UNIVERSIDADES DE ANDALUCÍA PRUEBA DE ACCESO A LA UNIVERSIDAD OPCIÓN A

Transcripción

1 OPCIÓN A Hallar el valor que ha de tener la fuerza electromotriz, ε del generador intercalado en el circuito de la figura, para que el potencial del punto A sea 9 voltios. Para conseguir crear una inducción (B) de 0,5 T en el interior de un núcleo toroidal, se debe aplicar una excitación magnética (H) de 250 Av/m. Si se crea en el anillo un entrehierro de 1 mm, manteniendo el valor de la inducción en 0,5 T, qué longitud debe tener el núcleo del toroide, para que la reluctancia de éste sea igual a la del entrehierro? (Obsérvese que la sección no varía) Dato µ 0 = 4π 10-7 H/m En un circuito RC serie, se tienen conectados una resistencia de 800 Ω con un condensador de F a un generador de tensión alterna cuya tensión tiene un valor: v(t) = sen 120πt voltios Calcular: a) Valor eficaz de la tensión. b) El valor del periodo correspondiente a la tensión. c) Los valores de la reactancia e impedancia del circuito. d) Representación gráfica del triángulo de impedancias del circuito. e) Desfase entre la tensión y la corriente. Se dispone de un amperímetro de 2 amperios y 0,1 ohmios de resistencia interna y con él se desea construir un amperímetro de 30 amperios. Hallar el valor del shunt necesario.

2 OPCIÓN B Un voltímetro V 1 presenta una resistencia interna de 10kΩ. Determinar: a) La tensión medida por el voltímetro V 2. b) Cuál será la posición correcta de V 1 para medir la caída de tensión de la resistencia R 2? V=10 V c) Qué valor mediría en la nueva posición? d) Dibuja el esquema correspondiente y justifica la respuesta. V 1 R 2 =6 Ω V 2 R 1 =6 Ω La potencia activa que consume un motor monofásico es de 1250 W y la potencia aparente de 1500 VA, cuando se conecta a una tensión de 230 V y 50 Hz de frecuencia. Calcular: a) Factor de potencia del motor. b) Capacidad del condensador que habría que conectar a dicho motor para corregir su factor de potencia hasta un valor cos ϕ =0,95. La tensión aplicada a la red de la figura, es e(t) = sen314t voltios y la intensidad i(t) = 10 sen(314t-45º) amperios. a) Hallar los elementos que componen el receptor. b) Hallar la potencia activa y reactiva del receptor. c) Dibujar el triángulo de potencias. e(t) + i(t) Receptor Determinar la intensidad y potencia total que absorben tres lámparas eléctricas incandescentes de valores nominales 380 V y 400 W cuando están conectadas a una red trifásica de 380 V y 50 Hz en los casos indicados en la figura. L1 L2 L3 a) Conexión estrella a) Conexión triángulo 380 V- 50 Hz L1 L2 L3 380 V- 50 Hz 380 V- 400 W 380 V- 400 W

3 OPCIÓN A Se tiene una estufa eléctrica que funciona a la tensión de 220 V y cuya resistencia es de 44 Ω. Calcular: a) La intensidad de corriente. b) La potencia de dicha estufa. c) La energía consumida al cabo de un mes, si está conectada durante 6 horas diarias. (Expresar el resultado en kwh) Un equipo fluorescente a 220 V demanda una intensidad de corriente I = 0,43 A, con cosϕ=0,51. Calcular: a) Potencia aparente y activa. b) Condensador a conectar en paralelo para mejorar el factor de potencia a 0,87. Los valores de tensión e intensidad en un motor eléctrico son los siguientes: v(t) = cos (100πt + 30º) V i(t) = 0,78 2 cos (100πt +20º) A Representar el triángulo de potencias del motor indicando los valores numéricos y unidades correspondientes. Hallar las corrientes de línea absorbidas por un motor trifásico de rendimiento 0,85 y factor de potencia 0,8, según esté construido para tensiones nominales 220/380V o 380/660 V. En ambos casos suministra una potencia de 2 CV. Comparar los resultados, y sacar alguna conclusión.

