PRUEBAS DE ACCESO A LA UNIVERSIDAD FASE GENERAL: MATERIAS DE MODALIDAD

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1 PUEBS DE CCESO UNVESDD FSE GENE: MTES DE MODDD CUSO CONVOCTO SEPTEMBE MTE: EECTOTECN E UMNO EEGÁ UNO DE OS DOS MODEOS Criterios de calificación.- Expresión clara y precisa dentro del lenguaje técnico y gráfico si fuera necesario. Capacidad 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,5 puntos. a puntuación de cada ejercicio se distribuye por igual en cada uno de los apartados. 1. Cuestiones OPCÓN a. Cuál es el coste de funcionamiento de una bombilla de 100 W durante 4 horas, si el coste de la electricidad es de 0,06 el kwh? a bombilla consume una energía de E = 100 W 4 h= 400 Wh=,4 kwh, luego el consumo en euros será de: 0,06,4 = 0,144 b. Un receptor eléctrico trifásico está conectado a una línea de 400 V, 50 Hz de modo que absorbe por cada conductor de la línea una intensidad de 30 con factor de potencia 0,85. Calcule la potencia activa reactiva y aparente que consume el receptor. S = 3 V = = 0784 V P= S cosφ = ,85 = W Q = S senϕ = S P = = V c. Cómo se puede mejorar el rendimiento de un transformador real? Minimizando las siguientes pérdidas: a) Pérdidas por efecto Joule en los conductores (pérdidas en el cobre) b) Pérdidas en el circuito magnético (pérdidas en el hierro)

2 d. Por dos conductores rectos y paralelos circula una corriente continua en sentidos contrarios. El campo magnético en un punto intermedio entre los dos hilos será más o menos intenso que el creado por uno de los conductores por separado? El campo magnético en un punto intermedio será el doble que el creado por un solo conductor; se anularía si las intensidades fuesen en el mismo sentido. μ B = k π d d μ B= k π d d e. Dibuje un transistor PNP identificando cada uno de sus terminales. Tomando la base como referencia (masa), indique los signos de los potenciales de cada uno de los terminales, para que el transistor esté conduciendo. Colector -Vce Base -Vbe Emisor

3 . Por una lámpara eléctrica con filamento de tungsteno, de 60 W, circula una corriente de 0,5, cuando opera a un voltaje de 10 V. a temperatura del filamento es de 1800 ºC. Encuentre: a. esistencia del filamento a esta temperatura de operación. b. esistencia a una temperatura de 0 ºC. Dato: Coeficiente de temperatura para el tungsteno α = 4,5 10 K 3 1 V P 60 a) P = V = = ; 40 _ = = 0,5 = Ω b) Teniendo en cuenta la expresión que nos da la dependencia de la resistencia respecto a la temperatura, se tiene: = + ΔT = + 3 0(1 α ); 40 0(1 4, ); 40 = = 6,64 Ω 1+ 4, Un circuito C con tres ramas en paralelo está formado por una resistencia de 100 Ω, una autoinducción de 0,15 H y un condensador de 5µF conectados a una línea de 30 V, 50 Hz. Calcule: a. ntensidad de cada rama así como el desfase entre la tensión y la intensidad. b. Potencias activa, reactiva y aparente totales y factor de potencia. c. Frecuencia de resonancia y nuevas potencias activa, reactiva y aparente. 30V 100Ω 5 μf 0,15H X X C = ω = 0,15 π 50 = 47,1 Ω 1 1 = = = 17,3 Ω 6 Cω 5 10 π = =,3 ; = = 4,88 ; C = = 1, ,1 17,3

4 1,81,3 4,88,3 3,07 total,3 cosϕ = 0,60 3,84 = + =,3 3,07 3,84 V 30 Z = = = 59,90 Ω. Factor de potencia cosϕ = 0,6 total 3,84 También puede obtenerse la impedancia total del circuito, mediante la expresión: = + 0,0157 ; Z 59,90 = + Z X Xc 100 = Ω Ω 47, 17,3 S = V = 30 3,84 = 883, V P= Scosϕ = 883, 0,6 = 59,9 W = = ϕ = 883, 0,8 = 706,56 Q S P S sen Vr c) En la resonancia: 1 1 X = XC; ω = = = 516,4 rad s 6 C 0, y se cumple que: Z = = 100 Ω ; =,3 Siendo ahora las nuevas potencias: S = V = 30,3 = 59 V P= Scosϕ = 59 1 = 59 W = = ϕ = 0 Q S P S sen Vr 1

5 4. Un motor serie de corriente continua tiene las siguientes características: tensión nominal U=0V, f.c.e.m. 14 V, resistencia de las bobinas del inducido y de los polos de conmutación 0,5 Ω y resistencia de las bobinas inductoras 0,15 Ω. Considere despreciable la caída de tensión en las escobillas. a. epresente el esquema, y calcule: b. ntensidad nominal. c. ntensidad en el arranque. d. Potencia perdida en el cobre. e. Valor del reóstato de arranque ( a ) para que la intensidad de arranque sea 1,8 veces la intensidad nominal. a) ext U M i b) U ε = = = = , 5 + 0,15 0, 4 i ext c) a = U = 0, 5 + 0,15 = 0, 4 = i ext d) e) P = U = 0 15 = 3300 W ab P = ( + ) = 15 0,4= 90 W Cu ext i P = P P = 3300 W 90 W = 310 W u ab Cu =,5 = 1,8 15 = 7 a n ext a U M i Del esquema de la figura se deduce que: = U; 7 0, ,15=0 a ext a i a 0 7 0,5-7 0,15 = = 7,75 Ω 7

