EXAMEN DE CIRCUITOS 4-IX-96

EXAMEN DE CIRCUITOS
4-IX-96
NOMBRE:_____________________________________________
TEST DE CIRCUITOS
1ª PREGUNTA
RESPUESTA
A
El circuito de la figura está formado por 12 varillas
conductoras de igual material y sección, con resistencia R. La
resistencia equivalente entre los terminales A y B será igual a:
A. 3R/4
B. 4R/3
C. 5R/4
2ª PREGUNTA
D. 4R/5
E. R
F. Diferente
C
B
RESPUESTA
Igual enunciado que la pregunta anterior.
La resistencia equivalente del circuito entre los terminales A y C será igual a:
A. 3R/4
B. 4R/3
C. 5R/4
3ª PREGUNTA
D. 4R/5
E. R
F. Diferente
RESPUESTA
Una impedancia está constituida por la conexión en serie de dos elementos de distinta
naturaleza. Su valor es de 10 Ω para las frecuencias angulares de 1000 y 2000 rad/s.
Deducimos que está compuesta por:
A. R=10 Ω L=10 mH
B. R=10 Ω C=100 µF
C. L=10 mH C=100 µF
D. L=10 mH C=50 µF
E. Imposible
F. Todas son falsas
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4ª PREGUNTA
RESPUESTA
Z
Z
La impedancia rayada Z̄ absorbe
una potencia de 100 VA.
Z
Z
Z
Si Z̄ tiene un ángulo de 30º, la
potencia reactiva total absorbida
será igual a:
Z
A. 800 VA
B. 400 VAr
C. 400 W
D. 400 VA
E. 800 VAr
F. Diferente
5ª PREGUNTA
RESPUESTA
i
El circuito de la figura está en régimen permanente
de corriente contínua. La tensión del Generador
Equivalente de Thevenin entre A y B será igual a:
C
A
r
E
r
VCB /r
ri
A. 0
B. E(r+1)/r
C. E
6ª PREGUNTA
D. 2E
E. E/2
F. Diferente
B
RESPUESTA
Igual enunciado que la pregunta anterior.
La Impedancia Equivalente de Thevenin entre los terminales A y B es:
A. 2r
B. r
C. 5r/3
D. 3r/5
E. Indeterminada
F. Diferente
B
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7ª PREGUNTA
Una carga trifásica se conecta a un sistema
trifásico equilibrado. Las corrientes de cada fase
son las del diagrama adjunto. Deducimos que:
RESPUESTA
V3N
I3
A. La carga es desequilibrada.
B. No hay conductor de neutro.
C. La carga está equilibrada.
D. Existe conductor de neutro.
E. Son correctas A. y D.
F. Son correctas B. y C.
I1
V1N
I2
V2N
8ª PREGUNTA
RESPUESTA
Con tres impedancias iguales de ángulo -60º se construye una carga trifásica en estrella
a la que se le aplica un sistema trifásico de tensiones de 200 V. En ese caso, la potencia
consumida total es de 6000 VA. La potencia reactiva consumida es:
A. -3000 VA
B. -3000 VAr
C. -30003 W
9ª PREGUNTA
D. -30003 VAr
E. -30003 VA
F. Diferente
RESPUESTA
Igual enunciado que la pregunta anterior.
Si la conexión se realiza en triángulo, la potencia activa absorbida es:
A. 9000 W
B. 12000 W
C. 12000 VA
D. 120003 W
E. 12000 VAr
F. Diferente
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TEORÍA 1
Describa someramente los procedimientos industriales para la medida de impedancias:
Joubert (larga y corta derivación), tres voltímetros y tres amperímetros. En cada uno,
realice un esquema de conexiones y comente sus peculiaridades.
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TEORÍA 2
Cuando se alimenta con un sistema trifásico de 220 V una determinada carga trifásica
equilibrada, la suma de indicaciones de los dos vatímetros es nula. Encuentre el factor
de potencia de dicha carga e indique su caráter (inductivo o capacitivo).
1
2
3
W1
CARGA
W2
TRIFÁSICA
SIMÉTRICA
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NOMBRE:_____________________________________________
PROBLEMA 1
La red de dos puertas de la figura está formada por tres elementos ideales [L, L y C].
