de un motor asíncrono de corriente alterna, que está conectado a la red de tensión U = 230 V y frecuencia f = 50 Hz, es n s

Transcripción

1 Proves d accés a la universitat Tecnología industrial Serie 1 La prueba consta de dos partes de dos ejercicios cada una. La primera parte es común y la segunda tiene dos opciones (A y B). Resuelva los ejercicios de la primera parte y, para la segunda parte, escoja UNA de las dos opciones (A o B) y haga los ejercicios de la opción elegida. Primera parte Ejercicio 1 [2,5 puntos] [En cada cuestión solo puede elegirse UNA respuesta. Cuestión bien contestada: 0,5 puntos; cuestión mal contestada: 0,16 puntos; cuestión no contestada: 0 puntos.] Cuestión 1 La velocidad de sincronismo n s de un motor asíncrono de corriente alterna, que está conectado a la red de tensión U = 230 V y frecuencia f = 50 Hz, es n s = 600 min 1. Cuántos pares de polos tiene el motor? a) 2 b) 4 c) 5 d) 10 Convocatòria 2017 Cuestión 2 Un dinamómetro digital muestra el valor de la medida con cinco dígitos y permite realizar mediciones entre 0 N y N. La precisión es el mayor valor entre ± 0,1 % de la medida y ± 5 N. Si la lectura del dinamómetro es N, el valor real de la medida está comprendido entre a) N y N. b) 3 496,5 N y 3 503,5 N. c) N y N. d) 3 497,5 N y 3 502,5 N.

2 Cuestión 3 El zamak es una aleación con buenas propiedades mecánicas que se utiliza en los sectores de la automoción y de la construcción. Contiene un 4 % de aluminio (Al), un 1 % de cobre (Cu), un 0,05 % de magnesio (Mg) y el resto es zinc (Zn). En la obtención de esta aleación, qué cantidad de aluminio se requiere para alearlo con 400 kg de zinc? a) 16 kg b) 4 kg c) 421,3 kg d) 16,85 kg Cuestión 4 En el ajuste 25 H7/g6, la tolerancia H7 del agujero es y la g6 del eje es. Cuáles son los juegos máximo y mínimo? a) El juego máximo es 41 μm y el mínimo es 7 μm. b) El juego máximo es 21 μm y el mínimo es 0 μm. c) El juego máximo es 41 μm y el mínimo es 20 μm. d) El juego máximo es 20 μm y el mínimo es 7 μm. Cuestión 5 La fabricación de una pieza metálica se realiza en dos procesos. En primer lugar, la pieza se mecaniza en una fresadora y, posteriormente, se mejora su acabado superficial mediante una rectificadora. Después de cada proceso, se controla la calidad de las piezas y se desestiman las que no son correctas. Si las tasas de rechazo del fresado y la rectificación son del 4 % y el 3 %, respectivamente, qué porcentaje de las piezas iniciales acaba produciéndose de forma correcta? a) 88 % b) 93,12 % c) 96 % d) 93 % Ejercicio 2 Para controlar la velocidad de los vehículos en la entrada de una población se ha instalado un semáforo que generalmente está verde, pero que cambia a rojo cuando se detecta un vehículo que se acerca a una velocidad superior o igual a 60 km/h. Para que los peatones puedan cruzar la carretera, el semáforo de los coches también cambia a rojo si como mínimo lleva un minuto en verde y, además, un peatón aprieta el pulsador que incorpora el propio semáforo. Responda a las cuestiones que hay a continuación utilizando las siguientes variables de estado: { velocidad del vehículo: v = 1: velocidad 60 km/h 0: velocidad < 60 km/h ; tiempo en verde: t = 1: tiempo 1 minuto { 0: tiempo < 1 minuto ; pulsador: p = 1: pulsado { 0: no pulsado ; cambio a rojo: c = { 1: cambia a rojo 0: se mantiene verde a) Elabore la tabla de verdad del sistema. b) Determine la función lógica entre estas variables y, si conviene, simplifíquela. c) Dibuje el esquema de puertas lógicas equivalente. [0,5 puntos] 2

