PRUEBAS DE ACCESO A LA UNIVERSIDAD L.O.G.S.E

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1 PRUES DE ESO L UNIVERSIDD L.O.G.S.E URSO ONVOTORI SEPTIEMRE ELETROTENI EL LUMNO ELEGIRÁ UNO DE LOS DOS MODELOS riterios de calificación.- Expresión clara y precisa dentro del lenguaje técnico y gráfico si fuera necesario. apacidad para el planteamiento de problemas y procedimientos adecuados para resolverlos, utilizando los algoritmos y unidades adecuadas para su desarrollo. La prueba se calificará sobre diez, las cuestiones, así como cada ejercicio se puntúan sobre,5 puntos. La puntuación de cada ejercicio se distribuye por igual en cada uno de los apartados. MODELO 1 1. uestiones a. ómo se llama el instrumento utilizado para medir la intensidad de corriente en una rama de un circuito. Haz un esquema de su conexión R El instrumento utilizado es un amperímetro, y ha de colocarse en serie con el elemento que queramos saber la intensidad que lo recorre. V b. Si se varía la frecuencia de una señal alterna aplicada a un circuito serie RL hasta que alcanza la resonancia, cuáles de las siguientes magnitudes son máximas y cuáles mínimas: a) Impedancia. b) Intensidad. c) Tensión en la resistencia. d) Potencia activa. e) Potencia reactiva. Para un circuito serie RL, la impedancia viene dada por: ( ) Z R XL X ε =, cuando Z X = X Z = R ϕ. Por tanto podemos concluir que: = +, y la intensidad que recorre los distintos elementos I se alcanza la resonancia L ; ; =0 La impedancia es mínima, la tensión en la resistencia será máxima, por ser máxima la intensidad que la atraviesa. Por otro lado como P= Scos ϕ ; Q= Ssenϕ, en la resonancia la potencia activa es máxima (S) y la reactiva es mínima (0). c. Indica el modo en que cambiarías el sentido de giro de un motor de corriente continua Existen dos formas; cambiando la polaridad del inducido, manteniendo fija la del devanado o viceversa ; en la práctica se suele optar por la primera. Página 1 de 8

2 4 1 d. Se va a utilizar como termómetro un resistor de nicrón ( α = 410 º ). En un día de invierno cuando la temperatura es de 4, la resistencia del resistor de nicrón es 18.5 Ω. uál es la temperatura en un día de primavera cuando la resistencia es de 0 Ω (tomar como temperatura de referencia T 0 como 4 La dependencia de la resistencia con la temperatura viene dada por la expresión: R = R (1 + α T) 0 Sustituyendo valores 4 0 = 18,5(1 + 4i 10 T); T = 17,16º temperatura en ese sería de 4+17,16=1,16º., luego el valor de la e. La intensidad instantánea en un circuito de corriente alterna viene dada por la expresión: π it ( ) = 8cos 377 t+ 3. Determina: a) Valores máximo y eficaz de la intensidad. b) Frecuencia de la señal imax = 8 V ; ief = V ; ω = 377 rad s = π f; f = = 60s = 60 Hz π. Se quiere alimentar la instalación de un pozo con una potencia máxima de 6kW a 400 V mediante una línea bifilar (dos conductores) de cobre (ρ cu = 0,0178 Ω mm /m). Si la longitud de la línea es de 80 m, calcule: a) La sección del conductor para que la pérdida de potencia sea inferior al 3% de la potencia a transportar, y sólo se pueden utilizar conductores de las siguientes secciones en mm : 0,5; 0,75; 1; 1,5;,5; 4 y 6. b) La caída de tensión máxima (tensión en la resistencia de la línea) en la línea con el conductor calculado. P 6000 La intensidad que recorre la instalación es : I = ; I = = 15, la potencia V perdida tiene que ser inferior a 6000 = 180 W ; por consiguiente, la resistencia máxima viene dada por : 180 = I R; R= = 0,8 Ω; dada la longitud de la línea y la conductividad 15 del conductor, podemos calcular la sección mínima: l l m R= ρ ; S = ρ = 0,0178 Ωmm m = 3,56 mm S R 0,8 Ω La sección del conductor que tenemos que emplear es de 4 mm c) on esta sección el conductor presenta una resistencia de: l m R= ρ = 0, 0178Ωmm m = 0,71 Ω S 4 mm La caída de tensión máxima en la línea es: V = 15 0,71 = 10,68 V Página de 8

