Ejercicios Electro

CAPITULO I

Electrotecnia Industrial (Ing. Industrial, Sistemas, Qumica, Mecnica)

CAPITULO I

Problemas resueltos.

1. hallar la resistencia total del circuito entre los extremos A y B.

Solucin:

2. del siguiente circuito hallar la resistencia equivalente entre los extremos A y B.

Solucin:

3. Encuentre la resistencia equivalente del siguiente circuito Rab.

Solucin:

4. Encuentre las resistencias equivalentes [Rab] del siguiente circuito.

Solucin:

5. Encontrar el valor equivalente de todas las inductancias que se encuentran en el siguiente circuito.

Solucin:

6. Se dispone de 5 bobinas cada una de ellas con los siguientes valores L1=10[H], L2=15[H], L3=20[H], L4=5[H] y L5=12[H], si se desea reemplazar por un inductor, que valor deber tener. Cuando los 5 inductores se encuentran conectados en serie como en paralelo.

Solucin:

Conexin serie:

Conexin paralelo

7. En el siguiente grfico se encuentran 5 condensadores conectados en serie, hallar el valor equivalente de los 5 condensadores.

Solucin:

8. En el grfico que se muestra a continuacin se desea reemplazar los 3 condensadores que se encuentran en paralelo por una sola, qu valor tendr ese capacitr?

Solucin:

Problemas propuestos:

9. Hallar la resistencia equivalente entre los extremos A y B y sus unidades estan en ohmios [(].

10. Encuentre las resistencias equivalentes [Rab] de los circuitos mostrados y cada uno de sus valores estn en ohmios [(]

11. Cuanto vale REquivalente de resistencias iguales, tres en serie conectados en paralelo a otras dos formando tres ramas si R1=100[(].

12. Cuanto vale la Rab de resistencias iguales, tres conectados en paralelo a otros dos en serie formando as cuatro ramas si R = 125[(]

CAPITULO II


1. En cada circuito de la figura se desconoce se desconoce el valor de la corriente.

a) Calcule los valores de la corriente.

b) Determine la potencia que disipa cada resistor.

Solucin:

a) La corriente Io en el resistor de 50( de la figura 1 va en la direccin del voltaje a travs del resistor.

en la figura 2, para hallar la corriente primeramente se calcula la resistencia equivalente.

b) La potencia que disipa cada uno de las resistencias es:

2. Hallar los valores de I, I1 e I2 del siguiente circuito:

Solucin:

Se demuestra que I = I1+ I23. Use las leyes de Kirchhoff para encontrar Io, V1, V2, V3 y las potencias disipadas por cada resistencia.

Solucin:

Utilizando la ley de ohm.

Por encontrarse las 3 resistencias en serie la corriente que circula a travs de ellas es la misma que entra a la fuente de 100V.

Io=I1=I2=I3

y las potencies disipadas por cada resistencia es:

La potencia disipada es igual a la potencia entregada por la fuente de alimentacin.

4. se tiene el siguiente circuito, calcular:

a) el voltaje que circula por la resistencia de 20(b) la corriente que circula por el resistor de 10(c) los voltajes V1 y V2.

Solucin:

La corriente circula por la resistencia de 20( es Io.

V20(=R*Io = 20*4

V20(=80[V]

Sabemos que:

Io=I1+I2 I1= Io-I2=4-2

I1=2[A]

I1=IR1=2[A]

5. Se tiene el siguiente circuito, calcular:

a) El voltaje que circula por R1, Utilizando divisor de tensin.

b) El voltaje que circula a travs de las resistencias en paralelo

c) Verificar si cumple la ley de corrientes de Kirchhoff que dice que la entrada de corriente a un nodo es igual a la suma de todas las corrientes en los nodos (1).

Solucin:

Problemas propuestos.

6. Para el circuito de la figura:

a) De acuerdo a los conceptos de la ley de ohm, leyes de Kirchhoff y simplificacin de resistencias, enuncie los pasos en forma ordenada para reducir el circuito a su forma mas simple.

b) Cuanto vale la corriente que suministra la fuente de tensin.

c) Describa los pasos para obtener las corrientes que circulan por cada resistencia aplicando las leyes de Kirchhoff.

7. La corriente Io es de 2 resuelva el circuito usando leyes de Kirchhoff y Ohm.

a) Encuentre I1.

b) Encuentre V2.

c) Encuentre la potencia disipada por R=50[(].

