CUESTIONES (MASTER ESYR) Principios de electrónica 1. Fórmula que relaciona la corriente y la tensión en una resistencia (ley de Ohm) 2. Fórmula que relaciona la corriente y la tensión en un condensador 3. Fórmula que relaciona la corriente y la tensión en una bobina 4. Como se comporta un condensador si en nuestro circuito solo hay fuentes constantes que no varían en el tiempo? 5. Como se comporta una bobina si en nuestro circuito solo hay fuentes constantes que no varían en el tiempo? 6. Qué diferencia una fuente de tensión real de una ideal? 7. Qué diferencia una fuente de corriente real de una ideal? 8. Identificar correctamente todos los nodos de un circuito 9. Es posible conectar dos fuentes de tensión ideales de valores V 1 V 2 en serie? Por qué? 10. Es posible conectar dos fuentes de tensión ideales de valores V 1 V 2 en paralelo? Por qué? 11. Es posible conectar dos fuentes de tensión reales de valores V 1 V 2 en serie? Por qué? 12. Es posible conectar dos fuentes de tensión reales de valores V 1 V 2 en paralelo? Por qué? 13. Es posible conectar dos fuentes de corriente ideales de valores I 1 I 2 en serie? Por qué? 14. Es posible conectar dos fuentes de corriente ideales de valores I 1 I 2 en paralelo? Por qué? 15. Es posible conectar dos fuentes de corriente reales de valores I 1 I 2 en paralelo? Por qué? 16. Es posible conectar dos fuentes de corriente reales de valores I 1 I 2 en serie? Por qué? 17. Como se calcula la tensión Thevenin de un circuito entre dos de sus terminales? 18. Como se calcula la corriente Norton de un circuito entre dos de sus terminales? 19. Qué valor debe tener la resistencia que conectemos como carga a un circuito con fuentes de alimentación constantes para que se transfiera la máxima potencia posible que genera ese circuito? 20. Cuánto vale la impedancia de una resistencia en régimen permanente sinusoidal? 21. Cuánto vale la impedancia de una bobina en régimen permanente sinusoidal? 22. Cuánto vale la impedancia de un condensador en régimen permanente sinusoidal? 23. Cuánto vale la admitancia de una resistencia en régimen permanente sinusoidal? 24. Cuánto vale la admitancia de una bobina en régimen permanente sinusoidal? 25. Cuánto vale la admitancia de un condensador en régimen permanente sinusoidal? 26. Qué componentes electrónicos utilizaría para implementar una impedancia Z= 10 + 15j (Ω) en un circuito funcionando a w= 5 rad/s? que valor tendrían los componentes empleados? 27. Qué componentes electrónicos utilizaría para implementar una impedancia Z= 10-10j (Ω) en un circuito funcionando a w= 1000 rad/s? que valor tendrían los componentes empleados? 28. Cuánto vale la potencia media o activa que consume un condensador? 29. Cuánto vale la potencia media o activa que consume una bobina? 30. Cuánto vale la potencia reactiva que consume una resistencia? 31. Cómo se calcula el factor de potencia? 32. Qué interesa más tener un factor de potencia bajo o alto? Porque? 33. En que unidades se mide la potencia activa? 34. En que unidades se mide la potencia reactiva? 35. En que unidades se mide la potencia aparente? 36. Qué valor debe tener la impedancia que conectemos como carga a un circuito en régimen permanente sinusoidal para que se transfiera la máxima potencia posible que genera ese circuito?
6 3 37. Qué tipo de trayecto de la corriente en el cuerpo humano es más dañina: horizontales o verticales? 38. Qué es más dañino: una descarga de alta tensión pero baja corriente, o una descarga de baja tensión pero muy alta corriente? 39. Qué tejido se dañaría con mayor facilidad: la piel o los nervios? Por qué? 40. Por qué es importante reducir la humedad en entornos eléctricos? EJERCICIOS TEMA 1: ANALISIS BÁSICO DE CIRCUITOS Asociaciones serie-paralelo de R, L, C, Fuentes Transformación de fuentes Cálculo de Rthevenin Máxima transferencia de potencia 1. De los siguientes circuitos, determínese cual de ellos es posible y cual no. 5A 10V 10V 5A 10V 5V a) b) c) -5A 2A 2A 5A 5A 10V d) e) f) 2. Calcular la tensión de salida V o en el siguiente circuito utilizando las leyes de Kirchoff (KCL y KVL). i o =0 3 3 + 6A 4A V o - 3. Calcúlese V 0 en los siguientes circuitos.