3 Segunda parte OPCIÓN A Ejercicio 3 Se desea construir una estrella de seis puntas como la de la figura a partir de un tablero de madera. La estrella puede construirse a partir de triángulos equiláteros o de rombos como los que se muestran en la figura. El coste de producción de la estrella se calcula según la expresión c = c 1 s + c 2 p, donde s es la superficie de madera utilizada y p es el perímetro de las piezas cortadas para construir la estrella. El primer coeficiente de coste es c 1 = 15 /m 2, y el segundo es c 2 = 0,6 /m si el perfil es sencillo (como, por ejemplo, un triángulo o un rombo) o c 2 = 1,4 /m si el perfil es complejo (como, por ejemplo, una estrella). Determine: a) El número de triángulos equiláteros n T que se requieren para construir la estrella y el perímetro de las piezas cortadas p T en este caso. [0,5 puntos] b) El número de rombos n R que se requieren para construir la estrella y el perímetro de las piezas cortadas p R en este caso. [0,5 puntos] c) El perímetro cortado p E si la estrella se construye cortando directamente su perfil exterior. [0,5 puntos] d) La superficie s de madera necesaria para construir la estrella, y el coste c T, c R y c E de cada una de las tres opciones anteriores. Cuál es la opción más económica? Ejercicio 4 Un elevador sube a una velocidad constante una carga m = kg hasta una altura Δh = 5 m en un tiempo t = 60 s. El elevador se acciona con un motor eléctrico de corriente continua en serie con un reductor de engranajes. Según el catálogo del fabricante, el rendimiento del reductor de engranajes es η red = 0,70. El motor se alimenta con una tensión U = 220 V, gira a una velocidad n = min 1 y tiene un rendimiento electromecánico η mot = 0,78. Si las resistencias pasivas en el elevador se consideran despreciables, determine: a) La potencia mecánica P carga requerida para elevar la carga. [0,5 puntos] b) La potencia P m y el par Γ m en el eje de salida del motor. c) La intensidad I que consume el motor eléctrico. [0,5 puntos] d) La potencia total disipada P dis por el conjunto motor-reductor. [0,5 puntos] 3

4 OPCIÓN B Ejercicio 3 La placa de aluminio de la figura, de grosor e = 5 mm, está articulada al suelo en el punto O. Para mantenerla en reposo se utiliza un cable de acero que se fija en el punto A y que tiene la dirección que se muestra en la figura. El cable tiene una sección circular de diámetro d = 2 mm. La densidad del aluminio es ρ aluminio = kg/m 3 y el módulo elástico del acero es E acero = 207 GPa. a) Dibuje el diagrama de cuerpo libre de la placa. [0,5 puntos] Determine: b) La masa m de la placa. [0,5 puntos] c) La fuerza T que realiza el cable, y las fuerzas horizontal F h y vertical F v en el punto O. d) La tensión normal σ del cable y su alargamiento unitario ε. Si el límite elástico del acero es σ e,acero = 350 MPa, el cable llega a deformarse de forma permanente? [0,5 puntos] Ejercicio 4 Una farola para exteriores consta de quince ledes conectados tal como muestra el circuito de la figura. La caída de tensión de cada led es U led = 3,4 V. Para regular la iluminación, la farola puede alimentarse con n = 3 o 4 baterías conectadas en serie. Cada batería proporciona una tensión U bat = 12 V y tiene una capacidad c bat = ma h. Entre las baterías y los ledes hay una resistencia R. Cuando hay n = 4 baterías conectadas, por cada led pasa una corriente I led,4 = 25 ma. Para esta configuración, determine: a) El valor de la resistencia R. [0,5 puntos] b) La energía consumida E total en el tiempo t = 8 h. [0,5 puntos] c) El tiempo t bat,4 que duran las baterías. [0,5 puntos] Para la configuración con solo n = 3 baterías conectadas en serie, determine: d) La nueva intensidad I led,3 que circula por cada led. [0,5 puntos] e) El tiempo t bat,3 que duran las baterías. [0,5 puntos] L Institut d Estudis Catalans ha tingut cura de la correcció lingüística i de l edició d aquesta prova d accés