8. Hallar los valores de VR1, VR3, VR4, por el mtodo de divisor de voltaje y divisor de corrientes.

9. Las corrientes i1 e i2 del circuito son de 20A y 15A.

a) Calcular la potencia que suministra cada fuente de voltaje.

b) Demuestre que la potencia total suministrada es igual a la potencia que disipan los resistores.

10. La corriente io de la siguiente figura es 1.

a) Calcule i1.

b) Calcule la potencia que disipa cada resistor.

c) Verifique que la potencia total disipada en el circuito es igual a la potencia que desarrolla la fuente de 180V.

CAPITULO III

Problemas resueltos.1. a) Use el mtodo de voltajes de nodo del anlisis de circuitos para calcular las corrientes de las ramas I1, I2, I3.

b) Calcular la potencia que disipa cada resistor.

Solucin:

a)

b)

2. Use el mtodo de corrientes de malla para determinar las corrientes de malla y redibuje el circuito con los verdaderos sentidos.

Solucin:

Resolviendo el sistema de ecuaciones obtenemos los valores de I1, I2, I3.

3. Use el mtodo de corrientes de malla para encontrar.

a) i1.

b) Valor de tensin o cadas de tensin por resistencia.

c) Potencia disipada en R =3(.

Solucin:

a)

b)

c)

4. Use el teorema de Thevenin para encontrar la Rth y el voltaje de Vth, del siguiente circuito.

Solucin:

Primeramente sacamos una R equivalente entre las 5 resistencias que se encuentran en paralelo, cortocircuitando la fuente de tensin, y para obtener Rth sumamos la R =20(, que se encuentran en serie.

5. Use el teorema de Thevenin para hallar io y Po, el equivalente de thevenin para la R = 36[(].

Solucin:

Para Rth: se llega a corto circuitar la fuente de 240V.

Para Vth:

Problemas Propuestos:6. Use el mtodo de voltajes de nodo para encontrar:

a) I1, I2, I3, I4, I5.

b) El valor de potencia que disipa cada resistor

7. Por el mtodo de voltajes de nodo encontrar todas las potencias disipadas por cada resistencia y comparar con la potencia que esta entregando la fuente de 240[V].

8. Por el mtodo de corrientes de malla encontrar:

a) I1, I2, I3, I4.

b) Potencia que disipa la resistencia de 50(.

c) Cada de tensin en las resistencias de 36 y 46(.

9. Para la siguiente figura hallar.

a) I1, I2, I3, I4, I5.

b) Todas las cadas de tensin en cada resistencia.

c) Potencias disipadas por la resistencias de 15 y 35(.

10. Encontrar I1, I2, I3, IA y redibje el circuito.

11. Encontrar la resistencia equivalente entre los extremos A y D.

12. Encontrar la resistencia equivalente entre los extremos A y F

13. Encontrar Requi. Entre a y D

CAPITULO IV


1. Se conecta una resistencia ohmica de 10( a una red de corriente alterna senoidal de 220V de tensin eficaz, calcular.

a) Expresin instantnea de la U e i si para t =0, (=0.

b) Expresin instantnea de la potencia.

c) Valor de la intensidad eficaz.

d) Valor de la potencia media.

e) Valor de la potencia mxima.

Solucin:a)

b)

c)

d)

e)

2. En el circuito de la figura la intensidad de corriente que circula por la resistencia de 4( es de 14.14senwt [A], determinar la expresin algebraica en valores instantneos.

a) Tensin en bornes de R1 y R2.

b) Intensidad que circula por R2.

c) Intensidad total.

Solucin:

a)

b)

c)

3. A la inductancia pura de la figura se le aplica una tensin senoidal de valor UAB =100senwt, si la frecuencia es 50Hz., se pide:

a) expresin algebraica del valor instantneo de la intensidad de corriente.

b) Valor de la reactancia inductiva.

c) Valor de la potencia reactiva.

Solucin: si la tensin aplicada a la L tiene por expresin UAB =100senwt y segn la teora expuesta esta estar adelantado (/2 8 90o con respecto a la intensidad, tal como se muestra en la figura 4 Capitulo IV.

b)

c)

4. Un condensador de 50(F se conecta a un generador U =(2*660*sen314[V], calcular:

a) Reactancia capacitiva.

b) Intensidad eficaz.

c) Potencia capacitiva eficaz en VAR.

