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

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1 PRUES DE ESO UNIVERSIDD.O.G.S.E. URSO ONVOTORI JUNIO EETROTENI E UMNO EEGIRÁ UNO DE OS DOS MODEOS 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. a prueba se calificará sobre diez, las cuestiones, así como cada ejercicio se puntúan sobre 2,5 puntos. a puntuación de cada ejercicio se distribuye por igual en cada uno de los apartados. 1. uestiones a. Enuncie la primera y segunda ley de Kirchhoff MODEO 1 En un punto o nudo de un circuito donde puede dividirse la corriente, la suma de las intensidades de corriente que entran en el nudo es igual a la suma de la intensidades de corriente que salen de él. a suma de todas las caídas de tensión a lo largo de cualquier malla es igual a la suma de las fuerzas electromotrices. b. En toda máquina eléctrica, existen pérdidas de energía que hacen que el rendimiento siempre sea inferior a uno. Explique brevemente cómo se pueden clasificar dichas pérdidas as pérdidas de energía son debidas principalmente a: Histéresis magnéticas y corrientes parásitas que se producen en los núcleos. Existencia de flujo de dispersión (pérdidas en el hierro). os arrollamientos de cobre poseen cierta resistencia, lo que hace que se genere energía térmica por efecto Joule. (Pérdidas en el cobre) Pérdidas mecánicas por rozamientos (contactos de las escobillas). c. uál es la razón por la que se emplean altas tensiones en el transporte de energía eléctrica? Por qué no conviene la utilización de tensiones demasiado elevadas? l ser la potencia P=VI, si V es muy grande, para una potencia dada, la intensidad será pequeña y por tanto, la potencia perdida por efecto Joule también lo será ya que ésta es proporcional al cuadrado de la intensidad de corriente. d. Si se mejora el factor de potencia de una instalación trifásica, el valor de la potencia activa se hace mayor, menor o no varía. Explíquelo l mejorar el factor de potencia, la potencia activa no varía, la potencia reactiva disminuye; con lo cual, se consigue que para una potencia activa determinada, los conductores soporten menores intensidades, consiguiendo aumentar la efectividad de la corriente e. a velocidad de giro de un motor síncrono es: (a) n = 60f p, (b) n = 220 f p, (c) n = 60f/p, (d) n = 2p f /60, (e) n = 220/(2pf)

2 2. Sabiendo que en el circuito de la figura la bobina es ideal (R=0). a) Reducir el circuito a otro más sencillo b) Intensidad por cada una de las resistencias c) Diferencia de potencial en cada una de las resistencias d) Potencia que aportan al circuito cada una de las baterías. omprobar que su suma coincide con la potencia total disipada en las resistencias 12 V En corriente continua una bobina ideal, equivale a establecer un cortocircuito entre los puntos en los cuales está conectada por tanto : 12 V 12 V a resistencia de está cortocircuitada por tanto, el circuito resultante es: D 12 V I 2 I 1 Del siguiente circuito se deduce: V V = 8= I 4; I = Si calculamos la diferencia de potencial entre los puntos y pero por la rama de arriba, se tiene que: V V = 8= 12+ I 2+ I 3; I = a diferencia de potencial de cada una de las resistencias son: V V = ; V V = 4 2 = ; V V = 4 3 = 12 V D D 12 V 4 2 D 6

3 P = 8 6 = 48 W ; P = 12 4 = 48 W; P = 96 W 8 12 total P = 2 4= 16 W ; P = 4 2= 32 W; P = 4 3= 48 W; P = 96 W Ω 2Ω 3Ω consumida

4 3. a figura representa un circuito R serie. on los valores que se detallan, calcule: a) Impedancia y triángulo de impedancia del circuito 318mH b) Intensidad c) Potencias activa, reactiva y aparente d) Frecuencia de resonancia 20 Ω 200 V 50 Hz G 106 µf X = ω = 2π f = 0, π 100Ω X 1 1 = = 30Ω 4 ω 1,06i10 100π Z = R + ( X X ) = 72,8 Ω 2 2 X X = 70 Ω ϕ R = 20 Ω Del triángulo de impedancias se deduce: cosϕ = 0.27 ; senϕ = 0,96 72,8 72,8 I V 200 = = = 2,75 Z 72,8 Potencia aparente S = VI = 200 2, 75 = 550 V Potencia activa P= Scosϕ = = 148,5 W Potencia reactiva Q= Ssenϕ = 550 0,96 = 52R En la resonancia se cumple que 1 1 X ; ; 172,24 s X ω -1 = ω = ω = = :

5 4. Un motor de corriente continua excitación serie tiene las siguientes características: tensión 400 V, fuerza contraelectromotriz 340 V, resistencia de las bobinas inductoras y resistencia de las bobinas inducidas 2 Ω. alcule: a) Esquema eléctrico del motor b) Intensidad nominal c) Intensidad de arranque d) Resistencia a conectar para que la intensidad durante el arranque sea de dos veces la intensidad nominal 400 V 2 Ω M 340 V b) = I (1 + 2); I = 20 N N c) En el arranque la fuerza contraelectromotriz es cero, por consiguiente: 400 = I (1 + 2); I = 133,33 a a d) 400 V R? 2 Ω M 400 = 40( R+ 1+ 2); R= 7 Ω