5 Proves d accés a la universitat Tecnología industrial Serie 5 La prueba consta de dos partes de dos ejercicios cada una. La primera parte es común y la segunda tiene dos opciones (A y B). Resuelva los ejercicios de la primera parte y, para la segunda parte, escoja UNA de las dos opciones (A o B) y haga los ejercicios de la opción elegida. Primera parte Ejercicio 1 [2,5 puntos] [En cada cuestión solo puede elegirse UNA respuesta. Cuestión bien contestada: 0,5 puntos; cuestión mal contestada: 0,16 puntos; cuestión no contestada: 0 puntos.] Cuestión 1 Un tren de alta velocidad ha transportado durante un año a 3,2 millones de pasajeros. El tren está formado por 8 vagones y tiene una capacidad nominal total de 405 pasajeros. Si el tren realiza 28 trayectos diarios, cuál ha sido el porcentaje de ocupación media del tren? a) 9,7 % b) 77,3 % c) 37,0 % d) 39,1 % Convocatòria 2017 Cuestión 2 En un año, 2,931 millones de vehículos pasaron la inspección técnica de vehículos (ITV) en Catalunya. El 82 % de los vehículos superaron la revisión sin defectos o con defectos leves, y los demás tenían defectos graves o muy graves que les obligaron a pasar una segunda revisión una vez reparados. Esta segunda revisión fue superada por el 85 % de los vehículos. Cuántos vehículos no superaron la ITV? a) vehículos. b) vehículos. c) vehículos. d) vehículos.

6 Cuestión 3 Una resistencia de 4,7 Ω está hecha de hilo de constantán de 0,61 mm de diámetro y una resistividad de 0,49 μω m. Cuál es la longitud del hilo de constantán utilizado? a) 9,592 m b) 1,121 m c) 2,803 m d) 3,569 m Cuestión 4 Un estudio sobre el transporte de una mercancía concluye que el coste del transporte marítimo es de 0,87 /km, el del transporte por carretera es de 1,69 /km y el del transporte ferroviario es de 1,03 /km. En el caso del transporte marítimo, la velocidad media es de 33 km/h y la distancia a recorrer de km; en el caso del transporte por carretera, la velocidad media es de 35 km/h y la distancia es de km; en el caso del transporte ferroviario, la velocidad media es de 50 km/h y la distancia es de km. Cuál de los tres transportes es más rápido y cuál es más económico? a) El más rápido es el transporte por carretera y el más económico es el ferroviario. b) El más rápido es el transporte por carretera y el más económico es el marítimo. c) El transporte ferroviario es el más rápido y también el más económico. d) El más rápido es el transporte ferroviario y el más económico es el marítimo. Cuestión 5 La velocidad de sincronismo de un motor asíncrono, que está conectado a una red de tensión U = 230 V y frecuencia f = 50 Hz, es de 750 min 1. Cuál será la velocidad de sincronismo si se conecta a una red de tensión U = 120 V y frecuencia f = 60 Hz? a) 900 min 1 b) 552 min 1 c) 750 min 1 d) 391 min 1 Ejercicio 2 Un coche con un motor de cuatro cilindros en línea tiene un sistema automático para desconectar dos de estos cilindros a partir de la lectura de un sensor en el acelerador. El sistema mantiene conectados los cuatro cilindros, y permite desconectar dos si la demanda de aceleración es baja y se ha mantenido baja en el último kilómetro. Los dos cilindros solo se desconectan si la velocidad del motor es min 1 < n < min 1. Responda a las cuestiones que hay a continuación utilizando las siguientes variables de estado: velocidad del motor: m = { 1: si 1400 min 1 < n < min 1 ; 0: en caso contrario aceleración actual: aa = 1: demanda alta { 0: demanda baja ; aceleración en el último km: ad = 1: demanda alta { 0: demanda baja ; cilindros conectados: c = 1: los cuatro { 0: solo dos a) Elabore la tabla de verdad del sistema. b) Determine la función lógica entre estas variables y, si conviene, simplifíquela. c) Dibuje el esquema de contactos equivalente. [0,5 puntos] 2

