Download Document

Electrotecnia: Corriente alterna monofásica
Tomás Zufiaurre Tobío
POTENCIA EN CORRIENTE ALTERNA
1) Un circuito formado por una bobina de 4 H y 100 Ω de resistencia y un condensador de 3
µF, se conectan, en serie, a una tensión de 150 V/50 Hz. Calcular las potencias en cada
elemento.
2) Una bobina con resistencia apreciable, está conectada a una tensión de 150 V/40 Hz. Si la
corriente es de 12 A y la potencia activa 1,125 KW, calcular:
a) El cos(ϕ)
b) La resistencia de la bobina
c) La impedancia
d) El coeficiente de autoinducción
e) La potencia reactiva y aparente
3) Calcular la potencia activa en un circuito de 1 Ω de resistencia óhmica y 1 H de
autoinducción cuando la frecuencia sea de 50 Hz.
4) En un receptor, la potencia activa es de 25 kW, la intensidad de 100 A y la tensión en
bornes de 400 V. Calcular:
a) La potencia aparente
b) El f.d.p.
c) La potencia reactiva
d) las corrientes activa y magnetizante (reactiva)
5) Tres resistencia de 18 Ω, 65 Ω y 97 Ω y dos condensadores de 2 µF y 3 µF se conectan en
paralelo. Al conjunto se le aplica una tensión de 110 V a la frecuencia de 500 Hz . Hallar:
a) Las intensidades en cada rama y la total.
b) El factor de potencia
c) La impedancia
d) Las potencias: activa, reactiva y aparente
6) En un circuito monofásico de 125 V hay conectadas 10 lámparas, de 100 W cada una, en
paralelo con un motor cuyo consumo es de 20 A con un f.d.p. de 0,8. Calcular:
a) La potencia total.
b) La corriente total.
c) El f.d.p.
d) Dibujar los diagramas vectoriales de potencias y de corrientes.
-1-
Electrotecnia: Corriente alterna monofásica
Tomás Zufiaurre Tobío
7) Un circuito está formado por una resistencia de 10 Ω en serie con una autoinducción de
1/31,4 H conectadas a un generador que da una tensión en bornes: u = 537,4.sen(314t)
Calcular:
a) El desfase entre tensión e intensidad.
b) El triángulo de impedancias.
c) El triángulo de potencias.
8) Un circuito serie contiene una resistencia de 100 Ω una autoinducción de 1/10π H y un
condensador de 1/5000π F. Si la tensión es de 1000 V/50 Hz, calcular los triángulos de
impedancias y de potencias.
9) Un circuito está formado por la siguiente estructura: Z1 en serie con el grupo paralelo de Z2,
Z2 = 1 + j
Z3
Z3 y Z4, y a continuación Z5 en serie también. Sus valores son: Z1 = 2 + 5j
Z5 = 6 + 2j
U = 100 V/ 50 Hz
=1- j
Z4 = 2 - 3j
Calcular y dibujar los polígonos de tensiones y corrientes y calcular también las potencias:
activa, reactiva y aparente.
10) Un motor monofásico suministra 10 CV a 120 V. Su rendimiento es del 85% y la corriente
esta retrasada con un f.d.p. de 0,8. ¿Cuál es la intensidad a plena carga? (1CV = 736 W)
11) La carga de un alternador monofásico, de 120 V de tensión en bornes, se compone de 150
lámparas de incandescencia, cada una de las cuales toma una corriente de 0,5 A, y un motor
de 10 CV, 0,8 de f.d.p. y 85% de rendimiento.
Calcular:
a) La intensidad suministrada por el alternador.
b) La potencia suministrada por el alternador.
c) El factor de potencia de la carga total.
12) Un condensador de 100 µF está conectado a 120 V/60 Hz. ¿Qué potencia absorbe?
