TEST. EXAMEN DE CIRCUITOS 22 de junio de 2000 NOMBRE: 1ª PREGUNTA RESPUESTA 2ª PREGUNTA RESPUESTA 3ª PREGUNTA RESPUESTA

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Diego Belmonte Molina
hace 5 años
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1 NOMBRE: TEST 1ª PREGUNTA RESPUESTA Una capacidad C y una impedancia Z están en serie. Las tensiones en C, en Z y en el conjunto en serie tienen igual módulo. La impedancia Z tiene que ser: A. Impedancia resistiva D. Impedancia inductiva de 30º B. Impedancia capacitiva de - 60º E. Impedancia capacitiva de - 30º C. Impedancia inductiva de 60º F. Diferente (Especifique detrás) 2ª PREGUNTA RESPUESTA Sea el circuito formado por dos generadores reales de tensión continua en paralelo. El primero tiene una tensión de 12 V y resistencia 2 Ω; el segundo, una tensión de 6 V y resistencia 1 Ω. La Resistencia Equivalente de Thevenin entre A y B es: i A A. R TH =3 Ω D. R TH =1.5 Ω B. R TH =2/3 Ω E. Indeterminada C. R TH =4/3 Ω F. Diferente (Especifique detrás) B 3ª PREGUNTA RESPUESTA Igual enunciado que la pregunta anterior. La E TH entre A y B será: A. E TH =4 V D. E TH =9 V B. E TH =6 V E. E TH =12 V C. E TH =8 V F. Diferente (Especifique detrás)

2 4ª PREGUNTA RESPUESTA i k A El circuito de la figura ha estado funcionando algún tiempo con k cerrado. En un instante determinado, H que consideraremos origen de tiempos (t=0), y en el que la tensión entre A y B es 12.5 V, abrimos k. En t=0+, la corriente que circula por la inductancia es: 20 u(t) 75 i L A A D. 0.1 A B B. 0.5 A E. 0 A C. 0.6 A F. Otra diferente (Especifique detrás) 5ª PREGUNTA RESPUESTA i El conjunto formado por la conexión en serie de dos resistencias fijas de 10 Ω y un reostato de 30 Ω, está 10 alimentado por un generador de tensión de 50 V DC. Se aplica la salida variable del reostato a una carga de 50 Ω que consume una potencia función de la posición α del reostato (0<α<1). La potencia absorbida por la carga 50 V α 50 cumplirá que: A. Varía entre 32 y 2 W D. Es como máximo W B. Varía entre 23.8 y 1.5 W E. Es indeterminada C. Varía linealmente con α F. Es constante 6ª PREGUNTA RESPUESTA Una carga trifásica está constituida por tres impedancias de igual módulo en estrella. Cuando se alimenta a 200 V y 1 W 1 secuencia directa, absorbe corrientes equilibradas y las 2 CARGA indicaciones de los vatímetros W 1 y W 2 son 0 y 10 kw, respectivamente. La impedancia de la fase 1 es: 3 W 2 A. 2 60º D. 1 60º B. 2-60º E. 1-60º C. 1 30º F. Indeterminada (Especifique detrás) T: 25 min

3 PREGUNTA 1 PREGUNTA 4 PREGUNTA 2 PREGUNTA 5 PREGUNTA 3 PREGUNTA 6

4 TEORÍA 1 Inductancia Mutua Definición. Efecto físico que representa. Representaciones analítica y circuital. Defina el comportamiento de un acoplamiento perfecto. Qué es un transformador ideal y qué ecuaciones cumple? Aplicación práctica: Explique con algún ejemplo claro cuándo el efecto físico de la inducción es beneficioso y cuándo perjudicial. T: 10 min

5 TEORÍA 2 Cuadripolos Definición de Cuadripolo. Representación circuital. Representaciones analíticas con impedancias complejas (nombrar solamente). Aplicación práctica: Sea el parámetro [ g 21] de un cuadripolo. A qué grupo de parámetros pertenece? Qué magnitudes relaciona? Qué significado tiene? Dele un nombre. Con qué ensayo, utilizando generadores de tensión y/o corriente y aparatos de medida (osciloscopio, multímetros, etc), lo obtendría? T: 10 min

