Cuestionario Maquinas Electricas-2010

Cuestionario para EXAMEN DE MAQUINAS ELECTRICAS Guía de preguntas para el Coloquio Final ELECTROTECNIA Y MAQUINAS ELECTRICAS Electrotecnia 1. Corriente Continua (ley de OHM) a. Una lámpara tiene una resistencia de 2 ohm y una tensión en bornes de 220 Voltios. ¿Qué corriente absorbe? b. Una plancha eléctrica tiene una resistencia de 30 ohmios y absorbe una intensidad de 10 Amp. ¿Qué potencia consume? c. Un calentador de agua consume 1.500 W y tiene 100 ohmios de resistencia. Averiguar la tensión aplicada y la corriente que absorbe. d. Se desea instalar un radiador de 2.200 W y de 220 V nominales. Averiguar: i. Intensidad que absorbe de la red de 220V. ii. La resistencia que ofrece al paso de la corriente. iii. La energía transformada en julios en una hora. iv. Los KWh que marcaría un contador de energía al cabo de una hora. v. Los KWh que marcaría un contador durante dos meses de 30 días y cuatro horas de funcionamiento cada día. 2. Corriente Alterna a. Parámetros que definen a una onda alterna i. Valor medio. ii. Valor eficaz. iii. Frecuencia. iv. Periodo. v. Ángulo de fase. b. ¿Cómo se dibuja una onda de CA? c. Impedancia i. Concepto. Resistencia en corriente alterna. ii. Tipos de cargas que se presentan en corriente alterna. 1. ¿Qué características presenta respecto a tensión y corriente un circuito resistivo puro? ¿y uno inductivo puro? ¿y uno capacitivo puro?. (conceptos temporales y fasoriales) d. Potencia en Corriente Alterna. i. ¿De qué magnitudes depende la potencia eléctrica? ii. ¿Porque aparece en los circuitos de CA la potencia reactiva?. iii. Potencia con carga resistiva. iv. Potencia con carga inductiva. v. Potencia con carga capacitiva. vi. Triángulo de potencia. vii. ¿Qué potencia señalan los medidores de potencia más usuales? viii. ¿Cómo se calcula la potencia eficaz en el circuito de corriente alterna? ix. ¿Cómo se calcula la toma de potencia aparente de una bobina de reactancia? x. ¿en qué unidades se mide la potencia aparente? xi. ¿En qué unidades se mide la potencia inductiva? Ing. Javier Membrives | 3° Año Industrial

2010

2010

Cuestionario para EXAMEN DE MAQUINAS ELECTRICAS xii. ¿Qué significado tiene una potencia negativa en un consumidor? xiii. ¿qué valor tiene la diferencia de fase entre corriente y tensión en un circuito eléctrico, cuando sólo transporta potencia reactiva? xiv. ¿Cómo se calculan, P, Q, S en el triángulo de potencias con ayuda del teorema de Pitágoras? xv. ¿Qué es el cos fi y como se puede calcular? xvi. ¿Cómo se calcula la reactancia capacitiva de un condensador? xvii. ¿qué efecto produce el montaje en paralelo de varios condensadores? xviii. ¿cómo se calcula la capacidad total de condensadores montados en paralelo? xix. ¿Qué efecto produce el montaje en serie de varios condensadores? xx. ¿Qué valor tiene y de qué tipo es la diferencia de fase en un circuito de CA con reactancia capacitiva? xxi. ¿qué se entiende por resistencia de pérdidas de un condensador? xxii. ¿porqué un condensador sin pérdidas sólo consume potencia reactiva? xxiii. ¿Qué tipos de carga se dan en un montaje en serie de R, XL y XC? xxiv. ¿Qué tipos de carga se dan en un montaje en paralelo de R, XL y XC? xxv. Una impedancia absorbe una potencia activa de 6.800 W con un cos fi = 0,85. La tensión de la red es de 220 V – 50 Hz. Calcular: 1. Potencia Reactiva. 2. Potencia Aparente. 3. Intensidad. 4. Resistencia. 5. Reactancia. 6. Impedancia. xxvi. Calcular la potencia suministrada por una fuente sinusoidal a una resistencia R. Denominar a los valores eficaces de la tensión y la corriente como V e I, respectivamente.

p R t   v  iR 



2 V cos t

 RI 2 1  cos 2t  





2 I cos t  2 V I cos 2 t  V I 1  cos 2t  

2

V 1  cos 2t  R

Por tanto,

PR 

V2  RI 2 R

Q  0

La potencia instantánea consumida por una resistencia varía sinusoidalmente entre cero y 2RI 2 , con 2 el doble de la frecuencia de excitación, y con un valor medio de PR  RI .

