinmetz (2 puntos)?

  • Método algebraico.

  • Método simbólico.

  • Método de los mínimos cuadrados.

  • Método de las mallas.

  • Ninguno de los anteriores.

  • 7. En una carga trifásica se cumplen las siguientes premisas (3 puntos):

  • La tensión de línea y la tensión simple están en fase.

  • La intensidad de fase y la compuesta son iguales.

  • La tensión compuesta adelanta 30º a la intensidad simple.

  • La relación entre la magnitud de la intensidad de línea y la magnitud de la corriente de fase es constante e igual a "3.

  • 8. Si una carga trifásica se encuentra internamente conectada en estrella, indicar qué sentencias son válidas (3 puntos).

  • La tensión de fase va adelantada 30º con respecto a la ddp existente entre 2 fases.

  • La corriente que circula por la línea de suministro es exactamente la misma que recorre la fase.

  • La tensión compuesta va en fase con la intensidad de línea.

  • Si la tensión de línea es igual a 220 V, existe una ddp entre fase y neutro de 380 V.

  • 9. Una carga de 60 caveas con factor de potencia en retraso se combina con un motor síncrono de 25 kVA que funciona con un fdp 0'6 inductivo y una batería de condensadores puros que demandan una potencia de 20 kVAr. Calcular el fdp de la carga 1 si la potencia aparente del conjunto vale 63 + 36j kVA (5 puntos).

    10. Elevando el factor de potencia de una instalación se consiguen los siguientes beneficios (3 puntos):

  • Mayor caída de tensión lo que se traduce en una reducción significativa de la sección de los conductores.

  • Al reducir la magnitud de la intensidad se reducen las pérdidas que se pudieran producir en la línea de transporte.

  • Abaratamiento de la instalación, ya que se reduce la sección de los cables y por otro lado disminuimos el recibo eléctrico.

  • Se compensa parte de la potencia reactiva inicial, se minora por lo tanto la aparente y por consiguiente la corriente.

  • 11. El teorema de Thévenin (3 puntos):

  • La resistencia equivalente se determina eliminando las fuentes de alimentación y a circuito cerrado.

  • Se emplea para reducir circuitos complejos a redes con una única fuente de tensión y una resistencia.

  • La ddp equivalente se calcula entre los terminales en cuestión a circuito abierto.

  • Se puede sustituir por su análogo de Norton con sólo reemplazar la fuente de tensión por una de intensidad, quedando ésta última en serie con la impedancia equivalente.

  • 12. De las siguientes afirmaciones relativas a los métodos de resolución de circuitos señalar las correctas (3 puntos):

  • Al utilizar el teorema de las mallas queda aplicada implícitamente la 1ª ley de Kirchhoff.

  • El teorema de reciprocidad sólo se puede aplicar a redes eléctricas que contienen más de 1 fuente de alimentación.

  • Aplicando la 1ª ley de Kirchhoff se pueden conocer los potenciales existentes en cada uno de los nudos del circuito en cuestión.

  • El teorema de superposición sólo se puede aplicar a circuitos alimentados en corriente continua.

  • 13. Un alternador trifásico gira a una velocidad angular de 628 rad/sg y viene definido por una función cosenoidal, cuyo valor medio de tensión es igual a 140 V. Si la secuencia de fases es negativa y se toma como referencia la fase T, ¿cuál es el valor instantáneo de la fase S transcurrido un semiperiodo (5 puntos)?

    14. De entre todas las formas de onda existentes porqué la senoidal es la más idónea (2 puntos):

  • Por ser esta función la que se obtiene a la salida de los alternadores.

  • Ya que la derivada de una senoide nos da otra función senoidal.

  • Porque la integral de una función senoidal es siempre constante.

  • Si se suman 2 o más funciones senoidales la resultante también tiene forma senoidal.

  • 15. De las funciones periódicas se extrae que (2 puntos):

  • El producto de la frecuencia por el periodo es la unidad.

  • Se define la fase como la fracción de tiempo transcurrida desde el instante tomado como referencia.

  • El valor medio es la media algebraica de todos los valores instantáneos comprendidos en un determinado periodo.

  • El valor medio también es conocido como RMS.

  • La diferencia de fase se define como la distancia comprendida entre las fases individuales de 2 señales.

