PROVA D ACCÉS A CICLES FORMATIUS DE GRAU SUPERIOR DE FORMACIÓ PROFESSIONAL I DELS ENSENYAMENTS D ESPORTS 2007 S2_23_3 INSTRUCCIONS:

Transcripción

1 PROVA D ACCÉS A CICLES FORMATIUS DE GRAU SUPERIOR DE FORMACIÓ PROFESSIONAL I DELS ENSENYAMENTS D ESPORTS 2007 S O L U C I O N S, C R I T E R I S D E C O R R E C C I Ó I P U N T U A C I Ó D E E L E C T R O T È C N I A S È R I E 2 S2_23_3 INSTRUCCIONS: La prova consta de dues parts: PRIMERA PART: Cal respondre els dos exercicis: L exercici 1 de preguntes de resposta múltiple que té una puntuació total de 2 punts. L exercici 2 de preguntes de cert o fals que té una puntuació total de 2 punts. 2 SEGONA PART: Cal resoldre els tres problemes pràctics que tenen una puntuació de 2 punts cada un. S2_23_3_ELECTROTECNIA_GS_SOLUCIONS_07

2 Primera part Exercici 1: Preguntes de resposta múltiple Pregunta a b c d CADA PREGUNTA TÉ UNA PUNTUACIÓ DE 0,4 PUNTS Exercici 2: Preguntes de cert o fals Pregunta Cert Fals CADA PREGUNTA TÉ UNA PUNTUACIÓ DE 0,2 PUNTS

3 Segona part 2. Al circuit de la figura: CADASCUN DELS APARTATS TÉ UNA PUNTUACIÓ DE 0,5 PUNTS Calculeu: a) La resistència equivalent del circuit b) La intensitat i la potència totals del circuit c) La tensió i la intensitat a cadascuna de les 6 resistències d) La potència dissipada i l energia per dia de funcionament ininterromput expressada en kwh, a cadascuna de les resistències a) R2, R3 i R4 fan una R equivalent de: R 23 = R 2 + R 3 = = 10 ohms R 234 = R 23 x R 4 / (R 23 + R 4 )= 10x10/20 = 5 ohms R 1234 = R1 + R 234 = = 6 ohms R = R 1234 x R 5 /(R R 5 ) = 6x3/9 = 2 ohms RT = R R 6 = = 4 ohms b) I T = V/ R T = 12/4 = 3 ampers P T = VxI = 12x3 = 36 watts

4 c) I 6 = I T = 3 ampers V 6 = R 6 x I 6 = 2x3 = 6 volts I 5 = I T x 2/3 = 2 ampers V 5 = R 5 x I 5 = 3x2 = 6 volts I 1 = I T x 1/3 = 1 amper V 1 = R 1 x I 1 = 1x1 = 1 volt V 4 = 12 V 1 V 6 = 5 volts I 4 = V 4 / R 4 = 5/10 = 0,5 ampers I 23 = I 1 - I 4 = 1 0,5 = 0,5 ampers V 2 = R 2 xi 23 = 4 x 0,5 = 2 volts V 3 = R 3 xi 23 = 6 x 0,5 = 3 volts d) P 1 = V 1 xi 1 = 1 x 1 = 1 watt P 4 = V 4 xi 4 = 5 x 0,5 = 2,5 watts P 2 = V 2 xi 2 = 2 x 0,5 = 1 watt P 5 = V 5 xi 5 = 6 x 2 = 12 watts P 3 = V 3 xi 3 = 3 x 0,5 = 1,5 watts P 6 = V 6 xi 6 = 6 x 3 = 18 watts P 1 + P 2 + P 3 + P 4 + P 5 + P 6 = ,5+ 2, =36 watts E 1 = P 1 x t = 1 x 24 = 24 x 10-3 kwh E 2 = P 2 x t = 1 x 24 = 24 x 10-3 kwh E 3 = P 3 x t = 1,5 x 24 = 36 x 10-3 kwh E 4 = P 4 x t = 2,5 x 24 = 60 x 10-3 kwh E 5 = P 5 x t = 12 x 24 = 288 x 10-3 kwh E 6 = P 6 x t = 18 x 24 = 432 x 10-3 kwh