Ing. Javier Membrives | 3° Año Industrial

2010

Cuestionario para EXAMEN DE MAQUINAS ELECTRICAS

tension

corriente

potencia

8,0

6,0

4,0

2,0

0,0 0

45

90

135

180

225

270

315

360

-2,0

-4,0

Circuito Resistivo Puro i.

Se aplica una tensión v  140 cos t a una impedancia Z  5 60 . Calcular p  t  .

La tensión v aplicada produce una intensidad de corriente i  28 cos  t  60  . Entonces,

p  t   vi  140  28  cos  t cos  t  60   980  1.960 cos  2 t  60  La potencia instantánea tiene una componente constante de 980 W y una componente sinusoidal de doble frecuencia que la fuente.


2010


tension

corriente

potencia

6,0

5,0

4,0

3,0

Pmed 2,0

1,0

0,0 0

45

90

135

180

225

270

315

360

-1,0

-2,0

-3,0

-4,0

Circuito Inductivo (= -60°)

e. Factor de Potencia i. ¿Cómo se define y qué indica su valor? ii. ¿Porque es necesario corregir los valore de potencia reactiva? iii. Calcular la intensidad y el factor de potencia de una bobina de 6 ohm y un coeficiente de autoinducción de 22 mHy si se la somete a una tensión alterna de 220 V – 50 Hz. iv. ¿Con que elementos puedo corregir un factor de potencia bajo?. Como los conecto. Realizar el diagrama vectorial. 3. Sistemas Trifásicos a. Conexiones triangulo – estrella. Corrientes y tensiones. Relaciones. b. ¿Porque en los sistemas de distribución utilizo normalmente los sistemas en estrella? c. ¿La potencia que consume un motor conectado en estrella es la misma que si al mismo motor lo conecto en triángulo?. Demostrar. d. Un motor trifásico de inducción absorbe una potencia de 7,5 kW con un factor de potencia de 0,8 y tensión de red de 380 V. determinar: i. Intensidad de línea. ii. Potencia aparente. iii. Potencia reactiva. iv. Calcular la potencia del banco de capacitores que debo colocar para llevar el factor de potencia a 0,95. e. ¿En qué condiciones no pasa corriente por el conductor de neutro? f. ¿Cuál es la fórmula para calcular la potencia en un sistema trifásico equilibrado? g. ¿Qué instrumento utilizo para la medida de la potencia activa? ¿y la reactiva?


Cuestionario para EXAMEN DE MAQUINAS ELECTRICAS h. Un motor trifásico de inducción absorbe una potencia de de 7,5 kW, con factor de potencia 0,85, rendimiento 0,90 y tensión de red de 380 V. Determinar: i. Intensidad de línea. ii. Potencia aparente. iii. Potencia reactiva. Instalaciones y Sistemas Eléctricos 1. Líneas Eléctricas. a. Describa brevemente cómo funciona el SISTEMA ELECTRICO ARGENTINO (SIN). Ver si es necesario página de CAMMESA. b. Tipos de líneas. c. Tensiones normalizadas. d. Materiales que se emplean para conducir la corriente eléctrica. ¿Cuál es el más adecuado? e. Criterios para dimensionar una línea. ¿Cuál es el que debo utilizar y porque? f. ¿Por qué la densidad de corriente responde a una cuádrica? g. ¿Por qué para transmitir energía debo elevar la tensión? h. ¿Porque utilizó para la transmisión de energía tres cables en lugar de dos? De que parámetros depende económicamente la construcción de una línea? i. ¿Porque se tiende a mantener la caída de tensión en un valor mínimo? j. ¿Cuáles son las tensiones empleadas, en muy alta, alta, media y baja tensión? k. ¿Cuál es la ventaja de una red en malla a una red radial? l. Desafío: i.

Una torre de ventilación está equipada con diez motores monofásicos que absorben 16A a 220V. Cada motor está alimentado por una línea de 25m de longitud, que transcurre por un ducto cerrado, realizado con cable unipolar. La temperatura ambiente es de 40°C y el factor de potencia de los motores de 0,6. Averiguar la sección necesaria de cable sabiendo que la máxima caída de tensión admisible es del 3% (3/100). Se asume que las diez líneas van por el mismo ducto. PD: yo también los quiero…….

