EA Unidad 6: Circuitos monofásicos y trifásicos

En los siguientes enlace están los documentos de la unidad 6: Circuitos monofásicos y trifásicos

Apuntes:  EA_Unidad06

Ejercicios:

1.Para la producción de corriente alterna trifásica se utilizan generadores distintos a los de corriente alterna monofásica. Averigua qué diferencias existen entre ambos tipos de generadores, y qué particularidades pueden tener los generadores para corriente trifásica.

2.Investiga qué colores (normalizados) se utilizan para poder identificar cada una de las fases RST de la conexión trifásica y qué color se utiliza para el neutro.
 

3. Calcula el valor del factor de potencia para un circuito RLC en serie, formado por un condensador de C = 6,25 μF, una resistencia de R = 400 Ω, y una inductancia de L = 1 H, para ω = 400 rad/s (Sol.: 1)

4. Un circuito en serie RLC está formado por una bobina de coeficiente de autoinducción L = 1 H, y una resistencia óhmica interna de 10Ω, un condensador de capacidad C = 5 mF, y una resistencia de 90Ω. La frecuencia de la corriente es de 100 Hz. Si el circuito se conecta a un generador de corriente alterna de 220V de tensión máxima, calcula cuáles serán las potencias P, Q y S del circuito.

5. Un circuito RLC formado por R = 20 Ω, L = 0,02 H y C = 20 mF, se alimenta mediante la red eléctrica ordinaria de 220V (eficaces) a 50 Hz. Calcula:

a)Potencia activa, reactiva y aparente

b)Indica si se encuentra o no en resonancia

6. En un circuito RLC de AC sabemos que se disipa una potencia de 100W. Teniendo en cuenta que la tensión que alimenta el circuito es de 300 V eficaces y la intensidad es de 1A, calcula la potencia reactiva y el factor de potencia.

7. El alumbrado de una sala de telefonía se compone de 60 lámparas fluorescentes de 50W/230V con un factor de potencia de 0,6. Calcula la batería de condensadores que será necesaria conectar a la línea general que alimenta esta instalación para corregir el factor de potencia a 0,97 (teniendo en cuenta que la frecuencia de la red eléctrica es de 50 Hz). (Sol.: C = 255 μF)

8. Dentro de las instalaciones eléctricas hay elementos que son más perjudiciales que otros aspectos al factor de potencia. Investiga cuál es el factor de potencia para los siguientes elementos:

a)Lámparas para el alumbrado público (lámparas de sodio)

b)Lámparas de bajo consumo domésticas

c)Un motor eléctrico de grandes dimensiones

9. Un circuito consume una potencia activa de 100 kW a un factor de potencia de 0,8 de una fuente de 240 V, a 50Hz. Dibuja el circuito y calcula:

a)La potencia aparente de entrada

b)Los kVAr de entrada

c)La capacidad del condensador conectado en paralelo necesaria para ajustar el factor de potencia del sistema al 95%.

10. En un sistema trifásico equilibrado, tenemos conectada una batería de focos entre dos fases cuya tensión de trabajo es de 500V. Calcula la tensión de línea de dicho sistema e indica cuál sería la tensión de fase (Sol.: 500V; 173,41 V).

11. La tensión de fase de un sistema trifásico es de 300V. Si medimos la tensión entre dos líneas, obtenemos un valor de 520 V. Señala de qué tipo de sistema se trata: equilibrado o no equilibrado, y justifica tu respuesta (Sol.: equilibrado)

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12.   Una fuente de 400 V, a 50 Hz, entrega 20 kVA a una carga cuyo factor de potencia es del 70%. Dibuja el circuito y calcula:

a.     La potencia activa en kW

b.     La potencia reactiva en KVAr

13.   Un circuito en serie RLC está alimentado por una fem máxima Em=150V. Los valores de R, L y C son R = 100 Ω, L = 20 mH y C = 1 μF. Calcula:

a.     La frecuencia de resonancia

b.     La intensidad eficaz en resonancia

14.   El voltaje y la corriente de un motor de inducción son de 600 V y 20 A, respectivamente, y el ángulo de desfase entre la corriente y el voltaje es de 40º. Dibuja el diagrama fasorial aproximado y calcula:

a.     La potencia aparente

b.     La potencia activa

c.     La potencia reactiva

d.     El factor de potencia

e.     La impedancia equivalente de la carga

15. En la línea de entrada que alimenta un repetidor de telefonía móvil se ha medido una potencia reactiva de 3047 Var. Con un polímetro se ha medido la intensidad que circula por dicha línea, obteniéndose un valor de 25 A. La tensión de entrada es de 230V. En función de estos datos, responde a las siguientes cuestiones:

a.     ¿Cuánto vale el factor de potencia de esta instalación?

b.     ¿Cuál es la potencia activa que se está consumiendo?

Se desea mejorar el factor de potencia de la instalación hasta un valor de 0,97. Calcula el condensador que sería necesario conectar en paralelo para que se produzca esta mejora del factor de potencia

16. En una instalación de una fábrica hay colocados tres motores monofásico en paralelo. Los tres motores son iguales y se alimentan a 220V y 50 Hz. Cada una de los motores consume una potencia de 1500W, y un rendimiento del 80%. El factor de potencia de la instalación es de 0,8. Calcula:

a.     El triángulo de potencias del sistema

b.     La intensidad total de consumo

c.     El valor del condensador para compensar el factor de potencia a 0,95 (considera el circuito equivalente de los tres motores como la suma de todos ellos en cuanto a potencia)

17.Explica brevemente para que se usa cada tipo de conexión de receptores en trifásica y dibuja sus esquemas.

18.  En un circuito RLC de corriente alterna sabemos que se disipa una potencia de 200 W. Teniendo en cuenta que la tensión que alimenta el circuito es de 400 V eficaces y la intensidad que circula por el es de 1 A, calcula:

a.     El factor de potencia.

b.     La potencia reactiva del circuito.

19. En un sistema trifásico equilibrado, tenemos conectada una batería de focos entre dos fases cuya tensión de trabajo es de 800 V. Calcula la tensión de línea de dicho sistema e indica cuál sería la tensión de fase.

20.  En un circuito de corriente alterna hemos medido con un polímetro una intensidad de 40 A y una tensión de 400 V. Se sabe que el desfase entre ambas magnitudes es de 20º.

a.     ¿Qué valor mostraría un vatímetro conectado al circuito?

b.     ¿Qué valor mostraría un varímetro?

21.El voltaje y la corriente de un motor de inducción son de 400 V y 10 A, respectivamente, y el ángulo de desfase entre la corriente y el voltaje es de 45°. Dibuja el diagrama fasorial aproximado y calcula:

1. La potencia aparente.
2. La potencia activa.
3. La potencia reactiva.
4. El factor de potencia.
5. La impedancia equivalente de la carga.