6 TEORÍA 3 (LABORATORIO) Métodos Industriales de Medida de Impedancias 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. T: 15 min

TEORÍA 4 (SPICE) a) La gráfica de la figura muestra el resultado en Spice de la tensión en un nudo de un circuito RC paralelo cuando se le aplica una entrada escalón retrasada en el

Asimismo, sabiendo que la energía almacenada en el régimen permanente por el elemento que almacena energía es 9/8 J, se pide lo siguiente: 1ª Dibujo del circuito identificando todos

7 TEORÍA 4 (SPICE) a) La gráfica de la figura muestra el resultado en Spice de la tensión en un nudo de un circuito RC paralelo cuando se le aplica una entrada escalón retrasada en el tiempo. Rellene el cuadro de diálogo adjunto con los parámetros de dicha simulación (fíjese en el número de puntos de simulación para calcular el parámetro Data Step Time). Asimismo, sabiendo que la energía almacenada en el régimen permanente por el elemento que almacena energía es 9/8 J, se pide lo siguiente: 1ª Dibujo del circuito identificando todos los parámetros: generador independiente, elementos pasivos, condiciones iniciales. 2ª Expresión temporal y en Spice del generador independiente aplicado al circuito. 3ª Dibujo del circuito en t=0 +.

TEORÍA 4 (SPICE) b) La gráfica de la figura muestra el resultado de Spice de la tensión en el generador independiente de un

Rellene el cuadro de diálogo adjunto con los parámetros correspondientes a la simulación y calcule la resistencia equivalente del

Resistencia Equivalente: c) La gráfica de la figura muestra el resultado de Spice de la tensión en un nudo de un circuito al

8 TEORÍA 4 (SPICE) b) La gráfica de la figura muestra el resultado de Spice de la tensión en el generador independiente de un circuito al efectuar una simulación DC. Rellene el cuadro de diálogo adjunto con los parámetros correspondientes a la simulación y calcule la resistencia equivalente del circuito en el régimen permanente de continua. Resistencia Equivalente: c) La gráfica de la figura muestra el resultado de Spice de la tensión en un nudo de un circuito al efectuar una simulación AC. Rellene en el cuadro de diálogo adjunto los parámetros correspondientes a dicha simulación y calcule la expresión temporal aproximada de la tensión V(1) cuando el generador del circuito es: 10 sen(628,32 t). NOTA: Dicho generador se ha definido en SPICE como AC Operaciones T: 15 min

9 NOMBRE: PROBLEMA 1 El circuito de la figura está alimentado por un generador de corriente continua de valor i(t)=i 0 u(t) A y cuya conductancia interna es g. t=0 R R i(t) g C L Al conectar el interruptor, sin condiciones iniciales, la corriente del generador se divide en partes iguales entre la rama del interruptor y la de la conductancia. En el régimen permanente, la corriente en la inductancia es 1 A y la tensión en la capacidad 100 V. En un momento determinado, que se considera origen de tiempos (t=0), se abre el interruptor. Un instante antes de la apertura, la tensión en la inductancia era 20 V y la corriente que circulaba por el interruptor era de 1.2 A. Sabiendo que L=50 mh y C=10 µf, se pide: 1ª Valor de la resistencia, R, la conductancia, g, y la corriente del generador, I 0. (3) 2ª Condiciones iniciales del estado que comienza en t=0. (1) 3ª Circuito operacional equivalente con el interruptor abierto. (1) 4ª Expresión literal y numérica en el dominio de la frecuencia 's' de la corriente que circula por la inductancia L. (2) 5ª Ecuación característica (literal y numérica). Frecuencias naturales del circuito.(2) 6ª Expresión temporal de la corriente en la inductancia. Indique también el tipo de respuesta transitoria del circuito. (2) T: 45 min