4 OPCIÓN B Se conectan en serie dos condensadores C 1 = 4 µf y C 2 = 6 µf que tienen la misma carga de 100 µc. Calcular: a) Tensión total de la asociación. b) Tensión existente en el condensador C 1 y C 2. Una línea de 530 metros de longitud está compuesta por dos conductores de cobre de 16 mm 2 de sección y 0,017 Ωmm 2 /m de resistividad. La tensión en el origen de la línea es de 230 V y la intensidad de corriente que circula por la misma es de 40 A, se pregunta: a) Tensión al final de la línea. b) Porcentaje de caída de tensión de la línea. En el circuito de la figura, estando k abierto, la lectura del vatímetro es de 20 vatios y la frecuencia de la fuente es de 50 Hz. a) Hallar el valor eficaz de la fuente de tensión. b) Al cerrar k, el condensador de capacidad C, actúa como un compensador de factor de potencia. Se desea calcular la capacidad en faradios para que el factor de potencia sea la unidad. E + W Ω C K Un amperímetro con campo de indicación de 5 A. tiene su escala dividida en 100 partes. Calcular: a) Constante de medida del aparato. b) Valor de la medida cuando la lectura señala 54 divisiones.

5 OPCIÓN A El voltímetro V de la figura, presenta una resistencia interna de 1 MΩ. a) Determina el valor de la intensidad medida por el amperímetro A. b) Cuál sería el valor que mediría el amperímetro si se cortocircuita el voltímetro? c) Cómo habría de colocarse el voltímetro para medir la tensión de la resistencia R 2? Dibújalo y justifica la respuesta. Un receptor que se conecta a una red de 220 V mediante dos conductores de cobre de 80 metros cada uno, absorbe una intensidad de 8 A. Deducir la sección de dichos conductores sabiendo que no se admiten caídas de tensión entre el receptor y la red superior al 5 %. Idem, si la longitud del trazado es de 25 m. Determinar la sección definitiva considerando el criterio de intensidad máxima admisible de acuerdo con la siguiente tabla: Sección nominal del conductor (mm 2 ) 0,5 0,75 1 1,5 2, Intensidad máxima admisible (A) Resistividad del cobre: ρ = 0,017 Ωmm 2 /m. Una impedancia Z, tiene de módulo, 5 Ω y cosϕ = 0,6. Si esta impedancia se conecta a una tensión alterna de 220 V eficaces y 50 Hz, hallar: a) El módulo de la resistencia, la reactancia y el triángulo de impedancias, indicando el carácter del circuito. b) Potencia activa, reactiva y aparente y la energía facturada en kw h cada 8 horas de funcionamiento. Para contrastar un amperímetro se conecta en serie con otro amperímetro patrón en el mismo circuito. Cuando el patrón señala 10 A el de prueba indica 10,25 A. Calcular el error absoluto y relativo de este instrumento.

6 OPCIÓN B Seis condensadores idénticos de 60 µf, 250 V se conectan en asociación mixta, dos ramas en paralelo de tres condensadores en serie en cada una. Calcular: a) Capacidad total de la asociación. b) Tensión máxima a la que se puede conectar la asociación. c) Carga existente en cada condensador si se conecta toda la asociación a una tensión de 500 V. Se miden las características de una bobina con voltímetro y amperímetro, obteniéndose los siguientes resultados: En corriente continua: 50 V, 2 A. En corriente alterna senoidal de 50 Hz: 110 V, 2,75 A. Calcular: a) Resistencia óhmica de la bobina. b) Reactancia inductiva. c) Coeficiente de autoinducción. La tensión aplicada a la red de la figura, es e(t) = sen314t voltios y la intensidad i(t) = 10 sen(314t-45º) amperios. a) Hallar la capacidad C que habría que poner en paralelo con el receptor, para que el factor de potencia sea 0,866. b) Hallar la potencia reactiva total después de conectar el condensador. + e(t) i(t) Receptor En el circuito magnético de la figura el arrollamiento es de 200 espiras y la intensidad que circula por él es de 10 A. Considerando que la sección es constante de valor 2 cm 2 y que el material del núcleo tiene una permeabilidad relativa de µ r =1500, calcular: a) Las reluctancias del núcleo y del entrehierro. b) La fuerza magnetomotriz. c) El flujo magnético. d) El campo magnético en el entrehierro. Dato: µ o =4π 10-7 H/m 10 cm I N 0.8 cm

