PRUEBAS DE ACCESO A LA UNIVERSIDAD L.O.G.S.E.

Transcripción

1 PRUES DE ESO L UNVERSDD L.O.G.S.E. URSO ONVOTOR JUNO ELETROTEN EL LUMNO ELEGRÁ UNO DE LOS DOS MODELOS riterios de calificación.- Expresión clara y precisa dentro del lenguaje técnico y gráfico si fuera necesario. apacidad para el planteamiento de problemas y procedimientos adecuados para resolverlos, utilizando los algoritmos y unidades adecuadas para su desarrollo. La prueba se calificará sobre diez, las cuestiones, así como cada ejercicio se puntúan sobre,5 puntos. La puntuación de cada ejercicio se distribuye por igual en cada uno de los apartados. 1. uestiones MODELO 1 a. ndique qué aparatos de medida son los señalados en la figura b a El primer aparato b está en serie con la resistencia; es un amperímetro. El situado en la parte derecha del circuito es un voltímetro. b. Se puede utilizar un transformador con corriente continua? Explique su respuesta. Qué ocurre si un transformador proyectado para 10 V de corriente alterna se conecta a una línea de 10 V de corriente continua? No, puesto que la ley física en que se basa el funcionamiento de un transformador es la ley de inducción de Faraday-Lenz. Si se utiliza corriente continua, no hay variaciones del campo magnético y por tanto el flujo permanece constante, no aparecerá por tanto, f.e.m inducida en el secundario; esto es, en el circuito del secundario no ocurre nada, pero debido al efecto Joule, el circuito del primario se calentará, pudiendo llegar a quemarse. También se conseguiría magnetizar permanentemente el núcleo. c. Un circuito serie, compuesto por una resistencia y un condensador plano, se conecta a una fuente de tensión alterna. Razone de qué forma varía la impedancia del circuito si entre las placas del condensador se introduce un dieléctrico La impedancia de un circuito RL serie viene dada por: 1 ( ) Z = R + Lω = R + XL X, ω al introducir un dieléctrico entre las placas del condensador, la capacidad aumenta, por tanto disminuye X, luego ( X L X ) aumenta y por consiguiente también aumentará la impedancia Z.

2 d. ndique razonadamente si en una carga trifásica conectada en estrella la tensión de línea es mayor, menor o igual que la tensión de fase U R Las tensiones entre conductores activos es lo que se conoce como tensión de línea, compuesta o entre V F V L fases, siendo la tensión entre cada conductor y el neutro la tensión simple N V L o de fase. V V F W S Si representamos de forma vectorial este sistema, V F U V L T V = V = V cos30 = WV ST VN V = V = 3 V ST L F V F 3 30º W N 30º V e. alcule la tensión de salida, V d, en el circuito esquematizado en la figura, suponiendo que el diodo es ideal 10 Ω 60V V d l ser el diodo ideal y estar polarizado directamente el potencial entre sus extremos es cero. Si estuviese polarizado inversamente V d sería 60 V.

3 8 V. partir del esquema eléctrico del siguiente circuito, determine: a) Resistencia total equivalente e intensidad que atraviesa el generador b) Potencia útil y potencia perdida en el generador. Rendimiento del mismo c) ntensidad que circula por cada resistencia r=1,5ω Ω Ω Solución: 3 Ω Vamos a reducir el circuito a otro más sencillo,,4 Ω Ω 3 Ω ; R,4 R = = 5 = Ω ; R 1 R = = 6 = Ω 8 V r=1,5ω 8 V r=1,5ω, Ω 5, R =, = 5, eq

4 La intensidad que suministra el generador es: 8 = 4 1,5 + 5, 4 La potencia útil viene dada por P = ε = 8 4 = 11 W. y el rendimiento : teorica Putil = ε r = ,5 = 88 W Putil 88 η = = = 0,78 P 11 teorica r=1,5ω 8 V, 4 Ω r=1,5ω 4 5, V V = 4,4= 9,6V 4 9,6 9,6 6Ω = = 1, 6 ; 4Ω = =, 4 6 4, Ω 3 Ω V V = 4 1= 4V Ω = = ; Ω = = ; 3Ω = 6 3 3