7 Segunda parte OPCIÓN A Ejercicio 3 α α = 35 Un cartel luminoso está formado por las letras P, A y U, tal como muestra la figura, construidas con tubo luminoso. El tubo luminoso consume P tubo = 60 W/m cuando se conecta a la red de tensión U = 230 V. Determine: a) Las longitudes de tubo luminoso L P, L A y L U necesarias para construir cada letra. b) Las potencias P P, P A y P U consumidas por cada letra. [0,5 puntos] Para que el cartel sea más vistoso, las letras se iluminan secuencialmente durante dos segundos cada una. Se estudian dos opciones: la primera opción seguiría la secuencia P-A-U / P-A-U /, y la segunda opción seguiría la secuencia P-A-U-A / P-A-U-A / Determine: c) La energía, en kw h, consumida por el cartel en cada caso en t = 3 h de funcionamiento. Ejercicio 4 Un ascensor que puede elevar una carga de hasta m c = 320 kg dispone de un contrapeso de masa m cp = 120 kg. Se acciona mediante un motor eléctrico de rendimiento η = 0,82, que hace girar una polea por la que circulan cintas planas de acero recubiertas de poliuretano. El recorrido de las cintas hace que la relación entre la velocidad de subida de la carga v c y la velocidad de bajada del contrapeso v cp sea la siguiente: Si las resistencias pasivas se consideran despreciables y la carga sube a una velocidad v c = 1 m/s, determine: a) La potencia mecánica P mec necesaria para elevar la carga máxima. b) La potencia eléctrica P eléctr consumida. [0,5 puntos] c) La masa de la carga para la que el motor debe desarrollar una potencia nula. [0,5 puntos] Si la carga está soportada por n = 6 cintas y cada cinta tiene una sección rectangular s = 30 mm 2,5 mm, determine: d) La tensión normal σ n máxima que soportan las cintas. [0,5 puntos] 3

8 OPCIÓN B Ejercicio 3 U e U s U e = 24 V Para medir una distancia se utiliza un potenciómetro lineal como el que muestra la figura. El palpador móvil cambia el punto de medida del voltaje de salida U s haciendo que varíen las resistencias R 1 y R 2. La suma de las resistencias R = R 1 + R 2 se mantiene constante e igual a R = 5 kω. Si el circuito se alimenta con una tensión U e = 24 V: a) Determine la intensidad I que circula por el circuito. [0,5 puntos] b) Determine la tensión medida U s cuando R 1 = 2 kω. [0,5 puntos] c) Dibuje, de manera aproximada e indicando las escalas, la curva de la tensión de salida U s en función de la resistencia R 1, para 0 R 1 5 kω. Si el sistema está calibrado para que la distancia medida sea d = 150 mm para R 1 = 0, y sea d = mm para R 1 = 5 kω: d) Determine el factor de sensibilidad k = ΔU s / Δd del sensor. [0,5 puntos] Ejercicio 4 Una central eléctrica de ciclo combinado produce electricidad mediante dos ciclos termodinámicos: un primer ciclo de combustión de gas natural, de poder calorífico p = 32,1 MJ/kg, y un segundo ciclo en el que se aprovecha el calor residual del primer ciclo para mover una turbina de vapor. El gas natural se distribuye licuado, con una densidad ρ = 0,423 kg/l, y en la central se queman V = m 3 de este gas licuado en 24 h. La potencia eléctrica que proporciona la central es P eléctr = 390 MW. Determine: a) La potencia media consumida P cons por la central. b) El rendimiento total η de la central eléctrica. [0,5 puntos] c) El rendimiento del ciclo de gas η g si el rendimiento del ciclo de vapor es η v = 0,31. L Institut d Estudis Catalans ha tingut cura de la correcció lingüística i de l edició d aquesta prova d accés