3 3. Para el circuito de la figura, calcular: a) V -V. uando el interruptor está abierto. b) Intensidad que atraviesa la resistencia de 0 Ω cuando el interruptor está cerrado. c) V -V. uando el interruptor está cerrado. 5 V 5 Ω 0 Ω 10Ω 15 Ω l estar el interruptor abierto, por la malla de la derecha no circula intensidad, se tiene por tanto el siguiente circuito plicando la ley de Ohm I = = 0, V V = 0, 0 3 = ; V V = 1 V 5 V I 0 Ω mallas uando se cierre el interruptor, tendremos el circuito de dos 5 Ω 10Ω 5 V I 1 I 0 Ω 10Ω 15 Ω Escribimos cada una de las ecuaciones correspondientes a cada una de las mallas: 40I + 0I = 8 1 0I + 50I = 0 1 uya solución es: I1 = 0,5 ; I = 0,6. El signo negativo de I nos indica que el sentido real de la corriente es contrario al que inicialmente habíamos supuesto. 5 Ω 5 V I 1 I 0 Ω 10Ω 15 Ω Está claro que la intensidad que atraviesa la resistencia de 0 Ω es de 0,1 en el sentido de hasta. V V = 0, ,6 10 = 14 V Si lo calculamos por otra rama, veremos que se obtiene el mismo resultado: V V = 0, ,6 15 = 14 V Página 3 de 8

4 4. Se dispone de una línea monofásica de 30V, 50Hz a la que se conectan los siguientes receptores: primera carga que consume.5kw con factor de potencia 0.8, segunda carga que consume 3kW con factor de potencia 0.9 y tercera carga que consume 1.5kW con factor de potencia unidad. alcule: a) Triángulo de potencias b) Intensidad total consumida por la instalación y su factor de potencia c) Intensidad consumida por cada receptor S Q= Ssenϕ ϕ P = Scosϕ l conocer P y el factor de potencia, es útil relacionar P (potencia activa) con Q Q (potencia reactiva); del triángulo de potencias se deduce que = tan ϕ; Q= Ptanϕ P 1 cos ϕ tanϕ = cosϕ onstruimos la siguiente tabla: Receptor P cosϕ tanϕ Q= Ptanϕ 1,5 kw 0,8 0,75 1,87 kw 3 kw 0,9 0,48 1,44 kw 3 1,5 kw Total 7 kw 3,31 kw Del triángulo de potencias deducimos: S = 7 + 3,31 = 7,74 kv 3,31 tanϕ = = 0,47; ϕ = 5,1º 7 cosϕ = 0,90 S = 7,74 kv ϕ = 5, 1º P= 7 kw Q= 3,31 kvr La intensidad total se obtiene de la potencia aparente: 7740 S = VI;7740 = 30 I; I = = 33,65 30 Las intensidades consumidas por cada receptor se calculan en la siguiente tabla: Receptor P cosϕ P S S = I = cosϕ V 1,5 kw 0,8 3,1 kv 13,56 3 kw 0,9 3,33 kv 14,48 3 1,5 kw 1 1,5 kv 6,5 Página 4 de 8

5 PRUES DE ESO L UNIVERSIDD L.O.G.S.E. URSO ONVOTORI SEPTIEMRE ELETROTENI EL LUMNO ELEGIRÁ UNO DE LOS DOS MODELOS riterios de calificación.- Expresión clara y precisa dentro del lenguaje técnico y gráfico si fuera necesario. apacidad para el planteamiento de problemas y procedimientos adecuados para resolverlos, utilizando los algoritmos y unidades adecuadas para su desarrollo. La prueba se calificará sobre diez, las cuestiones, así como cada ejercicio se puntúan sobre,5 puntos. La puntuación de cada ejercicio se distribuye por igual en cada uno de los apartados. 1. uestiones MODELO a. uanto más grande es el diámetro de alambre que se utiliza en el cableado doméstico, tanto mayor es la corriente máxima que el alambre puede transportar sin peligro. qué se debe esto? Depende la corriente permisible de la longitud del alambre? Depende del material del que está hecho el alambre? Explica tu razonamiento La corriente permisible fundamentalmente depende de la sección y del tipo de l material conductor dado que R = ρ, con objeto de disminuir la resistencia interesa S materiales de baja resistividad y que los conductores sean de gran sección. La longitud del conductor interviene fundamentalmente en la caída de tensión a lo largo de línea, pero no influye apreciablemente en la intensidad máxima. b. Representa gráficamente la intensidad de corriente en función del tiempo para un circuito de corriente alterna y para otro de corriente continua cuando se intercala un diodo en los mismos En continua si está polarizado directamente, pasará toda la intensidad y no dejará pasar ésta cuando esté polarizado inversamente. En alterna dejará pasar la intensidad durante el medio ciclo en el cual se encuentre polarizado directamente y no pasará intensidad en el otro medio ciclo. c. En una linterna de dos baterías, éstas se conectan normalmente en serie Por qué no conectarlas en paralelo? Qué posible ventaja se podría ganar conectando varias baterías iguales en paralelo? l conectarlas en serie lo que conseguimos es sumar la f.e.m de las baterías. Por ejemplo si un aparato funciona a 6 V, lo que se hace es colocar en serie 4 baterías de 1,5 V. Si se conectan 4 baterías de 1,5 V en paralelo se consigue una batería equivalente de 1, 5 V también (que harían funcionar aparatos que trabajasen a ese potencial ) pero el tiempo de funcionamiento sería cuatro veces mayor. d. Qué ventajas presenta la mejora del factor de potencia en una instalación eléctrica? Página 5 de 8

