TECNOLOGÍA DE COMPONENTES 66

TECNOLOGÍA DE COMPONENTES 66.50
Trabajo Práctico N°3
Tira de Problemas sobre Resistores y Capacitores
1. Un capacitor electrolítico de 100 F es conectado a un circuito vía 5 cm de cable en
total. Dicho capacitor tiene una inductancia interna de alrededor de 15 Hy. La
tangente de pérdida del mismo del 20%. Estime la frecuencia de autoresonancia.
Cuál será la resistencia serie equivalente ( ESR ) para una aplicación en un
convertidor continua-continua ( dc-dc converter ) que trabaja a una frecuencia de
“switching” de 40 KHz. ?
2. Un capacitor simple de 2F posee una inductancia serie equivalente ( ESL ) de
25Hy. La tangente de pedida del mismo es del 1%. Cuál será la frecuencia de
autoresonancia?. Cuál será el valor de la ESR para:
a) Un rectificador de onda completa de 50 Hz.
b) Un convertidor continua-continua de 150 Hz de frecuencia de “switching”
3. Un capacitor de 2700 F cuya tensión nominal es de 400 V es utilizado en una
interfase de un inversor y se supone que este dispositivo deberá absorber los
componentes no deseados originados en un proceso de Modulación por Ancho de
Pulsos ( Pulse With Modulation ) “ PWM”. Las conexiones son llevadas a cabo con
cables de longitud 20 cm en total. Estime la frecuencia de autoresonancia y comente
los resultados.
4. Dos capacitores son fabricados por distintas empresas de experiencia amplia en el
mercado. Los dos poseen dimensiones similares, una inductancia serie equivalente
( ESL ) de 20 Hy. y una tangente de pérdida ( tg. ) de 0,2. Uno esta marcado con
un valor de 1000 F. y el otro con un valor de 100 F. Compare el capacitor simple
de 1000 F. con la combinación del paralelo de dos de100 F.
5. Considere un capacitor electrolítico con muy bajo inductancia serie equivalente
( ESL ), baja resistencia de terminales y una tangente de pérdida ( tg. ) de 0,2
colocado a la salida del convertidor como se indica en de la Fig.1 que trabaja con
una frecuencia de switching de 100 KHz. La tensión de entrada es de 10 Vdc. y la
corriente de carga es de 10 A. Cuál será el valor de C necesario para mantener la
salida en el rango de 50 Vdc.  1% ?.
L >> Lcrit
ESR
10 V
5
50 V
C
Fig.1
6. Un resistor de alambre esta formado por devanado de 1 m. de longitud de alambre
de nicrhrome de una medida equivalente a #30 AWG. Cuál será el valor de su
resistencia a 20 CEL?. Cuál será el valor esperado de resistencia a 100 CEL.?
7. Un resistor de alambre de un valor de 100  es utilizado como carga de un
convertidor continua-continua ( dc-dc converter ) de 12 Vdc. El resistor posee una
inductancia serie equivalente ( ESL ) de 10Hy. La carga del convertidor es de
naturaleza transitoria alrededor de 5 A / seg. Que efecto tendrá la ESL en la
salida?.
8. Un convertidor del tipo Fly-Back, como se muestra en la Fig.2 posee un ciclo de
servicio ( duty-cycle ) del 50%. Provee a la salida 5 Vdc y hasta 100 W. El
capacitor C a la salida tiene una resistencia de terminales de 5 m y tg. = 0,10 a
100 KHz de frecuencia de switching. Cuál debería ser su capacidad para mantener
la tensión de salida en el rango de 5 Vdc.  1% ?
48 : 5
ESR
48 V
C
0,25 
5V
Fig.2
9. Considere un altoparlante modelado como una resistencia ohmica de 8  mas una
inductancia de 350 Hy en serie. Un cable bipolar convencional que provee
electricidad a un lámpara posee un inductancia de aproximadamente 5 nHy/m por
conductor. Qué longitud de cable bipolar de #18 AWG podrá ser utilizado para
alimentar el altoparlante de referencia sin perder mas de 0,1 dB para frecuencias de
audio ( 20 Hz a 20 KHz ) ?. Qué longitud se tendrá para uno de #16 AWG ?.
10. Sea el circuito del biestable de configuración simétrica de la Fig.3 en el cual
C1 = C2 = C = 0,01F; R1 = R2 = RL = 1K y R3 = R4 = R = 10 K . Si se
supone que las variaciones de la tensión de alimentación y de la ganancia de
corriente de Q1 y Q2 son despreciables, selecciones los capacitores y resistores del
circuito para que los periodos de conmutación sean del orden de 70 seg.  10%
para una temperatura ambiente de trabajo del circuito entre 10 y 50 CEL
5 Vdc
R3
Q1
R1
R4
C2
R2
Q2
C1
Fig.3
11. Evalúe la vida útil de un capacitor electrolítico de aluminio de 4700 F x 450 Vdc.
del tipo DCMC 85 CEL Computer Grade que trabaja a una frecuencia de 5 KHz. y
380 Vdc. y temperatura ambiente 50 CEL. Utilice para ello los datos de las
referencias siguientes :
 Catálogo Cornell Dubilier “Aluminium Application Guide”; pag.2161 a 2180.
 Catálogo Cornell Dubilier “Type DCMC, 85 CEL Aluminium Datasheet”; pag.
2005 a 2016.
12. Una fuente de alimentación provee 5 Vdc. A 200 W para una computadora. La
misma es conectada a través de un cable de 50 cm. de largo. Qué tipo de cable
( AWG ) debe utilizarse para manejar esa corriente y carga de modo que la caída de
tensión no supere el 1% ?. Cual es la pérdida de potencia en el cable ?.
13. Un convertidor continua-continua ( dc-dc converter ) es utilizado para alimentar una
microcomputadora. El mismo provee en 2 Vdc unos 12 W si en cambio es utilizado
en 5 Vdc la potencia trepa los 50 W. Qué tipo de cables ( AWG ) recomendaría
utilizar ?.