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

Transcripción

1 PRUEBS DE CCESO L UNERSDD LOGSE CURSO CONOCTOR: SEPTEMBRE ELECTROTECN EL LUMNO ELEGRÁ UNO DE LOS DOS MODELOS Crteros de calfcacón- Expresón clara y precsa dentro del lenguaje técnco y gráfco s fuera necesaro Capacdad para el planteamento de problemas y procedmentos adecuados para resolverlos, utlzando los algortmos y undades adecuadas para su desarrollo La prueba se calfcará sobre dez, las cuestones, así como cada ejercco se puntúan sobre 2,5 puntos La puntuacón de cada ejercco se dstrbuye por gual en cada uno de los apartados 1 Cuestones OPCÓN a Explcar por qué es convenente lmtar la corrente de arranque en certos motores Cómo se lleva a cabo? El arranque de los motores asíncronos requere una corrente elevada que puede provocar una caída de tensón en los demás consumdores, de forma especal s la seccón de los cables de almentacón del motor no es lo sufcentemente grande, veces, esta caída de tensón se hace notar en los aparatos de alumbrado Para evtar el ncremento de la corrente ( a veces la corrente de arranque puede llegar a ser 6 veces superor a la nomnal) se utlzan dversos sstemas de arranque, los más utlzados son: nsercón de una mpedanca estatórca, arranque por autotransformador y arranque estrella trángulo b Razonar s es posble verfcar los dodos con un ohmímetro e dentfcar el termnal del cátodo Cuando se conecta la punta de prueba roja (+) del ohmímetro al ánodo y la punta de prueba negra (-) al cátodo, la pla nterna del aparato lo polarza drectamente y lo hará conducr S se conecta al revés, el ohmímetro marcará, por el contraro, una resstenca muy grande, pues queda polarzado nversamente y no conduce c En un crcuto en sere RLC, conectado a una C senodal, Por qué la suma artmétca de las tensones en cada uno de los elementos no es gual a la total aplcada? Dado que las respectvas tensones son funcones snusodales, y que pueden estar desfasadas, el valor máxmo de la suma no concde con la suma de los valores máxmos Por ejemplo: π 6cosωt+ 8cos( ωt+ ) 14cos( ωt+ α) 2 π 6 cosωt+ 8cos( ωt+ ) = 10 cos( ωt+ 0,93) 2

2 d Justfcar por qué la ntensdad de corrente que atravesa una lámpara ncandescente es mayor en el nstante de abrr el nterruptor Como la ncandescenca es producda por el calentamento de un flamento (hlo conductor), y la resstenca de dcho flamento aumenta al aumentar la temperatura según la ley: [ α ] R() t = R( t )1 + ( t t ) 0 0 Sendo: R() t Resstenca a la temperatura t R( t 0) Resstenca a la temperatura t 0 α : Coefcente de varacón de la resstenca con la temperatura correspondente a la temperatura t 0 Según esto, al encender la lámpara la temperatura del flamento es más baja y por lo tanto tambén lo será su resstenca Según la ley de ohm =, con lo que la corrente será mayor en ese nstante R e Dado que no hay contacto eléctrco entre el prmaro y el secundaro de un transformador, cómo se consgue transferr la energía eléctrca de un devanado a otro? Por medo del fenómeno de la nduccón electromagnétca S se hace pasar una corrente varable en el tempo por el prmaro se generará un flujo magnétco varable en el tempo que al atravesar el secundaro generará una fuerza electromotrz nducda 2 Dada la asocacón de condensadores de la fgura calcular: a) Capacdad equvalente de los condensadores C 1 y C 2 b) Capacdad total de la asocacón c) Carga total d) Carga del condensador C 3 12μF μF C 1 C 2 10μF Solucón: a) Conexón sere: C = + = + = ; C1,2 = 4 μf C1,2 C1 C b) C 1,2 y C 3 paralelo; C1,2,3 = C1,2 + C3 = 4 μf + 10 μf = 14 μf c) Qtotal = C1,2,3 = 14 μf 20 = 280 μc d) Q3 = C3 = 10 μf 20 = 200 μc

