TEORÍA de CIRCUITOS I

UNIVERSIDAD NACIONAL DE LA PLATA
FACULTAD DE INGENIERÍA
DEPARTAMENTO DE ELECTROTECNIA
TEORÍA de CIRCUITOS I - 2011
TRABAJO DE APLICACIÓN Nº 05
Apellido y
Nombre:
N° Alumno:
Grupo:
Comisión:
TEMA 05: CIRCUITOS ACOPLADOS MAGNÉTICAMENTE
Flujo concatenado y disperso. Inductancia mutua. Circuitos acoplados inductivamente. Factor de acoplamiento.
Convención de puntos homólogos. Circuito equivalente.
REPASAR: Conceptos básicos sobre Leyes de Ohm y de Kirchhoff. Teoremas de Circuitos, Métodos de Resolución de Circuitos y Cuadripolos.
I) EJERCICIOS CLASE DE EXPLICACIÓN (ECE)
Ej.: 05-01-11
En el circuito acoplado magnéticamente de la Fig. 05-01-11: Uf = 1/0º kV;
f = 50 Hz; R1 = 100 Ω; R2 = 200 Ω; L1 = 0,2 H; L2 = 0,45 H y k = 0,8.
1. Calcular las corrientes en las dos mallas.
2. Calcular la impedancia de entrada vista por el generador Uf.
3. Construir el diagrama fasorial de tensiones y corrientes.
k
I1
I2
R1
L1
Uf
L2
R2
Fig. 05-01-11
Ej.: 05-02-11
En el circuito acoplado inductivamente de la Fig. 05-02-11: Uf = 50/0º V;
R = 10 Ω; XL1 = 5 Ω; XL2 = 3 Ω; XC = 8 Ω y k = 0,65.
1. Ubicar los puntos homólogos.
2. ¿Cuál es la expresión de la impedancia que ve la fuente? ¿Cuánto vale
numéricamente?
3. Determinar el valor de la corriente I.
k
XL1
XL2
XC
I
Uf
R
Fig. 05-02-11
II) ACTIVIDAD PREVIA (AP)
Ej.: 05-03-11
XL1
En el circuito acoplado de la Fig. 05-03-11: Uf = 220 V; XL1 = 16 Ω; XL2 = 4 Ω
y k = 0,75.
1. Dibujar el esquema simplificado marcando los puntos homólogos.
2. Determinar el valor de U.
k
Uf
XL2
U
Fig. 05-03-11
CLASE DE APLICACIÓN:
1ª PARTE (16:00 a 17:30)
III) ENTREGA DEL Ej 05-03-11 (16:00 a 16:20 en el Gabinete de la Cátedra)
IV) INTRODUCCION AL TEMA Y REVISIÓN DE LA RESOLUCION DEL Ej.05-03-11
V) EJERCICIO DE RESOLUCION EXPLICADA
Ej.: 05-04-11
A
En el circuito acoplado de la Fig. 05-04-11: If = 3/-30 A; Uf = 60/90 V;
R1 = R2 = R3 = R4 = 5 Ω; L1 = L2 = 50 mH; siendo la frecuencia 50 Hz.
1. Calcular UAB para k = 0 y k = 0,7.
R1
If
R2
XL2
Uf
B
R3
XL1
Fig. 05-04-11
TAP 05
1
TCI 2011
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FACULTAD DE INGENIERÍA
DEPARTAMENTO DE ELECTROTECNIA
INTERVALO (17:30 a 17:45)
VI) EVALUACIÓN DEL TEMA DEL DÍA (ET) (17:45 a 18:00)
2ª PARTE (18:00 a 19:30)
VII) EJERCICIOS DE APLICACIÓN GUIADOS (EG) (18:00 a 18:30)
Ej.: 05-05-11
XL3
23
En el circuito de la Fig. 05-05-11: Uf1 = 30/90 V; Uf2 = 60/0 V; XL1 = 4 Ω;
XL2 = 3 Ω; XL3 = 5 Ω; XM12 = 2 Ω; XM23 = 1 Ω; XM13 = 3 Ω y R = 5 Ω.
1. Determinar todas las corrientes aplicando el método de análisis de mallas.
XL2
13
XL1
12
Uf1
R
Uf2
Fig. 05-05-11
Ej.: 05-06-11
En el circuito de la Fig. 05-06-11: Uf = 12 KV; ω = 314 rad/s; R = 100 Ω;
Z = 12 Ω - j 8 Ω; N1 = 6000; N2 = 110; L2 = 0,3 H y k = 0,99.
1. Determinar el valor α del acoplamiento del circuito y dibujar el equivalente
conductivo visto por Z.
2. Determinar la tensión sobre la impedancia.
k
R
Uf
L2
Z
Fig. 05-06-11
3. Repetir el inciso anterior pero si R hubiese estado en serie con Uf.
3ª PARTE (18:30 a 19:30)
VIII) EJERCICIO DE APLICACIÓN ASIGNADO (EA) (18:30 a 19:30)
Ej.: 05-07-11 (Grupo A)
En el circuito de la Fig. 05-07-11: Uf = 10/0º V; R1 = R2 = 4 Ω; R3 = 3 Ω;
XL1 = 10 Ω; XL2= 5 Ω y XM= 6 Ω.
1. Determinar los valores de la tensión e impedancia de Thevenin, vista
desde AB.
2. ¿Puede resolverse mediante asociación serie paralelo de elementos
pasivos? Justificar.
R1
XL1
R3
A
XL2
XM
Uf
R2
B
Fig. 05-07-11
Ej.: 05-08-11 (Grupo B)
En el circuito magnética y eléctricamente acoplado de la Fig. 05-08-11:
Uf = 220 V; f = 50 Hz; L1 = 0,1 H; R1 = 10 Ω; L2= 0,05 H; R2 = 5 Ω; y k= 0,5.
1. Determinar la impedancia que carga al generador Uf.
L1 I1 R1
L2
I3
I2
Uf
R2
2. ¿Cuál sería el resultado si el acoplamiento magnético fuera nulo?
Fig. 05-08-11
TAP 05
2
TCI 2011
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DEPARTAMENTO DE ELECTROTECNIA
Ej.: 05-09-11 (Grupo C)
En el circuito acoplado magnéticamente de la Fig. 05-09-11: Uf = 110 V;
ω = 314 rad/s; k = 0,95; y L1 = 1 H.
1. Dibujar el equivalente conductivo visto por la fuente y calcular los parámetros z del cuadripolo conformado por las inductancias.
2. Obtener la expresión de la impedancia de entrada en función de ZC.
3. Calcular la corriente por la fuente cuando ZC = 0 y ZC = .
k
L1
Uf
Zc
Fig. 05-09-11
Ej.: 05-10-11 (Extra)
13
En el circuito acoplado de la Fig. 05-10-11: XL1 = 3 Ω; XL2 = 5 Ω; XL3 = 6 Ω;
XM12 = 2 Ω; XM23 = 3 Ω y XM13 = 1 Ω.
1. Dibujar el esquema simplificado marcando los puntos homólogos.
2. Encontrar la reactancia inductiva equivalente.
12
XL1
23
XL2
XL1
Fig. 05-10-11
4ª PARTE (19:30 a 20:00)
IX) CONSULTAS SOBRE LOS TEMAS DEL TAP DE LA FECHA Y DEL INMEDIATO ANTERIOR
TAP 05
3
TCI 2011