7 OPCIÓN A En el circuito de la figura, se sabe que la resistencia R 2 consume 40 W. Determinar: a) La lectura del voltímetro. b) Valor de la resistencia R. c) Potencia suministrada por la fuente. 30 V R 2 =10 Ω R 10 Ω 10 Ω V Hallar la resistencia de un termo eléctrico sin pérdidas, que funcionando a 220 V, ha de calentar 80 litros de agua desde 10ºC hasta 60ºC en 4 horas (calor específico del agua 1 cal/(g ºC)). Una carga que está compuesta por una bobina y dos resistencias, se alimenta con una fuente de tensión senoidal de 100 V de valor eficaz, tal como se muestra en la figura. Se pide: 3 Ω a) Lectura del amperímetro, supuesto ideal. V A b) Lectura del voltímetro, 100 V j5 Ω supuesto ideal. 6 Ω c) Potencia activa consumida. d) Factor de potencia del circuito. Se dispone de un amperímetro de 5 amperios y 0,3 ohmios de resistencia interna y con él se desea construir un amperímetro de 50 amperios. Hallar el valor del shunt necesario.

8 OPCIÓN B Dado el circuito de la figura, calcular: a) La capacidad del condensador C 5 si la capacidad equivalente de todos los + condensadores que aparecen en el, circuito tiene un valor de 5µF. E=210V b) Carga que almacena cada condensador. c) Energía almacenada en el conjunto de condensadores. C 1 =5µF C 2 =15µF C 5 C 4 =10µF C 3 =10µF El motor de una lavadora tiene una potencia de 1 kw con Sección Nominal en mm 2 I.M.A*. para Cu cosϕ de 0,8 y la resistencia calefactora es de 1500 W. La 1 8,5 tensión de alimentación es 200 V. Hallar la sección del conductor que alimenta la lavadora aplicando el criterio de 1,5 12 la intensidad máxima admisible según la tabla adjunta. 2,5 16 (I.M.A.): Intensidad máxima admisible. La tensión aplicada a la red de la figura, es e(t) = sen314t voltios y la intensidad i(t) = 10 sen(314t-45º) amperios. a) Hallar los elementos que componen el receptor. b) Halar la potencia activa y reactiva del receptor. c) Dibujar el triángulo de potencias e(t) i(t) Receptor Determinar la intensidad y potencia total que absorben tres lámparas eléctricas incandescentes de valores nominales 220 V y 200 W cuando están conectadas a una red trifásica de 220V y 50 Hz en los casos indicados en la figura. a) Conexión estrella b) Conexión triángulo 220 V- 50 Hz L1 L2 L3 220 V- 50 Hz L1 L2 L3 220 V- 200 W 220 V- 200 W

9 OPCIÓN A Una lámpara incandescente se conecta a una fuente de tensión de 110 V. Si la energía consumida en el mes de enero (31 días) funcionando 2 horas diarias es de 5 kwh, se pide calcular: a) Potencia de la lámpara. b) Intensidad que recorre la lámpara. c) Valor de la resistencia de la lámpara Un equipo para lámpara de vapor de mercurio, tiene las siguientes características: intensidad 0,8 amperios, factor de potencia 0,5, tensión 220 voltios, frecuencia 50 hertzios. Calcula: a) Potencia activa y reactiva b) Condensador que es necesario conectar en paralelo para mejorar el factor de potencia a 0,87 En la figura se presenta un esquema eléctrico donde a los tres elementos pasivos conectados en serie se les aplica una fuente de tensión alterna senoidal. Se pide: a) Valor de la pulsación ω en rad/s para que el circuito entre en resonancia. b) Valor eficaz de la tensión de la fuente para que el amperímetro marque 10 A eficaces cuando el circuito se encuentra en resonancia. A 10 Ω 1 µf v( ) t = V 2 sen ω t 1 H Hallar las corrientes absorbidas por un motor trifásico de rendimiento 0,9 y factor de potencia 0,85, según esté construido para tensiones nominales 220/380 V o 380/660 V. En ambos casos suministra una potencia de 2,5 CV. Comparar los resultados, y sacar alguna conclusión.