6 on la corrección del factor de potencia se consigue reducir la potencia reactiva, y por consiguiente la potencia aparente, sin modificar la potencia activa, lo que trae consigo una reducción de la intensidad de corriente, con todas las ventajas que ello acarrea, (reduce la sección de los conductores, reduce las caídas de tensión y pérdidas de potencia etc) e. Si se varía la frecuencia de una señal alterna aplicada a un circuito serie RL hasta que alcanza la resonancia, cuáles de las siguientes magnitudes son máximas y cuáles mínimas: a) Impedancia. b) Intensidad. c) Tensión en la resistencia. d) Potencia activa. e) Potencia reactiva. Para un circuito serie RL, la impedancia viene dada por: ( ) = +, y la intensidad que recorre los distintos elementos I Z R XL X ε =, cuando Z X = X Z = R ϕ. Por tanto podemos concluir que: se alcanza la resonancia L ; ; =0 La impedancia es mínima, la tensión en la resistencia será máxima, por ser máxima la intensidad que la atraviesa. Por otro lado como P= Scos ϕ ; Q= Ssenϕ, en la resonancia la potencia activa es máxima y la reactiva es mínima.. Sabiendo que el circuito de la figura está en estado estacionario, calcular: a) Intensidad de corriente que atraviesa la resistencia de Ω 6 V,1Ω 4Ω 4 µf 4Ω b) arga y diferencia de potencial (V V ) al que se encuentra el condensador c) El rendimiento de la fuente de alimentación Ω l no circular corriente por el condensador, el circuito equivale al representado en la figura 6 V,1Ω 4Ω 4Ω 6 V,1Ω Ω Ω Ω plicando la ley de Ohm 6 I = = 1, V V = IR= 1, =,4 V ; Q= ( V V ) = 4,4 = 57,6 µ ε I I r i 6 1, 1, 1 η = = = 0,8 ε I 6 1, Página 6 de 8

7 3. En el siguiente de la figura, de varias cargas conectadas a un generador de corriente alterna, averiguar: 50 V 50 Hz a) La intensidades que circulan por cada una de las ramas (la de los condensadores, la de las G 5 Ω inductancias, la de la resistencia y la del generador). Dibujar el diagrama fasorial de las intensidades. b) La impedancia que el circuito presenta al generador. c) Las Potencias activa, reactiva y aparente consumidas en el circuito. 0,3 mh 49,3 mh 600 µf 300 µf El circuito inicial es equivalente al de la figura; en el cual se ha tenido en cuenta que: 50 V 50 Hz G 5 Ω 79,6 mh 00 µf L= 0,3 mh + 49,3 mh = 49,6 mh = + ; = 00µ F 600µ F 300µ F 1 XL = π fl= 100π 0,0496 = 15,6 Ω ; X = = 15,9 Ω π f plicando la ley de Ohm: V 50 V 50 V 50 I R = = = ; IL = = = 3, ; I = = = 3,14 ; R 5 X 15, 6 X 15,9 L 3,14 ϕ 3, 0,06, =,01 Z; Z = = 4,87 Ω, cosϕ = = 0,995; senϕ = = 0,03,01,3 Potencia aparente S = VI = 50,01 = 100,5 V Potencia activa P= Scosϕ = 100, W Potencia reactiva Q= Ssenϕ = 100,5 0,03 = VR Página 7 de 8

8 4. Un motor de corriente continua excitación paralelo absorbe una potencia de 0kW a 400V. Si las resistencias de los devanados de excitación y del inducido son de 00 y 0.4Ω respectivamente se pide: a) Esquema eléctrico e intensidad consumida por el motor b) Intensidades de las bobinas del inductor y del inducido. c) Intensidad consumida en el arranque d) Resistencia a colocar durante el arranque para que la intensidad consumida en el mismo no sea mayor de.5 veces la intensidad nominal 0000 = 400 I ; I = 50 ab ab V 00 Ω 0,4 Ω ε a) y b) Del esquema de la figura es fácil deducir que: 400 Iext = = ; Ii = 50 = = 48 0, 4 + ε; ε = , = 380,8 V c) En el arranque ε = 0, por tanto, el circuito queda representado por: I a I ext I i 400 V 00 Ω 0,4 Ω Iext = = ; Ii = = 1000 ; Ia = Iext + Ii = , 4 d) ( I =,5 50 = 15 ) Observando el circuito de la siguiente figura se obtiene: arr Ra ,4 = 400; Ra = 0,4 =,85 Ω 13 I ar =15 I ext = 400 V 00 Ω I i =13 R a 0,4 Ω Página 8 de 8