Está conectada entre una fuente real de tensión alterna de frecuencia angular ω rad/s y
resistencia interna R=20 Ω y una carga totalmente resistiva, R=20 Ω.
R
A
L
L
e(t)
C
R
RDP
B
Los parámetros impedancia de la red de dos puertas en el dominio de la frecuencia
compleja s son:
Z11=Z22= 0.02s + 20000/s
Z12=Z21= 20000/s
Se pide:
1ª Valores de los elementos ideales L y C que conforman la red de dos puertas.
2ª Circuito complejo equivalente para frecuencia angular ω.
3ª Expresiones literales de la admitancia (o impedancia) total del circuito
función de R, L, C y ω.
4ª Frecuencia angular de resonancia del circuito, ωr. Asimismo, la frecuencia
Hz.
5ª Valores numéricos de la admitancia (o impedancia) en resonancia.
6ª Potencia recibida por la carga cuando se trabaja en resonancia; exprésela
tanto por ciento de la suministrada por la fuente real.
7ª OPCIONAL. Equivalente Norton para la carga R (entre los terminales A y
para corriente alterna de frecuencia angular ωr.
en
en
en
B)
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NOMBRE:_____________________________________________
PROBLEMA 2
El puente de la figura está compuesto por cuatro impedancias desconocidas. En la
impedancia Z̄, el efecto capacitivo es vez y media mayor que el resistivo (X1=1.5R1).
I
A
A2
I2
R
jX
E
B
V
Para calcular sus valores, se
dispone de tres instrumentos,
un
voltímetro
y
dos
Z=R1-jX1
amperímetros, colocados tal
como se ve en la figura.
C
I1
jX
R2
A1
El generador proporciona una
tensión senoidal de amplitud
200 V y frecuencia de 50 Hz.
D
Se sabe que R2=R y que, con dicho valor, el puente no está equilibrado. En este caso, el
amperímetro A1 proporciona una medida de 10 A, mientras que el A2 indica 4√2 A,
siendo entonces el valor de la potencia activa suministrada por la fuente de 1640 W.
Se pide lo siguiente tomando como origen de fases Ē:
1ª Plantee las ecuaciones de equilibrio del circuito (Se aconseja Kirchoff).
2ª Encuentre las relaciones existentes entre los parámetros del circuito R, X, R1 y
X1. Asimismo, obtenga sus valores.
3ª Escriba las expresiones complejas de las corrientes Ī 1, Ī 2 e Ī, y de la potencia
compleja generada.
4ª Medida del voltímetro.
5ª OPCIONAL. Indicación de los instrumentos y las potencias absorbidas por el
puente cuando se alimenta con la misma amplitud pero con frecuencia de 100
Hz.
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NOMBRE:_____________________________________________
PROBLEMA 3
Una instalación trifásica equilibrada está compuesta por una línea trifásica de
impedancia por fase r+jx Ω, que alimenta un motor y una batería de condensadores
utilizada para mejorar el factor de potencia. La alimentación se realiza desde una
acometida (1, 2, 3) de tensión nominal 2003 V.
Línea
1
1’
2’
2
3
A
W1
W2
3’
CARGA
PN=19200 W
VN=200 3 V
cosϕ =0,8(i)
BATERÍA
Q CN=
kVAr
VN=200 3 V
Cuando sólo el motor está conectado a la red, las medidas de los vatímetros son
aproximadamente W1=4948.25W y W2=12506.3W. En ese mismo caso, la indicación
del amperímetro es de 36.36 A. Se pide:
1ª OPCIONAL. Demuestre que, cuando no se ha conectado la batería, se cumple:
W2 + W1 = PL + Pm
W2 − W1 = (Q L + Q m ) 3
2ª
3ª
4ª
5ª
6ª
Esquema monofásico equivalente de la instalación.
Impedancia compleja del motor en estrella.
Tensión aplicada al motor y potencias absorbidas por el motor y la línea.
Resistencia y reactancia de la línea.
Reactancia por fase de una batería de condensadores en estrella para conseguir
que el factor de potencia del conjunto Batería-Motor sea la unidad. Potencia
nominal de la batería de condensadores.
7º Tensión de funcionamiento del motor y corriente que absorbe cuando se ha
conectado la batería de condensadores.