3 3 El crcuto de la fgura está formado por generadores de corrente contnua, en los que se consderan sus resstencas nternas y de carga; averguar: a) ntensdades de cada rama ndcando cuál de los dos generadores de la rama central actúa como motor (fcem) b) Tensón en bornes de cada generador c) Energía consumda durante 5 horas y meda por la resstenca de 6 Ω 5 Ω ε=5 r=2 Ω 3 Ω ε=3 r=1 Ω 2 Ω ε=6 r=2 Ω 6 Ω Solucón: 5 Ω 3 Ω ε=3 r=1 Ω 1 2 ε=5 r=2 Ω 2 Ω ε=6 r=2 Ω 6 Ω Las ecuacones correspondentes a las dos mallas son: = = la solucón del sstema es : 1 = 0,521 ; 2 = 0,036, por tanto por la rama central la ntensdad será: 1+ 2 = 0,557 b) Q ε=5 r=2 Ω 0,521 P = 5 0,521 2 = 3,96 Q P R ε=3 r=1 Ω 0,557 S N ε=6 r=2 Ω 0,557 M = 3+ 0,557 1= 3,56 = 6 0,557 2 = 4,89 M R N S c) 2 2 U = Rt = 0, ,5 = 0,043 W h= 153,96 J

4 4 En la tabla que se adjunta aparecen los datos de un motor de corrente alterna asíncrono trfásco S se conecta a una red de 400, 50 Hz; calcular: a) Potenca absorbda de la red b) Tpo de conexón del motor a la red y velocdad de sncronsmo s dcho motor tene 4 polos c) Deslzamento del motor d) ntensdad que consume el motor y pérddas totales P (C) U() cosφ n (rev/mn) η 2 230/ % Solucón: a) b) c) d) Pu 2 C Pab = = = 2,5 C = 1840 W η 0,8 El motor ha de conectarse en estrella dado que la máxma tensón que pueden soportar los devanados es de 230 (230/400) y la línea es de f mn 1 ns = = = rev p 2 ns n s = = 0, 0266 = 2, 66% ns P 1840 = ab = = 3,32 3 U cosϕ 4000,8 3 P = P P = 0,5 C = 368 W P ab u

5 1 Cuestones OPCÓN B a Explcar cuál es la funcón que desempeña el conjunto de colector de delgas y escobllas de un generador de CC El colector de delgas gra junto al rotor, mentras las escobllas permanecen fjas y rozan sobre el colector Este al estar partdo en lámnas y conectadas cada una de ellas a una bobna del rotor, al r grando junto con este, camba la bobna a la cual se le aplca la exctacón b Medmos la resstenca del bobnado de un motor antes de haber funconado (a la temperatura de 20ºC), obtenendo un resultado de 4 Ω Determnar la resstenca que alcanzará cuando esté en 3 1 funconamento a una temperatura de 75ºC (Coefcente de temperatura α = 3,9 10 K ) [ α ] R() t = R( t )1 + ( t t ) 0 0 Sendo: R() t Resstenca a la temperatura t R( t 0) Resstenca a la temperatura t 0 α : Coefcente de varacón de la resstenca con la temperatura correspondente a la temperatura t 0 = + = Ω 3 R(75º ) 4 1 3,9 10 (75 20) 4,86 c l conectar un oscloscopo a una fuente de tensón senodal, aparece en su pantalla la magen de la fgura Determnar la frecuenca, valor máxmo, valor efcaz y la expresón de la tensón en un nstante (volt) t (ms) De la fgura se deduce que el valor máxmo del voltaje es vm = 6 y que el 3 perodo de la señal es: T = s = 0,15 s Por consguente el valor efcaz es: e = = 3 2, como T π ; π 2 f π = ω = = π = rad s 2 ω T 0,15 2π v( t) = 6cos t 0,15 d En una nstalacón eléctrca doméstca dos lámparas están conectadas de modo que al fundrse una de ellas deja de funconar la otra Cómo están conectadas? Están conectadas en sere ya que en este caso la corrente que atravesa las dos resstencas es la msma S se funde una, mpedrá que la corrente llegue a la otra

