PRUEBAS DE ACCESO A LA UNIVERSIDAD

PRUEBAS DE ACCESO A LA UNIVERSIDAD
MATERIAS DE MODALIDAD: FASES GENERAL Y ESPECÍFICA
CURSO 2010 - 2011
CONVOCATORIA: : JUNIO
MATERIA: ELECTROTECNIA
EL ALUMNO ELEGIRÁ UNO DE LOS DOS MODELOS
Criterios de calificación.- Expresión clara y precisa dentro del lenguaje técnico y gráfico si fuera necesario. Capacidad 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 2,5 puntos. La puntuación de cada ejercicio
se distribuye por igual en cada uno de los apartados.
OPCIÓN A
1. Cuestiones
a) ¿Cuáles son los efectos de un condensador conectado en serie en un circuito de corriente alterna? ¿y si
es de corriente continua?
b) En la placa de características de una carga trifásica aparecen los siguientes valores nominales: 220 V
(tensión de línea), 50 Hz, 1 kVA y cos φ = 0,8. Calcular la intensidad de línea que consume dicha carga así como la potencia activa y reactiva de la misma.
P  S  cos   800W
Q  S 2  P 2  600 VAr
I
S
 2, 6 A
3 U
c) Dibujar el circuito de un motor derivación (shunt o paralelo) de corriente continua conectado a una red
de tensión continua. Explicar la notación empleada.
I: Intensidad absorbida por el motor.
Iex : Intensidad de excitación
Ii: Intensidad del inducido
Rex: Resistencia de excitación
Ri: Resistencia del inducido
E': Fuerza contraelectromotriz
d) Por dos conductores rectos y paralelos circula una corriente continua en el mismo sentido. El campo
magnético en un punto intermedio entre los dos hilos ¿será más o menos intenso que el creado por uno
de los conductores por separado?
El campo magnético será cero si las intensidades son
Iguales.
I
B=0
e) Dibujar dos circuitos con un diodo de silicio con polarización directa e inversa.
Polarización directa
Polarización inversa
I
2. Determinar las indicaciones del amperímetro y del voltímetro conectados conforme se indica en el circuito
de la figura.
48 V, 0,5 Ω
100 V, 0,5 Ω
2Ω
6Ω
3Ω
M
2Ω
145 V, 05Ω
3Ω
4Ω
Figura 1
El circuito de la figura 1 , después de encontrar la equivalencia de las dos asociaciones en paralelo,
es equivalente al de la figura 2
R
48 V, 0,5 Ω
100 V, 0,5 Ω
2Ω
I
2Ω
M
145 V, 0,5Ω
12/13 Ω
P
Q
Figura 2
100  48  145
I
 0, 47 A
12
0,5  0,5  0,5  2  2 
13
12
VP  VQ  IR  0,38   0, 43 V
13
Entonces la intensidad que circula por la resistencia de 3Ω que es la que pasa por el amperímetro
es:
I
VP  VQ
R

0, 43
 0,14 A
3
Y la diferencia de potencial que indica el voltímetro:
VQ  VR  145  0,38  0,5  145, 23 V
3. Un circuito RLC serie se conecta a un generador de tensión alterna senoidal de 50 Hz de frecuencia. Si las
tensiones en la resistencia, autoinducción y condensador son de 4 V, 16 V y 13 V respectivamente y la intensidad a través del circuito es de 2 A, calcular:
a) Valor de la resistencia, autoinducción y capacidad.
b) Tensión del generador.
c) Desfase de la tensión respecto a la intensidad del circuito.
a) Cálculo de R, L y C
R
U R 4V

2
I
2A
U L 16V

8 
I
2A
U
13V
 6,5 
XC  C 
2A
I
X
L  L  25,5 mH
2 f
XL 
C
1
 490  F
2 fX C
b) Tensión del generador
U  U R 2  (U L  U C ) 2  5 V
c) Desfase de la tensión respecto a la intensidad del circuito
  arctg
U L  UC
 36,9
UR
4. Un motor asíncrono trifásico tiene las siguientes características nominales: tensión 400V, frecuencia 50 Hz,
potencia absorbida 10 kW, 2 pares de polos, velocidad del motor 1470 r.p.m., factor de potencia 0,82 y rendimiento 0,88. En condiciones nominales de funcionamiento, hallar:
a) Potencia útil del motor y pérdidas del mismo.
b) Velocidad de sincronismo.
c) Deslizamiento del motor.
d) Corriente absorbida por el motor.
a. La potencia útil del motor la obtenemos de la fórmula del rendimiento

Pu
;  Pu  Pab   10000  0,88  8800 W
Pab
Las pérdidas totales se obtienen con la siguiente expresión:
Pper  Pab  Pu  10000  8800  1200 W
b. Cálculo de la velocidad de sincronismo:
ns 
60 f
;
p
ns 
60  50
 1500 r. p.m.
2
c. El deslizamiento se calcula como sigue:
s
ns  n
1500  1470
 100 
100  2%
1500
ns
d. La corriente absorbida por el motor la obtenemos de la potencia absorbida.
I
Pab
10000

