Fundamentos de Tecnología Eléctrica

Circuitos eléctricos. Alternadores trifásicos. Tensión. Intensidad. Osciloscopio

  • 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. Un condensador y una resistencia se conectan en serie, ¿cómo se comporta el conjunto? (3 puntos).

  • Independientemente del valor de los parámetros característicos siempre tendrá carácter puramente resistivo.

  • El carácter del circuito va a depender de los valores que tomen los parámetros R y XC.

  • Se anulan los efectos y el resultado es de carácter capacitivo.

  • La intensidad que circula por la rama en cuestión retrasa respecto a la tensión medida entre sus extremos.

  • 2. En cuanto a las tarifas eléctricas, cuales de las siguientes sentencias se corresponden con la realidad (3 puntos).

  • La tarifa 3.0 es de alta tensión.

  • El segundo número que denota a los tipos de tarifas eléctricas revela si se trata de alta o baja tensión.

  • La tarifa representada por R.1 representa una modalidad de alta tensión.

  • Existen 4 modalidades de tarifas en baja tensión.

  • Existe una tarifa especial para alumbrado público, tanto en baja como en alta tensión.

  • 3. De los siguientes aparatos marcar aquellos que son instrumentos de medida (3 puntos).

    a) Vatímetro e) Voltímetro i) Multímetro

    b) Sondas de conexión f) Generador de funciones j) Óhmetro

    c) Amperímetro g) Transformador k) Cargas resistivas trifásicas

    d) Osciloscopio h) Cosímetro l) Potenciómetro

    4. Sabemos que un alternador trifásico gira a una velocidad angular de 1.256 rad/sg, su fuerza electromotriz es de una función de tipo senoidal y el valor rms 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 R transcurrido un semiperiodo de periodo? (5 puntos).

    5. 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· cos (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

    6. Completar todos los huecos de la siguiente tabla, a partir de los valores representados en la fila (5 puntos).

    VRS

    IR

    VS

    Impedancia

    Conexión

    Secuencia de fases

    220<0

    6 + 8j

    Estrella

    Directa

    380<90

    10<90

    220<150

    5<30

    250<0

    Triángulo

    Directa

    20<40

    8 + 6j

    Triángulo

    Inversa

    7. Uno de los métodos más empleados para medir potencia en sistemas trifásicos en el método Aron (2 puntos):

  • Con este método se puede conocer la potencia activa consumida por una instalación trifásica.

  • También se usa para conocer la potencia reactiva de una red trifásica, tanto si está equilibrada como si no.

  • Se puede estimar el valor de la capacidad de una batería de condensadores para mejorar el factor de potencia.

  • El circuito de intensidad del dispositivo se coloca en paralelo con la fase en la que va acoplado.

  • 8. ¿Qué unidades utilizamos para designar la potencia aparente, el potencial en un punto y la potencia media? (2 puntos).

    a) Megaveas a) Amperios a) Voltio amperios

    b) Vatios b) Culombios b) Voltio amperios reactivos

    c) Voltios c) Ohmios c) Vatios

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

    9. Ocho fuentes de tensión en paralelo de 24 Vcc de fem, y 5 y 10  de resistencia y autoinducción internas respectivamente, alimentan una carga de 40 . Se pide calcular la intensidad que le llega a la carga (5 puntos).

    10. Indicar de las siguientes sentencias relativas a una carga trifásica conectada en triángulo las que sean veraces (2 puntos).

  • La tensión de fase va retrasada respecto a la intensidad de la misma fase.

  • Si el receptor es puramente inductivo la tensión de fase y de línea están en fase.

  • La tensión de línea va adelantada 30º respecto a la tensión de fase si el sistema es de secuencia directa.

  • La intensidad de línea y de fase son iguales en magnitud y sentido.

  • Ninguna de las afirmaciones es correcta.

  • 11. Dos impedancias de 10 y 20  se enchufan en paralelo, ¿qué intensidad atravesará la resistencia de 20 ? (2 puntos).

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

  • Por las dos resistencias circula la misma intensidad.

  • La mitad de la que recorrerá la de 10 .

  • Si la fuente que alimenta al circuito es de 30 Vcc pasará una corriente por dicha resistencia de 1 A.

  • 12. Señalar las consecuencias de conectar una carga capacitiva en paralelo para mejorar el fdp de una instalación (2 puntos).

  • La intensidad total suministrada por el generador disminuye.

  • La potencia activa se mantiene constante a pesar de adherir una nueva carga.

  • El ángulo de desfase entre la tensión y la intensidad que suministra el generador disminuye.

  • Evidentemente, el factor de potencia del generador disminuye.

  • La potencia aparente de la instalación no varía ya que se compensan los efectos.

  • 13. Marcar el valor eficaz de una onda triangular, una senoidal y otra rectangular (2 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

    14. Una fuente de alimentación alterna entrega 24 V a un circuito RLC paralelo, de valores 4, 8j y -12j  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) 2 A b) 2 A b) 6 A

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

    d) Infinita d) Infinita d) Infinita

    15. Tres señales aparecen representadas en la pantalla de un osciloscopio: en el canal 1 se vislumbra una señal senoidal de 100 Hz, en el canal 2 una señal triangular de frecuencia 1.000 Hz y en el tercero una señal rectangular de 500 Hz. ¿Qué frecuencia es la que vendrá definida en el osciloscopio? (2 puntos).

