Fundamentos de Tecnología Eléctrica

Circuitos eléctrios. Tensión. Intensidad. Teorema de Thévenin. Método Aron

  • Enviado por: Barny
  • Idioma: castellano
  • País: España España
  • 4 páginas
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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 en su totalidad. 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 de línea instantáneas para cierto elemento trifásico son e(t) = 311· cos (100t - 45) e i(t) = 14'14· sen (100t - 225), ¿señalar el valor de la potencia reactiva, aparente y el tipo de elemento (3 puntos)?

    a) 6.600 VAr a) - 6.600 VA a) Condensador

    b) - 3.810 VAr b) - 3'81 Caveas b) Bobina

    c) 2.200 VAr c) 6.600 VA c) Resistencia

    d) - 6.600 VAr d) 3'81 Caveas d) Fuente de alimentación

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

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

  • Si la ddp en extremos del condensador en cuestión es de 100 V, la intensidad que lo atravesará será de 5 A.

  • La mitad de la que circulará por el de 10 .

  • Ambos elementos son recorridos por 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 enchufará en derivación.

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

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

  • Cuando se quiere conocer la intensidad y la densidad de corriente de un elemento se conecta en paralelo.

  • 4. Dos impedancias se conectan en paralelo, la primera de valor 2 + 4j ! y la segunda de valor 5 - 4j !. A su vez este conjunto se conecta en paralelo a una autoinducción de 10 . Determinar el fdp del conjunto (5 puntos).

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

  • El circuito se comportaría como un elemento puramente resistivo.

  • La tensión y la intensidad del circuito estarían desfasadas 360º.

  • 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. Marcar aquellas afirmaciones, relativas a tarifas eléctricas, que sean correctas (3 puntos).

  • La tarifa 3.0 es de alta tensión.

  • El primer número (x) indicativo de las tarifas eléctricas (x.y) revela si se trata de alta o baja tensión.

  • La R.1 es una tarifa de alta tensión.

  • Existen 6 modalidades de tarifas en alta tensión.

  • Existe un tipo de tarifa especial para alumbrado público, que se puede aplicar tanto a las de alta como a las de baja.

  • 7. En una carga trifásica equilibrada conectada en triángulo 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 compuesta.

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

  • Las intensidades que recorren cada fase forman un sistema simétrico y su suma es nula.

  • 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 entre 2 fases en secuencia inversa.

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

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

  • Si la tensión de línea es igual a 381 V, existe una ddp entre fase y neutro de 220 V.

  • En secuencia directa la intensidad de línea adelanta 30º a la simple.

  • 9. Un generador trifásico de 380 V de tensión compuesta alimenta dos cargas. La primera de ellas conectada en estrella de valor 80 + 60j . La segunda carga está conectada en triángulo y tiene un valor de 150<-45. Sabiendo que la fase de referencia es la T y la secuencia de fases positiva, calcular la intensidad que circula por la fase R de la segunda carga (5 puntos).

    10. La elevación del factor de potencia de una instalación produce los siguientes efectos (3 puntos):

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

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

  • Se reduce el recibo eléctrico gracias a las bonificaciones de las que podemos beneficiarnos.

  • Se compensa parte de la potencia reactiva inicial, disminuye la aparente y por tanto la intensidad de corriente.

  • Para compensar los efectos de una reducción de la potencia reactiva aumenta la potencia activa.

  • 11. Del teorema de Thévenin se sabe que (3 puntos):

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

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

  • La ddp equivalente se calcula determinando la caída de tensión 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.

  • 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 una única fuente de alimentación.

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

  • El teorema de superposición sólo se puede aplicar a circuitos monofásicos y trifásicos.

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

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

  • El producto de la frecuencia por la velocidad angular es la unidad.

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

  • El valor eficaz 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.

  • 15. En un osciloscopio aparece una onda senoidal 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) 21 V d) 34 V d) 50 kHz

    16. En un circuito trifásico de secuencia positiva se toma la fase T como referencia y se cumple que (2 puntos):

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

  • La secuencia de fases seria RST.

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

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

  • 17. Un generador monofásico V alimenta una carga puramente resistiva R registrando un amperímetro una intensidad de corriente de 12 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).

    18. 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 * Motor AC

    19. El método Aron (3 puntos).

  • Con el se puede conocer la potencia media consumida por un sistema trifásico.

  • Se usa para medir la potencia reactiva que requiere una instalación monofásica.

  • Calcula la capacidad de una batería de condensadores para mejorar el factor de potencia.

  • Dependiendo de la configuración, se pueden emplear dos o tres vatímetros.

  • 20. ¿Qué nombre recibe el eje vertical de un osciloscopio?, ¿y el horizontal? (2 puntos).

    a) Eje de ordenadas a) Eje de ordenadas

    b) Base de tiempos b) Base de tiempos

    c) Eje de abscisas c) Eje de abscisas

    d) Ninguna de los anteriores d) Ninguna es correcta

    21. ¿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

    22. Marcar el valor eficaz de una onda triangular, una senoidal y otra rectangular (3 puntos).

    a) A0 a) A0 a) A0

    b) A0/*2 b) A0/*2 b) A0/*2

    c) A0/*3 c) A0/*3 c) A0/*3

    d) Ninguna d) Ninguna d) Ninguna

    23. 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 (2 puntos)?

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

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

  • Será la suma de las intensidades que recorren cada una de las resistencias.

  • La ddp en la batería será de 60 V.

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

  • Si es de carácter capacitivo la intensidad retrasará a la potencia media.

  • Si el circuito es puramente resistivo la potencia aparente 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.

  • 25. Un generador trifásico de 220 V de tensión de línea y 50 Hz alimenta una serie de cargas, cuyas características son las que se indican: 1) Motor trifásico de 15 CV de potencia útil, rendimiento del 85% y fdp 0'707 inductivo; 2) Carga trifásica conectada en triángulo de valor 12 - 16j *; 3) 9 motores monofásicos de 3.000 W, * del 75% y cos * = 0'8 cada uno de ellos; 4) Alumbrado para iluminar la instalación con una potencia consumida de 20 kW y fdp 0'95; 5) 3 fresadoras con motores trifásicos de 3.500 W, * del 80% y fdp 0'85 inductivo cada uno de ellos. Sabiendo que el sistema es simétrico, que tiene que estar equilibrado y que cuando no se especifique lo contrario las cargas son inductivas y están conectadas en estrella, se pide:

    a) Potencia activa, reactiva y aparente de la instalación, así como su factor de potencia (10 puntos).

    b) Calcular la capacidad de la batería de condensadores necesaria para mejorar el fdp a 0'93 (5 puntos).

    26. Conocidas las expresiones instantáneas de las fuentes de alimentación v1(t) = 141· sen 10t, v2(t) = 212· cos (10t - 45) e i(t) = 35'36· sen 10t, se pide calcular la ddp instantánea entre A y C (10 puntos).

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