Solucin:

a)

b)

c)

5. R = 20(, XL = 40(.

Solucin:

Buscamos la impedancia total y el ngulo de desfase.

Solucin:

En funcin a la figura 8b de triangulo de impedancias tenemos.

6. Una instalacin con varias cargas inductivas (motores, transformadores) toma a 220[V], una corriente de 63[A] de intensidad. Se mide un cos(=0.8, cuanto vale la potencia activa consumida.

Solucin:

7. Con un condensador se reduce el consumo de potencia de una resistencia.

Datos:

R =500(Uc =220V

C =10(F

F =50Hz.

Cuanto valen las tensiones en la resistencia y en el condensador, la potencia y el desfase entre la tensin aplicada y la corriente?.

Solucin:

8. Se tiene la conexin en serie de R =500(; C =1(F, L =10H, U =220V y f =50Hz.

Cuanto valen I, Uc, UL, UR.

Solucin:

9. Calcular I, Uc, UL, UR, cos(, P, Q, S, si estn conectados en serie. R =500(,

C =4(F, L =10H, U =220V y f =50Hz.

Solucin:

10. se tiene la conexin en paralelo con R =500(, C =1(F, L =10H, U =220V y f =50Hz., cuanto valen I, Ic, IL, I?

Solucin:

11. En la placa de caractersticas de un motor podemos leer los valores siguientes.

U =380V

I =12A.

Conexin en estrella.

Cos(=0.8

Cunto valen las potencias aparentes, activa y reactiva?

Solucin:

Problemas propuestos.

12. Se tiene el siguiente circuito:

a) Calcular las corrientes y cadas de tensin en cada uno de los elementos del circuito.

b) Cuanto vale la impedancia equivalente del circuito.

c) Cual es la potencia activa total que se consume en la carga del circuito.

d) Cual es la potencia aparente que entrega la fuente.

e) Cual es la potencia reactiva total absorbida por la carga del circuito.

a) Calcular las corrientes y cadas de tensin en cada uno de los elementos del circuito.

b) Cuanto vale la impedancia equivalente del circuito.

c) Cual es la potencia activa total que se consume en la carga del circuito.

d) Cual es la potencia aparente que entrega la fuente.

e) Cual es la potencia reactiva total absorbida por la carga del circuito.

13. En un sistema trifsico con tensin de lnea 400V y carga equilibrada, Z1=Z2=Z3=Z=100(.

a) Si la carga esta conectada en delta cunto vale la corriente de fase?

b) Para el caso inicial Cunto vale la corriente de lnea?

c) Para el caso inicial Cunto vale la potencia activa total?

d) Para el caso inicial Cunto vale la potencia aparente si se duplica la carga?CAPITULO V


1. El devanado primario de un transformador de 2300 Vots. Y 50 C.P.S. tiene 4500 espiras, calcular.

a) El flujo mutuo (m.

b) El numero de espiras en el devanado secundario de 230 Vots.

Solucin:

De la ecuacin general tenemos:

a)

b)

2. Un transformador de 2300/230 Vots, 60 C.P.S. de tipo distribucin tiene 1200 espiras en el lado de alto voltaje, si la seccin neta del flujo es 50 cm2 calcular:

a) Flujo total (m.

b) La densidad de flujo mximo en la lnea por cm2.

c) El numero de espiras en el secundario.

Solucin:

a)

b)

c)

3. Un transformador monofasico de 25kVA tiene 250 espiras en su devanado primario y 50 en el devanado secundario, el primario se conecta a una lnea de alimentacin de 2400 Volts, 60Hz, se desea calcular:

a) El voltaje en el secundario en vacib) La corriente a plena carga en cada demanda.

Solucin:

a)

b)

4. Se tiene un transformador reductor de 6600 Volts a 220 Volts con una potencia de 500kVA a 60Hz y tiene 600 espiras en el primario calcular:

a) La relacin de transformacin.

b) Las corrientes a plena carga en cada devanado

c) Numero de espiras del secundario.