30 20 20 5 10 a) 40V 10 + V o - b) 5V 10 20 + V o - 15 c) i? R 1 R 3 + V s R 2 V o - 4. Hállese el valor de i x e i 0 en el circuito siguiente: 8A i x 5 i o 5. Para el siguiente circuito, calcúlese la potencia disipada en la resistencia de 5Ω. Determínese también la potencia cedida por la fuente.
50 20 20 10 6 10 8 2 i 5A 5 6. Calcúlese el valor de V x. + V X - 20 10 10 20V 7. Para el siguiente circuito calcúlese: a) La potencia disipada en las resistencias. b) La potencia cedida/absorbida por las fuentes. 10 120V 6A 6A 8. Especifique el valor de las resistencias en el circuito que se dibuja, de manera que se satisfagan los siguientes criterios de diseño: i g = 16mA V g = 4V i 1 = 2 i 2 i 2 = 10 i 3 i 3 = i 4
i 1 i 2 i 3 i 4 + i g V g R 1 R 2 R 3 R 4-11. Considere el circuito de la figura para una alimentación (Vg) de 24 voltios..1. Hallar el valor de la corriente (I) que recorre el circuito. a. 2 ma b. 2 A c. 40 ma d. Ninguna de las anteriores.2. Hallar la caída de tensión en la resistencia de 6 KΩ. a. 10 V b. 6 V c. 12 V d. Ninguna de las anteriores.3. Hallar la potencia consumida por la resistencia de 2K. a. 8 mw b. 10 W c. 80 mw d. Ninguna de las anteriores 11. Considere el circuito de la figura para una alimentación (Vg) de 12 voltios.
.1. Hallar el valor de la corriente que debe proporcionar la fuente Vg. a. 1 ma b. 11 ma c. 2 A d. Ninguna de las anteriores..2. Hallar la potencia consumida por la resistencia de 2 KΩ. a. 1 W b. 10 mw c. 72 mw d. Ninguna de las anteriores. 11. Considere el circuito de la figura cuando V 1 = V 2 = 2 V, R 1 = 1KΩ, R 2 = 2 KΩ.1. Halla el valor de la corriente que recorre la resistencia R2: a. 2 ma b. 0,5 A c. 0,8 ma d. Ninguna de las anteriores.
13. Dado el circuito de la figura 2: Figura 2 R4= 2 Ω R5= 4 Ω R6= 5 Ω V 1 = 20 V I A = 5 A I B = 2 A 1) La tensión en el nodo N es: a) V N = 3 V b) V N = 4 V c) V N = 5 V d) V N = 7 V e) V N = 12 V f) Ninguna de las anteriores.
15. Indicar la respuesta correcta: 1) El valor de la tensión en la resistencia de 8 Ω es: a) 9 V b) 19 V c) 48 V d) Ninguna de las anteriores. 2) La corriente que pasa por la resistencia de 6 Ω vale aproximadamente : a) 9,5 A b) 12 A c) 13 A d) Ninguna de las anteriores. 16. Considera el circuito de la figura con los datos siguientes: Ig1= 4 A, Ig2 = 3 A, Ig3 = 1 A, R1 = 0.25 Ω, R2 = 3 Ω, R3 = 2 Ω. 2) La corriente I1 que atraviesa la resistencia R2 tiene un valor de: a) 1 A b) 1 ma c) - 1A
6 d) 10 A e) 10 ma f) - 10 A g) Ninguna de las anteriores 3) La diferencia de tensión V2 entre los extremos de la fuente Ig2 tiene un valor de: a) 2,75 V b) 2 V c) 1,5 V d) 1 V e) 5 V f) Ninguna de las anteriores 4) Indica que valor debe tener la fuente de tensión Vg para que se anule la corriente que atraviesa la resistencia R3: a) - 0.25 V b) - 1 V c) - 1.5 V d) - 2 V e) 3 V f) Ninguna de las anteriores 17. Qué carga habría que conectar entre los terminales a y b de este circuito para conseguir que se transfiera la máxima potencia posible? 8A a 12 2 12V b 18. Calcule el valor de la resistencia R 0 de manera que la potencia disipada en la misma sea máxima. Cuál es el valor de la potencia máxima disipada?