10 OPCIÓN B Se dispone de un generador de 24 V, al que se acopla un motor equivalente a una resistencia de 6,3 Ω, mediante una línea de cobre de 50 m de longitud y 1 mm 2 de sección. Calcular: a) Resistencia de la línea. b) Resistencia total. c) Intensidad del circuito. d) Tensión en bornes del motor. e) Potencia cedida por el generador. f) Potencia absorbida por el motor. Se tiene una estufa eléctrica que funciona a la tensión de 220 V y cuya resistencia es de 50 Ω. Calcular: a) La intensidad de corriente. b) La potencia de dicha estufa. c) La energía consumida al cabo de un mes, si está enchufada durante 8 horas diarias. (Expresar el resultado en kwh) En el circuito de la figura, e(t)=100 2 sen100t voltios y la intensidad que circula por el receptor es i(t)=10 2 sen(100t+60) amperios. Hallar: + a) Triángulo de potencias del receptor. e(t) b) El valor de la impedancia compleja del receptor. i(t) Receptor Para conseguir crear una inducción (B) de 0,85 T en el interior de un anillo toridal se debe aplicar una excitación magnética (H) de 300 A v/m. Si se crea en el anillo un entrehierro de 1 mm, manteniendo el valor de la inducción en 0,85 T, qué longitud debería tener el toroide para que la reluctancia de éste fuese igual que la del entrehierro? (Obsérvese que la sección no varía) Dato: µ 0 = 4π 10-7 H/m.

11 OPCIÓN A S En el circuito de la figura, qué ocurre si se cierra el interruptor S?, cómo se tendría que conectar el amperímetro para medir la intensidad que circula por la resistencia?, y qué marcaría? U=220 V + = R= 1 kω A Entre las características técnicas de un televisor podemos leer 200 voltios, 400 vatios. Calcular: a) Intensidad de corriente que circula por él. b) Su resistencia. c) El precio que cuesta mantenerlo en funcionamiento 8 horas si el kwh cuesta 0,1. d) El calor generado si el rendimiento es del 95 %. Un circuito serie está formado por una resistencia de 20 Ω, una bobina de 10 mh y un condensador de 0,005 µf. Está alimentado por una fuente alterna de frecuencia variable, de 200 voltios de valor eficaz. a) Cuál será la frecuencia para la que el valor de la reactancia inductiva es igual a la reactancia capacitiva? Que nombre recibe esta frecuencia? b) Cuánto valdrá la corriente eficaz que circula por el circuito en ese caso? c) Determinar el valor de la potencia activa absorbida cuando la frecuencia coincide con la de resonancia. d) Qué ocurre si la frecuencia tiene un valor superior a la calculada en el apartado a)? Los arrollamientos primario y secundario de un transformador monofásico ideal poseen 250 y 25 espiras respectivamente. Su potencia nominal es 500 kva. Si al primario se le aplica una tensión de 2000 V, calcular: a) Tensión que se obtiene en el secundario. b) Intensidades nominales que circulan por el primario y el secundario.

12 OPCIÓN B En el circuito de la figura calcular: a) Intensidad de la corriente en cada rama. b) La tensión en la resistencia de 2 ohmios. c) La potencia disipada en la resistencia de 5 ohmios. Una bombilla de 120 voltios y 60 vatios se conecta en paralelo con una resistencia de 80 ohmios. Qué resistencia debe ponerse en serie con la asociación para que una vez conectada a 220 voltios, no se funda la bombilla? Un circuito está alimentado por una tensión eficaz de 250V, y está constituido por tres elementos en paralelo, cuyos triángulos de potencia se representan en la figura, hallar: a) El cosϕ del circuito. b) La potencia aparente del circuito. 6 kw 8 kvar 8 kw 10 kva 10 kva Una batería de 12 V suministra una intensidad de 240 A cuando se cortocircuitan sus terminales. Si se conecta a dicha batería una lámpara incandescente de valores nominales 12 V y 100 W, cuál será la intensidad de corriente que circula por la misma? Y la potencia absorbida por la misma? (Nota: Las lámparas incandescentes se modelan en circuitos como resistencias ideales).