10 NOMBRE: PROBLEMA 2 Un amplificador-filtro se puede construir mediante un amplificador operacional, tres resistencias iguales y una capacidad, tal como se representa a la derecha En dicho circuito, las resistencias son de 20 Ω, la capacidad de 20 µf y el amplificador operacional se puede considerar ideal. C R v (t) 1 v (t) 2 R R Se pide: 1ª Expresión literal compleja de la ganancia, V 2 V1 con la salida en circuito abierto. Halle también su módulo y su argumento. (2) 2ª Expresión literal de la frecuencia de corte. Valor de esa frecuencia. (2) 3ª Representación de las curvas de ganancia, V 2 V1, y defase entre salida y entrada indicando en ambas sus puntos característicos. (2) T: 15 min

11 NOMBRE: PROBLEMA 3 Z I I A B 2 A El montaje de la derecha se utiliza Wr para calcular la impedancia I 1 incógnita Z 1 = R1 + jx1 conectada en paralelo con la capacidad jx2 (X 2 =10 Ω). El conjunto se alimenta desde un generador de tensión E a E Z 1 través de una línea de impedancia C Z. Los instrumentos indican: 500W, V 100V y A 5 2 A. W r -jx 2 V Para conocer mejor el funcionamiento del circuito se toma un osciloscopio y se conecta su referencia en B, la sonda 1 (S1) en el nudo C y la sonda 2 (S2) en el nudo A. Las ondas obtenidas tienen una relación de amplitudes de 2, tal como puede verse en el diagrama. S1 S2 Se pide, tomando como origen de fases la corriente I, lo siguiente: 1ª Dibuje la forma de onda de la tensión v BC (t) en la figura anterior. Calcule el ángulo de defase entre la tensión v BC (t) y la corriente i(t). (2) 2ª Impedancia equivalente, Z EQ, entre B y C. (2) 3ª Expresiones complejas de las magnitudes V AB,VBC, I1 e I2. (2) 4ª Expresiones complejas de Z y Z 1. (1) 5ª Potencias activa y reactiva del generador. Expresión compleja de su tensión. (2) 6ª La escala de tiempos del osciloscopio está colocada en 5 ms/div. Calcule la frecuencia del generador y las expresiones temporales de las tres corrientes. (2) 7ª OPCIONAL. Haga un diagrama de tensiones y de corrientes del circuito. (+1) T: 45 min

12 NOMBRE: PROBLEMA 4 La instalación trifásica equilibrada de la figura se alimenta desde (1, 2, 3), una acometida de tensión nominal V. Consta de la línea 1 (puramente resistiva), en cuyo final se conecta la batería de condensadores y, en paralelo con ella, la línea 2 que alimenta la carga (Q=0.75 P) Línea 1 Línea A 2 3 W 1 W 2 2 W 3 3 K V CARGA QN=0.75 PN BATERÍA DE CONDENSADORES Cuando la batería está conectada, el vatímetro W 2 proporciona una indicación nula. Cuando está desconectada, el amperímetro indica 14 A, el voltímetro V, el vatímetro W 3 = W y, además, la impedancia en estrella equivalente de toda la instalación tiene el mismo ángulo que la carga. Se pide: 1ª Esquema monofásico equivalente de la instalación. (1) 2ª Relaciones entre las medidas de los vatímetros y las potencias de los consumos con la batería de condensadores conectada y sin ella. (2) 3ª Con las indicaciones sin batería, obtenga la impedancia compleja en estrella, Z, de la carga; la impedancia, Z 2, de la línea 2 y la impedancia, Z 1, de la línea 1 (trabaje con las potencias de la carga y la impedancia equivalente). Obtenga la impedancia compleja en estrella de la batería (fíjese en la indicación de W 2 ). (5) 4ª Potencias activas y reactivas absorbidas por los consumos e indicación de los vatímetros (1, 2 y 3), el amperímetro y el voltímetro con batería. (2) T: 60 min

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