6 e Con qué confguracón de (voltímetro) y (amperímetro) se mde la corrente y la dferenca de potencal a través del elemento señalado Justfcar la respuesta (a) (b) (c) La opcón correcta es la b) con el voltímetro (gran mpedanca) conectado en paralelo y el amperímetro (pequeña mpedanca) en sere 2 Se construye una resstenca R arrollando un hlo de alumno de 4464,28 m de longtud y 25 mm 2 de seccón (Resstvdad del alumno 8 ρ l = 2,8 10 Ω m ) a) Calcular el valor de la resstenca R b) S dcha resstenca se coloca en el crcuto de la fgura, cuál será la lectura del amperímetro? c) De las dos baterías del crcuto, cuál de ellas funcona como motor (consume energía) y cuál como generador (aporta energía)? Calcule la energía aportada al crcuto durante 2 horas por la batería que actúe como generador Solucón: 10, 1Ω R 12, 1Ω l ,28 m R= ρ = 2,810 Ω m = 5 Ω 6 2 S 2510 m El crcuto a resolver se muestra en la fgura Las ecuacones correspondentes a las dos mallas son: = = la solucón del sstema es : 1 = 0 ; 2 = 2, por tanto el amperímetro ndcará 2 10, 1Ω 1 2 5Ω 12, 1Ω La batería de 12 es la que actúa como generador, por consguente la energía que aporta al crcuto es: U = ε t = = 24 W h= J = J

7 3 Un crcuto sere está consttudo por una resstenca, un condensador y dos bobnas conectados a una fuente de tensón alterna, tal como muestra la fgura verguar: a) mpedancas y trángulo de mpedanca del crcuto b) ntensdad y ángulo de desfase entre tensón e ntensdad c) Potencas actva, reactva y aparente consumdas en el crcuto Hz 15 Ω 100 mh 91,1 mh 79,6 μf Solucón: ω = 2π f = 2 3,14 50 = 314 rad s L= L + L = ,1 = 191,1 mh a) X L = ωl= = 60 Ω 1 1 X C = = = 40 Ω 6 ωc ,6 10 X = X X = = 20 Ω L C = + = + = Ω Z R X 100 = = = 4 Z 25 b) X 20 ϕ = arctan = arctan = 53,13º R 15 X L =60 Ω X C =40 Ω Z=25 Ω X=20 Ω R=15 Ω c) S = = = 400 P= cosϕ = 400 cos53,13º = 240 W Q = senϕ = 400 sen53,13º = 320 R

8 4 Un motor de corrente contnua exctacón paralelo se conecta a una red de 300 S la fuerza contraelectromotrz de dcho motor es de 260, las resstencas de los devanados de exctacón e nducdo son de 150 Ω y 0,8 Ω respectvamente y el valor del reostato de arranque es de 2,2 Ω; calcular: a) Esquema de conexón del motor b) ntensdad nomnal c) ntensdad de arranque con reostato y sn él d) Rendmento de dcho motor s sólo se consderan pérddas por efecto Joule en los devanados Solucón: ex U R ex R E b) Del crcuto de la fgura se deduce: ex U 300 = = = 2 R 150 Ω ex U E = = = 50 R 0,8 Ω = + = 52 c) En el arranque (E =0) sn reostato a ex U 300 = = = 375 R 0,8 Ω = + = = 377 a ex a d) En el arranque (E =0) con reostato U 300 = a 100 R + R = (0,8 + 2,2) Ω = e) ex = + = = 102 a ex a 2 2 Pu Pab PCu U ( ex Rex + R) E η = = = = = 0,833 = 83,3% P P U U ab ab