2. Aparatos de Protección y Medida. a. ¿Qué es un Corto Circuito?. ¿Qué características eléctricas presenta esta falla? b. Nombre los defectos de los que debo proteger un circuito eléctrico. c. ¿Porque existen los Sistemas de Puesta a Tierra? d. Nombre los tipos de Sistemas de PAT que existen. e. Qué diferencias hay entre un seccionador y un interruptor. f. Dibuje la curva característica de un Interruptor. g. Un fusible es un elemento de protección magnético o térmico (en su concepción de funcionamiento) h. Explique cómo dispara un interruptor termomagnético ante una sobrecarga. i. Explique cómo dispara un interruptor termomagnético ante un corto circuito. j. ¿Qué es un contactor y para que lo uso? k. ¿Qué es un guardamotor? ¿Cómo funciona? l. ¿Cuando digo que un circuito es SELECTIVO? Ing. Javier Membrives | 3° Año Industrial

2010

Cuestionario para EXAMEN DE MAQUINAS ELECTRICAS m. ¿Qué parámetros eléctricos he de tener en cuenta para realizar la selectividad de dos interruptores? n. ¿Qué es un INTERRUPTOR LIMITADOR? o. ¿Porque uso transformadores de tensión y de corriente, en los circuitos eléctricos? p. Explique el modo de funcionamiento de un relé. 3. SEGURIDAD ELECTRICA a. Nombrar y explicar las cinco reglas de ORO para el trabajo con tensiones eléctricas. b. Nombrar los tipos de puestas a tierra. c. Nombrar los esquemas de conexión de tierra. d. ¿Qué se entiende por tensión de contacto? e. ¿Qué se entiende por tensión de paso? f. Tipos de contactos eléctricos. g. Describa sintéticamente las partes que componen una instalación de tierra. h. ¿Para qué es obligatorio el uso de un disyuntor diferencial en las instalaciones eléctricas residenciales? Máquinas Eléctricas 1. Conceptos fundamentales a. ¿Cómo se pude conocer la dirección de un campo magnético alrededor de un conductor? b. ¿Qué fuerzas se ejercen entre dos conductores paralelos por los que circula corriente continua de sentido contrario? c. ¿Cómo puede reconocerse el polo N y S de una bobina por la que circula CC? d. ¿Qué es la fuerza magnetomotriz? e. ¿Porque decimos que los circuitos magnéticos son alineales?. f. Si estoy construyendo una máquina eléctrica. ¿Cómo debería ser la curva de permeabilidad? g. Explique cómo trazar la curva de histéresis de un material magnético. h. ¿Porque hay materiales que se comportan distinto magnéticamente? i. Aclare el concepto de FUERZA COERCITIVA y MAGNETISMO REMANENTE. j. ¿Qué se entiende por intensidad de Campo magnético? k. ¿Qué se entiende por flujo magnético? l. ¿Qué se entiende por densidad de flujo magnético? m. ¿Con que elementos puedo hacer un imán permanente? n. ¿Con que elementos puedo hacer electroimán? o. Describir cuatro efectos de la conversión electromecánica de la energía. p. Enunciar la ley de Lenz. q. Demostrar que tanto la ley de Lenz como la tercera ley de newton del movimiento están relacionadas con el principio de Le Chatelier. (pónganse a buscar nombres en WIKIPEDIA).

r.

Explicar porque:


2010

Cuestionario para EXAMEN DE MAQUINAS ELECTRICAS i. Debe producirse corriente alterna en una espira que gira en un campo magnético bipolar. ii. La forma de la onda es senoidal. 2. Corriente en un Campo Magnético a. ¿Qué efecto ejerce un campo magnético sobre un conductor recorrido por una corriente? b. ¿De qué depende la dirección de la fuerza desviadora sobre un conductor en un campo magnético? c. Enuncie la regla de la mano izquierda. d. ¿De qué depende la magnitud de la fuerza desviadora sobre un conductor en un campo magnético? e. ¿Donde se emplea el efecto de un campo magnético sobre un conductor por el cual circula una corriente? 3. Producción de tensión por Inducción a. ¿Bajo qué condiciones puede ser inducida una tensión en un conductor? b. ¿de qué depende el sentido de la tensión inducida? c. En el movimiento de un conductor en un campo magnético, ¿de que depende la magnitud de la tensión inducida? d. Enuncie la regla de la mano derecha. e. Que dice la ley de LENZ f. Donde se aplica la inducción de movimiento. g. ¿Qué dirección tiene la tensión de AUTOINDUCCION? h. ¿Qué efectos produce la autoinducción en la conexión y desconexión de bobinas en circuitos de CC? 4. TRANSFORMADORES a. Describa la constitución fundamental de un transformador. b. ¿Qué relación existe entre tensiones, corrientes, y número de espiras en un transformador? c. ¿Qué se entiende por relación de transformación? d. ¿Por qué aparecen corrientes parásitas en un metal? e. Cite algunas aplicaciones de las corrientes parásitas. f. Explique el modo de funcionamiento de freno de corrientes parásitas. (conversión de las formas de energía ‐ video) g. ¿Por qué en un transformador evitamos la aparición de corrientes parásitas? h. ¿Cómo pueden disminuirse las pérdidas por corrientes parásitas? i. ¿Cómo es el flujo de un TRAFO en vacío y carga? j. Explique el funcionamiento del transformador, vectorialmente y con sus respectivas ecuaciones. k. ¿Cuál es la ecuación fundamental que describe el funcionamiento de un transformador? Ing. Javier Membrives | 3° Año Industrial

2010

Cuestionario para EXAMEN DE MAQUINAS ELECTRICAS l. m. n. o. p.

¿Por qué es tan elevado el rendimiento de un transformador? ¿Puede un transformador funcionar con CC?, si es afirmativo ¿Cómo? ¿Qué características tiene la tensión del secundario en un trafo? ¿Qué pérdidas se producen en un trafo? ¿en qué condiciones de servicio se miden las pérdidas en el hierro del transformador?, ¿Por qué?

q. ¿Cómo se miden las pérdidas en el cobre? r. ¿Qué ventajas tiene un autotrafo frente a un trafo convencional? s. Explicar, en detalle, cómo transfiere potencia un transformador

t.

u. v.

w.

x.

desde el primario al secundario con una carga capacitiva en los terminales del secundario. Usar los diagramas vectoriales para ayudar la explicación. Demostrar que la tensión por espira de un transformador i. Es proporcional a la frecuencia y al valor máximo del flujo mutuo. ¿es posible que un transformador de 50 Hz funcione a 400 Hz? ¿en qué condiciones? ¿Por qué es necesario mantener el valor máximo del flujo mutuo y la densidad de flujo a un valor constante, independientemente de las variaciones de frecuencia? Al hacer funcionar un trafo de 400 Hz a 60 Hz, explicar: i. Porque la tensión debe reducirse en la misma proporción que la frecuencia. ii. Porque la potencia aparente nominal se reduce en la misma proporción que la frecuencia. iii. Porque las pérdidas en el hierro se reducen considerablemente. iv. Porque el rendimiento del transformador aumenta. Basándose en la pregunta anterior, explicar porque un transformador de 1 KVA 400 Hz es más pequeño que un transformador de 1 KVA 60 Hz.

5. MAQUINAS de CORRIENTE CONTINUA a. ¿Qué misión tiene el colector en un generador de CC? b. En un generador de CC, ¿de qué depende el sentido de la tensión inducida? c. En un generador de CC, ¿de qué depende el valor de la tensión inducida? d. ¿Qué se entiende por reacción de inducido, en un generador de CC? e. ¿en qué sentido se desvía la zona neutra de un generador, en carga? f. ¿Cómo se pueden evitar, en un generador sin polos de conmutación, el chisporroteo de las escobillas? g. ¿Cuál es la misión de los polos de conmutación? h. ¿Cómo está conectado en una maquina de CC, el devanado de conmutación? i. ¿Por qué, para invertir el sentido, además del inducido hay que invertir también el devanado de los polos de compensación? j. ¿Cómo se invierte el sentido de giro de un motor de CC? k. ¿Por qué un motor de CC, no debe conectarse directamente a la red? Ing. Javier Membrives | 3° Año Industrial

2010

Cuestionario para EXAMEN DE MAQUINAS ELECTRICAS l.