  • 100 Hz, por ser esta señal la que está en el canal 1.

  • 1.000 Hz, por ser la señal de mayor amplitud y de esta manera las demás se podrán estudiar en la pantalla.

  • 500 Hz, ya que ésta es la frecuencia de la señal mostrada en el canal 3.

  • No es posible tener 3 señales con diferentes frecuencias.

  • 16. ¿Cuál es la forma más habitual de conectar un generador trifásico? (3 puntos).

  • En paralelo, ya que de esta manera se consiguen tren tensiones iguales en magnitud y sentido.

  • En triángulo, y así disponer de dos tipos de intensidades.

  • En estrella, y en consecuencia, poder disfrutar de dos tensiones diferentes.

  • Ninguna de las conexiones es correcta para acoplar internamente un alternador trifásico.

  • 17. Que un sistema sea equilibrado quiere decir que (2 puntos):

  • Todas las magnitudes eléctricas de un elemento cualquiera del mismo son iguales tanto en módulo como en argumento.

  • Sólo pueden ser equilibrados los sistemas trifásicos.

  • Las distintas magnitudes son iguales en módulo, pero no en argumento.

  • Ninguna de las anteriores es correcta.

  • 18. En un circuito trifásico de secuencia indirecta, en el que se toma la fase R como referencia se cumple que (2 puntos):

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

  • La secuencia de fases seria RTS.

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

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

  • 19. Según la topología de redes (2 puntos):

  • Un nudo es el punto de unión entre dos o más elementos.

  • Una rama está formada por los elementos que hay conectados entre dos nudos de una red eléctrica.

  • Un lazo es un conjunto de mallas que constituyen un camino cerrado.

  • En un circuito existen tantos lazos como ventanas halla en el mismo.

  • 20. Los elementos pasivos son los componentes de un circuito que consumen o almacenan energía, pero además (2 puntos):

  • Existen 4 elementos pasivos diferentes: resistencia, conductancia, bobina y condensador.

  • Los valores característicos de estos elementos son dependientes de la frecuencia de la señal.

  • Si no se les suministra energía por medio de una fuente externa la tensión y la corriente en sus extremos es nula.

  • Suponiéndolos ideales, todos ellos consumen potencia activa.

  • 21. Aparte de la utilidad del teorema de Thévenin existen otras técnicas que nos pueden ayudar en momentos puntuales a resolver más fácilmente un circuito específico. En concreto (2 puntos):

  • El teorema de superposición sólo se puede emplear en circuitos que contienen más de una fuente de alimentación.

  • En cuanto al de reciprocidad, decir que únicamente se puede utilizar para redes con 2 fuentes de tensión.

  • El lema de los nudos nos facilita la tarea cuando lo que se pretende averiguar son los potenciales originados en cada malla.

  • Sin embargo, si se desea conocer las intensidades que recorren dichas mallas se hará uso del teorema de las mallas.

  • 22. En la pantalla de un osciloscopio aparece una onda triangular y se aprecia que del punto medio al máximo hay 3 divisiones y que en un cuarto de período se cuentan 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 kHz

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

    d) 60 V d) 60 V d) 50 Hz

    23. La bobina o inducción se caracteriza por (2 puntos):

  • Ser el componente pasivo capaz de almacenar energía en forma de campo magnético.

  • El esquema real está formado por una inductancia en serie con una resistencia y el conjunto en paralelo con un condensador.

  • La ddp en bornes de la bobina es directamente proporcional a la variación de la corriente respecto al tiempo.

  • Cuando una bobina es alimentada por una corriente continua se comporta como un circuito abierto.

  • 24. Un circuito monofásico serie con dos elementos consume una potencia activa de 940 W y tiene un fdp 0'707 en adelanto. Determinar los elementos del circuito (tipo y valor) si la tensión aplicada es v(t) = 198 · cos (6000t + 30) V (5 puntos).

    25. Marcar aquellas sentencias que sean afirmativas (3 puntos).

  • La 1ª Ley de Kirchhoff se emplea para hallar las intensidades que recorren cada una de las mallas.

  • El teorema de superposición se puede aplicar en circuitos con una sóla fuente de alimentación.

  • Mediante el teorema de Thévenin podemos sustituir un circuito eléctrico complicado por uno más sencillo formado por una fuente de tensión en paralelo con una resistencia.

  • En el método de los nudos las variables a calcular son los diferentes potenciales existentes en cada nudo.

  • El teorema de reciprocidad es aplicable a circuitos con más de una fuente de alimentación.

  • Problema 1. Dos cargas trifásicas están conectadas en paralelo a un sistema trifásico equilibrado de secuencia directa y frecuencia 50 Hz. La carga 1 absorbe una corriente de 16 A y una potencia de 10 kW con un fdp 0'8 inductivo. Por otro lado, el receptor 2 tiene carácter capacitivo y consume una potencia de 6 kW. La intensidad demandada por el conjunto es de 21 A y presenta fdp inductivo. Determinar la tensión en las cargas, el fdp en la carga 2 y corriente que demanda (15 puntos).

    Problema 2. Calcular la potencia que disipa la resistencia de 3 !, simplificando el circuito mediante el teorema de Thévenin (15 puntos).

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