6 10V R 0 TEMAS 2 y 3: ANALISIS DE CIRCUITOS EN REGIMEN PERMANENTE SINUSOIDAL (RPS) Y POTENCIA EN RPS. Problema Nº 1 Escribe el fasor correspondiente a las siguientes ondas: v1 v 2 10cos( 1000t 3sen(2000 t 75º) 75º) Solución: Vamos a comenzar con la primera señal. v 1 10cos( 1000t 75º) Para pasar de una forma de onda a fasores, tenemos que utilizar la conocida relación de Euler (1), además de trabajar con radianes en vez de grados (2). j t e cos t jsin t (1) 180º 75 x ( rad) 75* x (2) 180 Para trabajar con fasores solo tendremos que tener en cuenta la fase de las señales, las frecuencias las podemos ignorar ya que todos los elementos del circuito deben de tener la misma frecuencia. 75 j 180 V 1 10e 10e 5 j 12
Ya tenemos el primer fasor, para la siguiente señal tendremos que operar de la misma manera con la única variación de pasar la señal seno a un coseno. Para ello utilizaremos la siguiente identidad (3): v2 3sen(2000 t 75º) (3) sen cos 2 cos 2 v2 3 sen(2000 t 75º) 3cos(2000 t 75º 90º) V 2 15 j 180 12 3e 3e j 3 15º Cuál seria el fasor suma? Estos dos fasores no se pueden sumar ya que tienen distinta frecuencia. Problema Nº 2 Calcular la intensidad que pasa por el siguiente circuito RLC en régimen permanente. En regimen permanente sinusoidal al igual que en continua se cumplen las leyes de Kirchoff, por lo que las vamos a aplicar en la resolución de este circuito. -v v v v 0 1 r Además tendremos que calcular las Impedancias del condensador y la bobina la la frecuencia de trabajo ( 100rad/seg ). l c zr 10 zl jwl j 1 zc jwc 10 j Por lo que solo nos quedara aplicar Kirchoft
v zr I0 zl I0 zc I 0 0 I 0 V 5 5 5 ( z z z ) 10 j 10 j (10 9 j) 13.45 0.733 rad r l c 0.37 0.733 A Solución: I0 0.37cos( wt 0.73) A Problema Nº 3 Calcular la intensidad que pasa por el siguiente circuito RLC en régimen permanente para una frecuencia de trabajo de 60 Hz. En regimen permanente sinusoidal al igual que en continua se cumplen las leyes de Kirchoft, por ello las vamos a aplicar en la resolución de este circuito. -v v v v 0 1 r Además tendremos que calcular las Impedancias del condensador y la bobina la la frecuencia de trabajo ( 2 60Hz 376.99 rad/seg ). zr 25 zl jwl j7.54 1 zc jwc j53.05 l c I 0 V 50 30º 50 30º 50 30º z z z 25 j7.54 j53.05 25 45.51 j 51.92-51.21º r l c Solución:
I0 0.96 91.2 A i(t) 0.96cos(376.99t 1.592) En el dominio temporal Vamos a comprobar el resultado calculando las tensiones que caen en cada componente y aplicando Kirchoff v r r I 25 0.96 91.22º 24 91.22º V vl zl. I jwl 0.96 91.22º wl 90º 0.96 91.22º 7.23181.22º V 1 vc zc I 0.96 91.22º 53.05 90º 0.96 / 91.22º 50.921.22º V jwc Pasando a cartesianas y sumando, podemos comprobar que se cumple la relación -v v v v 0 1 r l c
PROBLEMAS DE FACTOR DE POTENCIA RESUELTOS EN CLASE.
PROBLEMAS DE TRANSFORMADOR IDEAL RESUELTOS EN CLASE. 1. La salida de un amplificador de audio se conecta a un altavoz (representado por R L ) mediante un transformador ideal. Calcular la relación de transformación (a= N 2 /N 1 ) que debe tener el transformador para conseguir la máxima transferencia de potencia al altavoz supuesto que R S = 32Ω. DATO: R L = 8Ω R S V S R L