¿Por qué el consumo de corriente de un motor de CC se reduce al aumentar la velocidad? m. ¿Cómo se reduce la velocidad de giro de de un motor de CC por debajo de la nominal y cómo se aumenta por encima de ella? 6. MAQUINAS ASINCRONICAS a. ¿Cómo se llama la parte fija de una máquina eléctrica? b. ¿Cómo se llama la parte giratoria? c. ¿Qué objeto tiene el aislamiento de las ranuras? d. Defina las distintas clases de servicio de los motores eléctricos. e. Defina los parámetros más importantes para la selección de un motor asincrónico. f. ¿Qué se entiende por tensión de parada del rotor, en un motor de anillos rozantes? g. ¿Cómo se genera la corriente en el rotor de anillos rozantes? h. ¿Qué influencia tiene en el motor asincrónico, el desfase entre tensión y corriente rotórica, sobre el par motor? i. Explicar los conceptos de par de arranque, par nominal, par límite y par de inflexión. j. ¿Por qué no se emplean reactancias como resistencias de arranque en los motores de anillos? k. ¿Cómo se calcula el deslizamiento de un motor asincrónico? l. ¿Cuál es la incidencia del deslizamiento en el comportamiento de la cupla de arranque? m. ¿Donde se usan los motores de anillos rozantes? n. ¿Por qué no se pueden conectar directamente a la red de baja tensión grandes motores trifásicos? o. ¿Qué efectos perjudiciales produce en el motor con rotor en corto circuito la disminución de la tensión de fase? p. ¿En qué motores es posible el arranque estrella triángulo, si la red es de 380 V? q. ¿Cuándo se emplean motores de tensión conmutable? r. ¿Cómo se puede variar la velocidad de giro de un motor trifásico con rotor en cortocircuito? s. ¿Cómo se comporta el motor de reluctancia con carga nominal y en sobrecarga? t. ¿En qué condiciones funciona como generador una máquina asincrónica? u. ¿Qué clase de potencia toma de la red un generador asincrónico y qué clase de potencia suministra a la misma? v. ¿Cómo se origina el campo rotativo en un motor con condensador de arranque? 7. MAQUINAS SINCRONICAS a. Partes constitutivas de un alternador. b. ¿Qué tipo de corriente circula por el INDUCTOR? c. Describir tres tipos de excitación. d. Para un alternador establecer: i. La relación entre el par electromagnético desarrollado en los conductores del inducido y el par aplicado por el motor primario que acciona el alternador. Ing. Javier Membrives | 3° Año Industrial

2010


e.

f. g. h. i.

j. k. l. m. n. o. p. q. r.

ii. La relación entre la tensión generada en el inducido por fase, la intensidad en el inducido y la tensión en bornes por fase. iii. Las ecuaciones que representan el punto anterior. Un estudio de las máquinas de CC muestra que se genera CA en los conductores de un inducido giratorio. Esto lleva a la posible ventaja de la construcción de una máquina universal capaz de suministrar CC o CA (o ambas), que tenga inducido giratorio y excitación fijas. Explicar: i. Porque la máquina universal apenas se usa. ii. Citar 7 razones importantes del uso de inducido fijo y excitación móvil en las máquinas de CA. Describir dos tipos de construcción de excitación giratoria usada en los alternadores. ¿Qué factores determinan la elección del tipo de construcción? ¿Cómo es posible distinguir entre los dos tipos de construcción basándose en el aspecto general? Calcular: i. El numero de polos necesarios para un alternador accionado por una máquina motriz que tenga una velocidad de 720 rpm si se desea generar CA de una frecuencia de 60 Hz. ii. Calcular, desde 2 hasta 10 polos, las velocidades de la máquina motriz de accionamiento necesarias para generar 25 Hz. iii. La frecuencia producida por una máquina motriz que haga girar un alternador de 10 polos a 800 rpm. ¿Qué efectos tiene sobre la red un alternador sobreexcitado? ¿y subexcitado? ¿Cómo modifico la tensión en bornes de un alternador? ¿qué parámetros debo regular y sincronizar para realizar el paralelo de un alternador a una red de tensiones alternas? Citar dos factores que hacen que un alternador actúe como motor. ¿Por qué es el motor sincrónico un caso especial de máquina doblemente excitada? Citar 4 ventajas del motor sincrónico, sobre los motores de inducción. Explicar porque un motor sincrónico no es capaz de arrancar por sí mismo. Explicar porque un motor sincrónico girará a velocidad sincrónica o no girará. Dar dos métodos de arranque de motores sincrónicos.


2010

Cuestionario Maquinas Electricas-2010

Recommend Documents