Solucin:

5. Se tiene un transformador monofsico de 10 kVA de 2400/220 V, que tiene en su devanado 55 espiras. Si se consideran despreciables las perdidas, calcular:

a) Nmero de espiras en el devanado primario.

b) Las corrientes en el devanado primario y en el secundario

Solucin:

De acuerdo con la expresin para la relacin de transformacin se calcula el nmero de espiras en el devanado primario.

a)

la corriente a plena carga es:

b)

6. Se tiene un transformador de 500 kVA con un rendimiento (=0.9 que tiene en su devanado primario 1000 espiras y tiene una relacin de transformacin 1.5, calcular:

a) La potencia en el devanado secundario o de salida

b) Si I2=500, la tensin en el devanado primario

c) Numero de espiras en el lado secundario.

Solucin:

a)

b)

c)

Problemas Propuestos

7. Un transformador monofsico de 50 C.P.S. tiene 2000 espiras en el primario y 500 espiras en el secundario, si el valor mximo del flujo mutuo es de 6*105 Maxwuel, calcular:


b) Los voltajes inducidos en el primario y en el secundario.

8. Un transformador que opera a una frecuencia de 50 C.P.S. y de 15000/380 Volts tiene 6.5 volts/espira, calcular:

a) El nmero de espiras en los devanados primarios y secundarios.

b) El flujo en el neutro.

9. se tiene un transformador monofsico 18kVA, 2400/230 volts, 60Hz, cuyo ncleo magntico tiene 85cm2 de seccin transversal y una longitud media de 67cm, cuando aplican 2400V se produce una intensidad de campo magntico de 400A-e/m valor eficaz y una densidad de flujo mximo de 1.5 tesla, se desea calcular.


b) El numero de espiras en cada lado.

c) La corriente de magnetizacin

CAPITULO VI


1. Se tiene una vivienda domiciliaria que cuenta con dos habitaciones, una cocina y una sala con las siguientes medidas:

Habitacin 1:7*5 mts. DC = medio.

Habitacin 2: 8*4 mts. DC = medio

Cocina: 5*8 mts. DC = mnima.

Sala: 10*5 mts. DC = elevada.

Calcular:

a) El numero de luminarias en cada habitacin si se utilizan lmparas incandescentes de 100 Watts.

b) El nmero de tomas en toda la vivienda.

c) Potencia instalada en las 2 habitaciones.

d) Demanda mxima.

Solucin:

a) Primeramente sacamos la potencia que se instala en cada ambiente.

2. Se tiene el siguiente plano arquitectnico:

En A hay dos equipos de 5kW

En C hay 2 Equipos de 4kW y 2 de 3.5 kW

Calcular:

a) Numero total de luminarias en A, B, C si son luminarias Fluorescentes.

b) Numero total de tomas

c) Demanda mxima.

Solucin:


3. se tiene el siguiente plano arquitectnico donde la habitacin A es de 15*7 mts. Y la habitacin B de 10*9 mts., una cocina C de 5*3 mts., adems se cuenta con un taller de 20*18 mts. Y con los siguientes equipos, un motor de 4800W de potencia y dos arcos de soldar cada uno con 3800W de potencia, y dos fresadoras cada uno de 4500W de potencia, calcular:

a) la potencia instalada en el taller

b) el nmero total de luminarias que debe existir en el plano arquitectnico.

c) El numero total de tomas que debe existir en el plano arquitectnico.

d) Demanda mxima.

CAPITULO VII


1. Calcular el porcentaje de S de un motor de induccin de 4 polos a 50 CPS, que gira a una velocidad de rotacin 1440rpm.

Solucin:

2. Calcular la velocidad mnima de operacin de un motor de induccin de 4 polos que opera a 500 CPS y debe tener un deslizamiento mximo de 10%.

Solucin:

3. Supongamos que se tiene un motor de 4 polos cuya velocidad sincrona es de 1200 rpm y opera a 600 rpm, calcular la frecuencia de operacin.

Solucin:


4. Calcular la velocidad de rotacin de un motor de induccin de 4 polos que trabaja a 50 CPS y que su mximo deslizamiento es de 15%.

5. Supongamos que a medida que funciona un motor de induccin se bloquea por un momento su rotor y la velocidad sincrona es Ns =700rpm, entonces la frecuencia de giro es.

6. Calcular el deslizamiento mximo de un motor si su velocidad mnima de operacin es de 1250rpm de 4 polos y 50 CPS.

EMBED Visio.Drawing.5

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Ejercicios Resueltos y Propuestos 1

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Ejercicios Electro

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