6 PRUES DE ESO UNIVERSIDD.O.G.S.E. URSO ONVOTORI JUNIO EETROTENI E UMNO EEGIRÁ UNO DE OS DOS MODEOS 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. a prueba se calificará sobre diez, las cuestiones, así como cada ejercicio se puntúan sobre 2,5 puntos. a puntuación de cada ejercicio se distribuye por igual en cada uno de los apartados. 1. uestiones MODEO 2 a. ómo se define rendimiento de un generador? Escriba la expresión del rendimiento del generador del circuito de la figura ε, Es la relación entre la potencia útil producida y la potencia teórica: R 2 2 εi I r I R ε Ir IR η = = = = ε I εi ε ε b. Tipos de excitación en los motores de corriente continua : Serie ompoud Shunt c. alcule la tensión de salida, V d, en el circuito esquematizado en la figura l estar el diodo polarizado inversamente, no conduce, por tanto la diferencia de potencial es la misma que la de la batería: V = 50 V d 50 V 5 Ω V d d. ierto aparato eléctrico funciona a 6V. Se conecta a un transformador cuyo primario tiene 2000 vueltas y está conectado a una corriente alterna de 120 V. uántas vueltas deberá tener el secundario? Suponiendo un transformador ideal, se debe cumplir: V1 n = ; = ; n2 = 100 V n 6 n a relación de transformación es = e. En un circuito R serie, cuál es el ángulo de fase φ y el factor de potencia cos φ cuando la resistencia es despreciable frente a la reactancia inductiva o capacitiva? Explique su respuesta X π tan ϕ = ; si R 0,tan ϕ ; ϕ = ; cosϕ = 0 R 2

7 2. Una bombilla eléctrica de 40 W y 110 V se conecta por error a la red de 220 V. alcule: a) Potencia consumida por la bombilla durante el tiempo que estuvo conectada erróneamente b) Resistencia que habría que intercalar en serie con la bombilla en su conexión a la red de 220 V, para que funcionase correctamente c) Potencia total consumida en el caso anterior y el número de kwh consumidos por el sistema resistencia-bombilla durante 12 horas de funcionamiento a potencia disipada en una resistencia la podemos expresar : 2 2 V P= I R= VI = R De las tres magnitudes que aparecen ( V, I, R ), la única que es constante y característica de la bombilla es la resistencia, ( V, I) dependen de la conexión. Del enunciado se desprende que nuestra bombilla consume 40 W cuando se conecta a 110 V, por consiguiente, V P = ;40 ; R 302,5 R = R = 40 = Ω uando se conecte a 220 V la potencia que consume es: 2 2 V 220 P = = = 160 W R 302,5 l intercalar una resistencia en serie para que funcione correcta mente la bombilla, con la bombilla, conseguimos que la caída de tensión en esta sea de 110 V, y por tanto en la resistencia también tiene que haber una caída de tensión de ( =110 V) y al ser la intensidad la misma, el valor de R tiene que coincidir con el valor de la resistencia de la bombilla. 220V R? R = 302,5 Ω El consumo del sistema resistencia-bombilla, es de 80 W, 40 W corresponde al consumo individual de cada uno de los componentes. En 12 horas de funcionamiento consume: U = 80 W 12 h= 960 Wh= 0,96 kwh

8 3. alcule en el circuito de la figura: a) Intensidades de cada rama b) Diferencia de potencial del punto con respecto al punto y al : V -V y V -V c) Energía consumida en la resistencia de 3 Ω durante 6,5 horas 3 Ω I 2 10 V I 1 6 V 2 Ω 6 Ω as ecuaciones correspondientes a cada una de las dos mallas son: 4I1+ I2 = 4 I1 + 11I2 = a solución del sistema es: I1 = 1,16 ; I2 = 0, El signo negativo de I 2 significa que el sentido real es contrario al supuesto inicialmente. as intensidades por cada una de las ramas se muestran en la figura siguiente. 3 Ω 1,16 10 V 0,51 6 V 0,65 2 Ω 6 Ω 1,16 0, V V = = 8,84 V, V V = 3+ 1 = 2,60 V c) U P t I R t = i = i = 3 6, = J 43

9 4. una línea trifásica de 400 V, 50 Hz se conecta una carga trifásica equilibrada en triángulo formada por una bobina con una resistencia de 6 Ω y una autoinducción de 25,46 mh por fase. alcule: a) Intensidad de fase y de línea b) Potencias activa, reactiva y aparente total de la carga c) Potencia reactiva de la batería de condensadores necesaria para mejorar el factor de potencia a 0,9 400 V 50 Hz a) Z = R + X = 6 + (0,02546i100 π ) 10 Ω I F = = 40 ; I = IF 3 = 69, a) El factor de potencia viene dado por R cosϕ = = = 0, 6 ; senϕ = 1 0, 6 =0,8 tanϕ = = 1,33 Z 10 6 Potencia aparente S = 3V I = 3V I = = 48 kv F F Potencia activa P= Scosϕ = = 28,8 kw Potencia reactiva Q= Ssenϕ = 48 0,8 = 38,4 kvr d) Si el factor de potencia es de 0,9 tanϕ = 0,48 Q ϕ ϕ P Q De la figura es fácil deducir que: ( ) Q = P(tanϕ tan ϕ ) = ,33 0, 48 = VR