13) Dibuja el diagrama vectorial y calcula las
cantidades desconocidas del circuito de la
figura:
14) Una línea de transporte de 2 Ω de
resistencia y 5 Ω de reactancia inductiva, alimenta
una carga de 100 A y 0,8 de f.d.p. en adelanto,
siendo la tensión en bornes de la carga de 2000 V.
Si la carga está formada por un condensador y una
resistencia en paralelo, calcular:
a) La tensión al principio de la línea
b) Los valores de R y XC de la carga
c) Dibujar los diagramas vectoriales: general y el de
la carga
15) Calcula todas las corrientes y tensiones, y dibuja el
diagrama vectorial completo del circuito de la figura:
-2-
Electrotecnia: Corriente alterna monofásica
Tomás Zufiaurre Tobío
RESONANCIA
1) ¿Cuál debe ser el valor de la capacidad de un condensador a fin de que a la frecuencia de
100 Hz presente la misma reactancia que una bobina de 0,2 mH?
2) En un circuito en el que existe un condensador de 0,3 µF, ¿Qué valor ha de tener la
autoinducción de una bobina para que a la frecuencia de 100 Hz produzca la resonancia?
3) A un condensador de 40 µF y a una bobina de 0,5 H de autoinducción y 10 Ω de resistencia,
conectados en serie, se les aplica una tensión de 100 V y 1/50 s de periodo. Calcular:
a) La intensidad
b) El valor de la capacidad del condensador para que la impedancia resultante fuera igual a
la resistencia de la bobina.
4) Calcular la frecuencia a la que una bobina de 12 mH y un condensador de 30 nF,
conectados en paralelo, entran en resonancia.
5) Un circuito RLC resuena a 1000 Hz. Si R = 10 Ω y L = 1 H, ¿Cuál es el valor de C?
6) En un circuito formado por dos ramas en paralelo, sus impedancias tienen por constantes:
R1 = 2 Ω, L1 = 1 H, R2 = 1 ohmio y C2 = 10 µF ¿Cuál es la frecuencia de resonancia?
7) Un circuito, alimentado a 120 V, está formado por una resistencia de 10 Ω en serie con el
grupo paralelo que forman una autoinducción de 0,1 H y un condensador de 100 µF. ¿Cuál es
la frecuencia de resonancia? ¿Cuál deberá ser el valor de la resistencia para que, en
resonancia, la tensión en bornes del condensador valga 120 V?.
8) En un circuito serie formado por una resistencia de valor variable, una autoinducción de 0,1 Ω
y un condensador de 100 µF, alimentado a 120 V, ¿cuál ha de ser el valor de R para que, en
resonancia, la tensión en bornes del condensador sea de 250 V?
MEJORA DEL FACTOR DE POTENCIA
1) Un circuito cuya impedancia es (2 + 10j) Ω, está alimentado a una tensión e 380 V/50 Hz.
¿Cuál es el valor de la capacidad del condensador necesario para mejorar el factor de potencia
a 0,9?
2) Por error de conexión, el condensador calculado anteriormente (276 µF), se ha conectado
en serie. Calcular la intensidad, potencia y factor de potencia resultantes.
3) Un motor absorbe 10 A con un f.d.p. de 0,6 de una red de 380V/50 Hz. Determinar: a) Las
potencias: Aparente, activa y reactiva b) El condensador necesario para mejorar el f.d.p. a 1.
4) Se desea conocer el valor del condensador necesario para mejorar el f.d.p. a la unidad, de
un circuito de impedancia: 50,6 + 21,6j Ω, a 220 V/50 Hz.
5) Al final de una línea, de 6,5 km de longitud, han de suministrarse 35 KW a 2200 V/60 Hz.
Calcular la sección de cobre para que las pérdidas no excedan del 8% de la potencia
suministrada al principio de la línea, siendo el f.d.p. de 0,79.
Si se mejora el f.d.p. a la unidad, al precio de 60€ el µF y se utiliza cable más delgado:
3
¿Sería más económico? Precio del cobre: 5,50 €./kg.
Pe = 8,9 kg/dm
-3-