5 2. Del circuit de la figura es coneixen les lectures dels instruments de mesura amb l inductor connectat i desconnectat: CADASCUN DELS APARTATS TÉ UNA PUNTUACIÓ DE 0,5 PUNTS A 230 volts 50 Hz V R L Inductor desconnectat V = 232 volts I = 5,4 ampers Inductor connectat V = 232 volts I = 6,7 ampers Trobeu: a) La intensitat a la bobina b) El coeficient d autoinducció de la bobina i el factor de potència del circuit c) Les potències activa, reactiva i aparent d) El condensador a connectar en paral lel perquè el circuit sigui ressonant a)amb l inductor desconnectat el corrent que indica l amperímetre coincideix amb el corrent a la resistència. Llavors: I L = (I T2 I R2 ) = (6,7 2 5,4 2 ) = 3,97 ampers b) L = V / I L = 220 / 3,97 = 55,42 ohms cos ϕ = I R / I T = 5,4 / 6,7 = 0,806 c) P = V I R = 220 x 5,4 = 1188 watts S = V I T = 220 x 6,7 = 1474 VA Q = V I L = 220 x 3,97 = 873,40 Var d) Per la ressonància caldrà que el condensador proporcioni tota la reactiva del circuit: La reactància del condensador serà: C = V 2 / Q = / 873,40 = 55,42 ohms I la seva capacitat C = / 2πf C = / 2π50 55,42 = 57,44 µf

6 3. Un motor trifàsic d inducció especifica a la seva placa de característiques, les següents dades nominals de funcionament. CADASCUN DELS APARTATS TÉ UNA PUNTUACIÓ DE 0,5 PUNTS 60 kw, 1460 rpm, rendiment del 93% Connexió: / Y Volts: 400 / 690 volts Ampers: 105 / 60 ampers Freqüència: 50 Hz El motor està connectat a una xarxa trifàsica de 400 volts de tensió de línia i funcionant en condicions de càrrega nominal. Determineu: a) La connexió del motor, la seva velocitat síncrona i el seu nombre de pols per fase b) El parell desenvolupat pel motor en les condicions especificades c) Les potències elèctriques, activa, reactiva i aparent absorbides pel motor de la xarxa elèctrica on està connectat. d) Feu un esquema de potència d un arrencador estrella triangle per aquest motor, amb els contactors i dispositius de protecció que cregueu convenients. Expressions: P u = M Ω Ω = 2πn / 60 (P u ) potència útil del motor en watts (M) parell del motor en Nm (Ω) velocitat angular en rad/seg (n) rpm del motor η= P u / P (P) potència activa absorbida pel motor (η) rendiment del motor

7 a) En un motor trifàsic d inducció o asíncron la velocitat de l eix està sempre per sota de la velocitat síncrona o del camp magnètic del motor. Si apliquem l expressió n s = 60f/p per f=50 Hz i diferents valors del nombre de parells de pols magnètics p, obtenim: n s = 60f/p n s = 60.50/p = 3000/p p n s rpm rpm rpm D on es dedueix que la velocitat síncrona del motor serà de 1500 rpm i el seu nombre de pols per fase de 4, donat que p és el nombre de parells de pols. La connexió del motor serà triangle, donat que la tensió de línia de la xarxa on està connectat correspon a la tensió baixa del motor. b) El parell mecànic que desenvolupa el motor es dedueix de l expressió: P u = M Ω Ω = 2π.n/60 = 2π 1460/60 = 152,89 rad/seg M = P/ Ω = / = 392,44 Nm c) La potència elèctrica activa absorbida pel motor de la xarxa es pot calcular a partir del rendiment donat a la placa de característiques. η = P u / P P = P u / η = / 0,93 = 64516,13 watts Calculem potència aparent a partir també de les dades de la placa: S = 3x400x105 = 72746,13 VA I el factor de potència a partir dels valors anteriors cos ϕ = P / S = 64516,13 / 72746,13 = 0,887 La potència reactiva del motor la trobem: Q = S sin (cos -1 0,887) = 72746,13 sin( 27,50) = 33591,94 Vars

8 d) L1 L2 L3 QF1 >I >I >I KM1 KM2 KM3 u1 v1 w1 M w2 u2 v2 La protecció dibuixada és un disjuntor o guardamotor, que inclou la protecció per curtcircuits i per sobrecàrregues. També s han de donar per correctes, si és el cas que la resposta ho especifiqui, proteccions separades per curtcircuits a base de fusibles o magenetotèrmic, i per sobrecàrregues amb relés tèrmics de protecció.