6 PUEBS DE CCESO UNVESDD FSE GENE: MTES DE MODDD CUSO CONVOCTO SEPTEMBE MTE: EECTOTECN E UMNO EEGÁ UNO DE OS DOS MODEOS Criterios de calificación.- Expresión clara y precisa dentro del lenguaje técnico y gráfico si fuera necesario. Capacidad 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,5 puntos. a puntuación de cada ejercicio se distribuye por igual en cada uno de los apartados. 1. Cuestiones OPCÓN B a. Cuáles son las lecturas del voltímetro y del amperímetro en la situación mostrada en la figura? 0 V 6 kω 4 kω El amperímetro indicaría: V 0 V = = m 10 kω ; siendo la lectura del voltímetro; V = m 6 kω= 1 V b. Entre los puntos y B de la figura se conecta una fuente de corriente continua. Cuál de los dos condensadores de la figura almacena más carga? µf 4 µf B l estar conectados en serie, estos se cargan por inducción y por consiguiente, los dos condensadores almacenan la misma carga, independientemente de su capacidad. c. Dibuje un transistor NPN identificando cada uno de los terminales. ndique los signos de los potenciales de cada uno de los terminales, si el del emisor se toma como referencia (masa), para que el transistor este conduciendo. Colector Base +V be Emisor +V ce

7 d. En un transformador reductor ideal, razone cuál de los dos bobinados tiene mayor número de vueltas. En un transformador ideal se cumple: V cumplir que Ns < Np. N s s = Vp, por consiguiente si s p N p V < V se tiene que Nota: os subíndices s y p hacen referencia a secundario y primario respectivamente. e. Cuando un circuito entra en resonancia, cuál es el desfase entre la tensión y la intensidad? X XC En resonancia X = X C; como tan ϕ = ; tanϕ = 0, y por tanto ϕ = 0, es decir, la tensión y la intensidad están en fase. 1. Una línea formada por dos cables de cobre ( ρ Cu = 0,017Ω mm m ) instalados bajo tubo protector, está alimentada a 1 V mediante una batería de acumuladores y debe suministrar energía a un grupo de 10 lámparas de 1 V-10 W, situadas a m de la batería, sin que la caída de tensión sobrepase el 3%. a. Calcule la corriente que absorben los receptores. b. Calcule la sección mínima que tienen que tener los hilos conductores Solución: a) a corriente que absorben los conductores será: b) Se tiene que cumplir: P total W = = = 8,33 V 1 V Sustituimos los valores numéricos 3 ρl 3 l < V ; 8,33 < V 100 S 100 0, ,33 0, ,33 < 1; S > ; S > 1,57mm S

8 3. Calcular, para el circuito de la figura, una vez alcanzado el régimen estacionario: a) ntensidades de corriente que circulan por cada rama b) Diferencia de potencial entre el punto y el punto B (V -V B ) c) El rendimiento de la fuente de alimentación de 3 V 5 V, 1Ω 3Ω 6 mf 4Ω 3 V, 1Ω V, 1Ω 4Ω B Solución: a) Dado que una vez alcanzado el régimen estacionario por el condensador, no circula intensidad, entonces el circuito de la figura es equivalente al de la siguiente figura: Por consiguiente la intensidad que circula por el mismo es: εi 3 = = = 0,1 + r ex i En el sentido contrario al del movimiento de las agujas del reloj. b) V V = 0, ,1 1 =,5 V B 4Ω 3 V, 1Ω B V, 1Ω 4Ω c) ε r ε r 3 0,1 1 η = = = = 0,97 ε ε 3

9 4. Una carga trifásica equilibrada en triángulo está formada por una bobina con una resistencia de 10 Ω y una autoinducción de 55,13 mh por fase. Dicha carga se conecta a una red trifásica de 400V y 50 Hz, calcule: a. ntensidad de fase y de línea. b. Potencia activa, reactiva y aparente total de la carga. c. Potencia reactiva de la batería de condensadores necesaria para mejorar el factor de potencia a 0,95. d. Valor de la nueva intensidad de línea una vez mejorado el factor de potencia. a) ntensidad de línea y de fase: En la conexión en triángulo tensión de fase es igual a tensión de línea (400V) X f Hz H 3 = π = π 50 55,13 10 = 17,31 Ω Z X = + = (10 Ω ) + (17,31 Ω ) = 0 Ω F U F 400 V = = = 0 Z 0 Ω = 3 = 3 0= 34,6 b) Potencias activa, reactiva y aparente total de la carga. F P= 3U cosφ = 11971,6 W Q = 3U senφ = 0830,6 Vr S = 3U = 3943, V Donde se ha tenido en cuenta: X cosφ = = 0,5 ; senφ = = 0,87 Z Z c) Potencia reactiva de la batería de condensadores necesaria para mejorar el factor de potencia a 0,95. Q = P( tgφ tgφ ) = 11971,6 W (1,73 0,48) = 14964,5 Vr C Se ha tenido en cuenta que: X tanφ = = 1,73 y tan φ = tan(arccos 0,9) = 0, 48 d) Valor de la nueva intensidad de línea una vez mejorado el factor de potencia. P = = 18,1 3U cos φ