 17, 62 A
3 U cos 
3  400  0,82
PRUEBAS DE ACCESO A LA UNIVERSIDAD
MATERIAS DE MODALIDAD: FASES GENERAL Y ESPECÍFICA
CURSO 2010 - 2011
CONVOCATORIA: JUNIO
MATERIA: ELECTROTECNIA
EL ALUMNO ELEGIRÁ UNO DE LOS DOS MODELOS
Criterios de calificación.- Expresión clara y precisa dentro del lenguaje técnico y gráfico si fuera necesario. Capacidad 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 2,5 puntos. La puntuación de cada ejercicio
se distribuye por igual en cada uno de los apartados.
OPCIÓN B
1. Cuestiones
a) ¿Cuáles son los efectos de una bobina conectada en serie en un circuito de corriente alterna? ¿y si es de
corriente continua?
b) ¿Cómo se denomina el instrumento utilizado para medir la intensidad de corriente en una rama de un
circuito? Hacer un esquema de su conexión.
c) Enunciar la primera y segunda ley de Kirchhoff.
d) Un timbre funciona a 6 V con 0,4 A. Se conecta a un transformador cuyo primario contiene 2000
vueltas y está conectado a una corriente alterna de 120 V. (a) ¿Cuántas vueltas deberá tener el secundario? (b) ¿Cuál es la corriente en el primario?
np
ns

Vp
Vs
;
2000 120
;  ns  100

6
ns
6  0, 4  120  I p ;  I p 
2, 4
 0, 02 A
120
e) En la figura, se muestra la gráfica del voltaje frente al
120
tiempo de un generador de corriente alterna. Calcular:
100
(a) Vmáx . (b) Vef . (c) Frecuencia angular  . (d) Expre-
60
40
20
V
V
sión del voltaje instantáneo en función del tiempo.
80
0
-20
-40
Vmáx
120
2 2
 120V ; Vef 
V ; 

0,3
T
2
-60
-80
-100
-120
0,00
v(t )  120 cos
2

 2
t  20 sen 
t 
0,3
2
 0,3
0,05
0,10
0,15
0,20
0,25
t
t(s)
0,30
0,35
0,40
0,45
0,50
6μF
2. Dada la asociación de condensadores de la figura, hallar:
a) Capacidad equivalente entre los puntos A y B.
b) Si entre los puntos A y B se establece una diferencia de potencial
B
A
de 18 voltios, ¿qué carga adquiere cada uno de ellos?
4μF
c) La energía de la asociación.
3μF
C  3 F  6  F  9  F
6μF
Paralelo
B
A
B
A
9μF
4μF
B
A
4μF
36/13 μF
3μF
Serie
1 1 1 4  9 13
36
  
 ; C 
 F  2, 77  F
C 9 4
36
36
13
La carga del condensador equivalente es:
36
 F 18 V  49,84 C
13
Por tanto los condensadores de 9  F y 4  F tienen la misma carga y la misma que la del equivaQ  CV 
lente, esto es: Q9  Q4  49,84 C
Para calcular la carga de los condensadores de 6  F y 3 F , tenemos que calcular previamente la
diferencia de potencial entre sus placas VA  VP 
Q 49,84 C

 5,54 V
9 F
C
Entonces las cargas de cada uno de ellos será:
Q6  CV  6  F  5,54 V  33, 24 C
Q4  CV  3 F  5,54 V  16, 62 C
La energía de la asociación:
1
1
U  QV  49,84 C  18V  448,56  J  4, 48 104 J
2
2
3. Teniendo en cuenta que en el circuito de la figura la bobina es ideal y que se encuentra en régimen estacionario, calcular:
a) Intensidad por cada una de las resistencias.
b) Rendimiento de cada una de las fuentes de alimentación (las resistencias de 1 son resistencias internas).
c) Diferencia de potencial entre el punto A y el punto B (VA - VB).
A
1
2
8 V, 1
4
4
4V, 1 
4 mH
B
Figura 1
En el estacionario la bobina, al no existir variaciones de intensidad, equivale a un cortocircuito.
Por tanto el circuito equivale al de la figura 2.
A
1
2
8 V, 1
4
4
4V, 1 
B
Figura 2
En este circuito las dos resistencias de 4 Ω están en paralelo, siendo su equivalente:
1 1 1 1
   ;R  2 
R 4 4 2
A
1
2
I2
I1
8 V, 1
2
Figura 3
Escribimos las dos ecuaciones del circuito:
4V, 1 
B
4 I1  2 I 2  8
2 I1  5 I 2  4
Cuyas soluciones son:
I1  3 A ; I 2  2 A
En la figura 4 se muestran las intensidades que circulan por cada uno de los elementos.
A
1
2
3A
2A
8 V, 1
1A
3A
2
2A
4V, 1 
2A
B
Figura 4
Por las resistencias de 4 Ω circulará, al estar en paralelo y ser iguales, la misma intensidad de 0,5 A
b) Rendimiento:

 I  I 2 r   Ir
8  3 1
4  2 1

 0, 625 ;  
 0,5
;  
8
4
I

c)
VA  VB  3  1  2  2  4  2 1  5 V
4. La instalación eléctrica de un pequeño taller consta de los siguientes receptores conectados a una línea trifásica a 400 V, 50 Hz: una carga trifásica de 10 kW y factor de potencia 0,75, un horno trifásico consistente en
tres resistencias puras cuyo conjunto consume una potencia de 3174 W y 30 lámparas de vapor de mercurio de
500 W cada una y factor de potencia 0,6. Con estos datos calcular:
a) Potencias activa, reactiva y aparente.
b) Factor de potencia del taller.
c) Intensidad que consume todo el taller y cada una de las cargas.
a) Potencias activa, reactiva y aparente
PT  P1  P2  P3  28174 W
Q1  P1  tg1  8819, 2 VAr
Q2  P2  tg2  0 VAr
Q3  P3  tg3  20000 VAr
QT  Q1  Q2  Q3  28819, 2 VAr
ST  PT2  QT2  40302,9 VA
b) Factor de potencia del taller
cos  
PT
 0, 7
ST
c) Intensidad que consume todo el taller y cada una de las cargas
IT 
ST
 58, 2 A
3 U
I1 
P1
 19, 2 A
3  U  cos 1
I2 
P2
 4, 6 A
3  U  cos 2
I3 
P3
3  U  cos 3
 36, 08 A