  • 16. En un osciloscopio aparece una onda triangular de la que se sabe que del punto medio al máximo hay 3 divisiones en el eje vertical y que en un cuarto de período hay 5 divisiones. Sabiendo que cada división en el eje vertical corresponde a 10 V y en el eje horizontal a 1sg. ¿Cuál es el valor de eficaz?, ¿y el de pico a pico?, ¿y la frecuencia de la señal (3 puntos)?

    a) 17 V a) 17 V a) 100 Hz

    b) 30 V b) 30 V b) 50 Hz

    c) 34 V c) 60 V c) 25 Hz

    d) 60 V d) 34 V d) 50 kHz

    17. En un circuito trifásico de secuencia negativa se toma la fase T como referencia y se cumple que (4 puntos):

  • La siguiente fase después de la T es la R.

  • La secuencia de fases seria TSR.

  • La fase R adelanta 120º con respecto a la fase S.

  • La fase S adelanta 120º con relación a la R.

  • 18. Un generador monofásico V alimenta una carga puramente resistiva R registrando un amperímetro una intensidad de corriente de 10 A. Posteriormente se acopla una bobina de 500 mH en paralelo con la carga y el amperímetro mide 6 A. Si la velocidad angular es igual a 10 rad/sg, calcular el valor del generador de tensión y el de la resistencia (5 puntos).

    19. De los siguientes dispositivos marcar con una x aquellos que sean pasivos (3 puntos).

    Resistencia Generador de tensión Multímetros

    Sondas de conexión Condensadores Estufas

    Motor Vatímetros Autoinductancias

    Horno eléctrico Frigorífico Lámpara de vapor de mercurio

    20. Identificar el valor de una resistencia con los siguientes colores: blanco-rojo-amarillo-marrón (3 puntos).

  • 92 k ± 2%.

  • 920 k ± 1%.

  • 92 k ± 1%.

  • 920 k ± 2%.

  • 21. ¿Cuál es la forma más habitual de conectar un generador trifásico (2 puntos)?

  • En paralelo, de manera que todas las fases se encuentren al mismo nivel de tensión.

  • En estrella, ya que se pueden utilizar 2 tensiones diferentes.

  • En triángulo, con la posibilidad de emplear 2 valores de intensidad, con las ventajas que ello conlleva.

  • Ninguna de las conexiones es correcta.

  • 22. ¿Qué unidades utilizamos para designar la potencia media, el potencial en un punto y la potencia reactiva (3 puntos)?

    a) Caveas a) Amperios a) Voltio amperios

    b) Vatios b) Culombios b) Voltio amperios reactivos

    c) Voltio amperios c) Ohmios c) Vatios

    d) Ninguna de las anteriores d) Voltios d) Voltio amperios aparentes

    23. Una fuente de alimentación en cc de 24 V de fem alimenta un circuito RLC paralelo, de valores 4, 8 y 12 ! respectivamente, ¿qué intensidad circulará por la bobina?, ¿por el condensador?, ¿y por la resistencia (3 puntos)?

    a) 0 A a) 0 A a) 0 A

    b) 1 A b) 2 A b) 6 A

    c) 2 A c) 3 A c) 4 A

    d) Infinita d) Infinita d) Infinita

    24. Se conectan tres resistencias en serie de 30, 20 y 10  a una batería. La caída de tensión en la resistencia de 10  es de 10 V, ¿cuál es la tensión de la batería (3 puntos)?

  • El triple de la que cae en la de 30 .

  • El doble de la diferencia de potencial en extremos de la de 10 .

  • Será la mitad de la se produce en la de 30 .

  • La ddp en la batería será de 50 V.

  • 25. Indicar cual o cuales de las siguientes afirmaciones se dan en un circuito de corriente alterna (2 puntos).

  • Si es de carácter capacitivo la tensión retrasará a la intensidad.

  • Si el circuito es puramente resistivo la potencia reactiva absorbida por el mismo es nula.

  • Si es inductivo la potencia media retrasará con respecto a la tensión.

  • La potencia activa absorbida por el circuito depende exclusivamente de los elementos activos.

  • Ninguna de las afirmaciones es correcta.

  • 26. En una línea trifásica de secuencia directa y 220 V de tensión de línea, se conectan los receptores que aparecen indicados más abajo. Se pide calcular la intensidad de línea total si se toma como referencia VRS (10 puntos).

    • Motor de 4 CV y fdp 0'8 en retraso.

    • Carga trifásica capacitiva de 1.210 VAr, cos = 0'707 que trabaja a 127 V.

    • 66 lámparas incandescentes de 100 W cada una y conectadas a 220 V.

    27. Conocidas las expresiones instantáneas de las fuentes de alimentación v1(t) = 10"2· cos 10t, v2(t) = 20· cos (10t - 45) e i(t) = 10"2· sen 10t, se pide calcular la ddp instantánea entre B y D (10 puntos).

    2