5 3. La figura representa un circuito RL serie. Determine: a) mpedancia y dibuje el triángulo de impedancias b) ntensidad c) Potencias activa, reactiva y aparente d) apacidad del condensador que hay que colocarle para subir el factor de potencia a 0.98 G V=0 V f=47.77 Hz 0 Ω 300mH 150 µf Solución: ω = π f = 3,14 47, s X X L = Lω = 0,3 300 = 90 Ω = = = Ω 6 ω 150i Z = R + ( X X ) = Ω L X L X = 67,78 Ω ϕ R = 0 Ω Del triángulo de potencias se deduce: 0 67, 78 cosϕ = = 0.8 ; senϕ = = 0, V 0 = = = 0, 8 Z Potencia aparente S = V = = 5, 66 V Potencia activa P= Scosϕ = = 1.58 W Potencia reactiva Q= Ssenϕ = ,97 = 5,43 VR Ptag ( ϕi tagϕ r) 1.58(3.39 0, ) = = = 4 µ F V ω Se ha tenido en cuenta que: tagϕ i = = ,98 senϕr = 1 0,98 ; tagϕr = = 0, 0,98

6 4. Un motor de corriente continua excitación shunt (paralelo) tiene las siguientes características: tensión en bornes 400 V, resistencia de las bobinas inductoras 00 Ω, resistencia del inducido 0.5 Ω y corriente absorbida 30. alcule: a) ntensidad de corriente en el inducido y en el inductor b) Fuerza contraelectromotriz del motor c) ntensidad en el arranque d) Resistencia del reostato a conectar en el arranque para que la intensidad del inducido durante el arranque sea de dos veces la intensidad nominal Solución: V 00 Ω 0,5 ε a) Del esquema de la figura es fácil deducir que: 400 ext = = ; i = 30 = 8 00 b) 400 = 8 0,5 + ε; ε = = 393 V c) En el arranque ε = 0, por tanto, el circuito queda representado por: a ext i 400 V 00 Ω 0, ext = = ; i = = 1600 ; a = ext + i = , 5 d) ( i = 3 0= 60 ) Observando el circuito de la siguiente figura se obtiene: Ra ,5 = 400; Ra = 0,5 = 6,4 60 a =6 ext = 400 V 00 Ω i =60 R a 0,5

7 PRUES DE ESO L UNVERSDD L.O.G.S.E. URSO ONVOTOR JUNO ELETROTEN EL LUMNO ELEGRÁ UNO DE LOS DOS MODELOS riterios de calificación.- Expresión clara y precisa dentro del lenguaje técnico y gráfico si fuera necesario. apacidad para el planteamiento de problemas y procedimientos adecuados para resolverlos, utilizando los algoritmos y unidades adecuadas para su desarrollo. La prueba se calificará sobre diez, las cuestiones, así como cada ejercicio se puntúan sobre,5 puntos. La puntuación de cada ejercicio se distribuye por igual en cada uno de los apartados. 1. uestiones MODELO a. Un circuito serie, compuesto por una resistencia y una bobina, se conecta a una fuente de tensión alterna. Razone de qué forma varía la impedancia del circuito si en el interior de la bobina se introduce un núcleo de hierro l introducir un núcleo de hierro, como la permeabilidad magnética de este es mayor que la del vacío, aumenta el coeficiente de autoinducción de la bobina y por consiguiente la impedancia Z aumenta, dado que, esta es igual a: Z = R + Lω ω b. Para la asociación de condensadores de la figura, calcule la capacidad equivalente entre los puntos y 1 4 µf 4 µf 6 µf 3 µf 9 µf,77 µf = 3 µ F + 6 µ F = 9 µ F = + = ; eq = =.77 µ F eq c. qué son debidas las pérdidas en el cobre en un transformador? Y las del hierro? Las pérdidas en el cobre son debidas al calor generado por efecto Joule en los conductores del primario y del secundario. En el hierro, son debidas a la histéresis y corrientes parásitas o de Foucault en el núcleo del transformador. d. Explique brevemente el arranque estrella-triángulo de un motor asíncrono onsiste en conectar el motor primero en estrella para, una vez arrancado, conmutar a la conexión en triángulo. sí se consigue que cada una de las bobinas del motor quede sometida a una tensión 3 inferior que si se hubiese conectado en triángulo, con lo cual la intensidad en el arranque queda disminuida a la tercera parte respecto al arranque directo en triángulo.

8 e. Razone cuál es el desfase entre la tensión en un condensador y la tensión en una bobina ideal, con respecto a la intensidad en un circuito serie RL de corriente alterna En el condensador la tensión está retrasada π/ respecto a la intensidad, en una bobina ideal la tensión está adelantada π/. V L V. Un alambre de cierto material tiene 10 m de largo, 1 mm de diámetro y una resistencia de 5Ω a 0 º. a) uánto vale la resistividad del material a 0 º b) Qué resistencia tendrá a una temperatura de 50 º, si el coeficiente de temperatura α del material es º -1? c) alcule la resistencia a una temperatura de 0 º de un segundo alambre de 5 m de longitud y 4 mm de diámetro, construido con el mismo material Solución: 3 ( i m) l RS 5Ω π 0,510 7 a) Dado que R = ρ ; ρ = = = 3,9310 i Ωm S l 10m b) Teniendo en cuenta la dependencia de la resistencia con la temperatura, R = 5( 1+ 0,006 (50 0) ) = 5,9 Ω l c) Sustituyendo los valores numéricos en la expresión R = ρ S 7 5m R= 3,93i10 Ω m = 0,15 3 π 10 i m ( )

9 3. Determine, para el circuito de la figura: a) ntensidad de cada rama b) Diferencia de potencial V -V c) Potencia consumida en la resistencia de 5 V 10 V Mediante el método de las corrientes cíclicas de Maxwell, se obtiene: = = V uya solución es: 1 = ; =, el signo 8 8 negativo de 1, significa que el sentido real es contrario al supuesto. 10 V En la figura se muestran las intensidades por cada una de las ramas V 5 45 V = 5 1 = V 8 8 5/8 5 V 15/8 10 V 10/8 La potencia consumida en la resistencia de 4Ω, dado que la intensidad que la pasa por ella es =10/8 = 5/4 P 5 5 = R = 4= = 6,5 W 4 4

10 4. Una instalación trifásica a 400 V y 50 Hz tiene conectados los siguientes receptores: carga trifásica de 10 kw con factor de potencia 0.8 y un motor de 13 kw con factor de potencia on estos datos se pide: a) Potencias activa, reactiva y aparente total b) ntensidad consumida por cada receptor c) ntensidad total de la instalación trifásica y factor de potencia total ϕ S P=S cosϕ Q=S senϕ omo conocemos P y el factor de potencia, nos será útil relacionar P (potencia activa) Q con Q (potencia reactiva); del triángulo de potencias se deduce que: = tanϕ Q= Ptanϕ P Vamos a construir la siguiente tabla: Receptor P cosϕ tanϕ Q=P tanϕ 1 10 kw kvar 13 kw kvar Total 3 kw 15.8kvar Del triángulo de potencias se deduce que: S t =7.91 kv Q t =15.8kVr ϕ P t =3 kw b) S = + = kv 15.8 tanϕ = = 0.69 ϕ = 34.60º 3 cosϕ = 0.8 P 1 1 = = = 1 = = = U cosϕ P U cosϕ La intensidad total la obtenemos de la potencia aparente : t St 7910 = = = 40.8 ó U t Pt 3000 = = 40.8 U 3 cosϕ