ejercicios de tema ii - teoría ca - análisis de potencia en circuitos de ca

EjerciciosPotencia en Circuitos de CA.

Curso: Circuitos Elctricos en C.A. Elaborado por: Ing. Fco. Navarro H.

Ejercicio 29: Potencia en Circuitos de CA. (tiempo 10 minutos)Calcule la potencia instantnea que absorbe cada elemento pasivo en el circuito de la siguiente figura, en t = 0 si vs= 20 cos (1000t + 30) V.


Solucin de Ejercicio 29.Se asume que el circuito ha alcanzado estado senoidal estable para t = 0.2.5 k 2.5 k, 1 H j1000 , 4 mF -j250 , 10 k 10 kZeq = j1000 || -j250 || 10000 = 11.10 j333.0

Veq = I10k = I1 H = I4 mF = V2.5k = P2.5k = P1 H = P4 mF = P10k =


Ejercicio 30: Potencia en Circuitos de CA. (tiempo 10 minutos)Para la tensin peridica que se muestra en la figura, obtenga:a) El valor Medio de la tensinb) Calcule el valor rms.c) La potencia media disipada en una resistencia de 2.25 .


Solucin de Ejercicio 30.


Ejercicio 31: Potencia en Circuitos de CA. (tiempo 10 minutos)Calcule la Potencia Media de cada uno de los cinco elementos del siguiente circuito.


Ejercicio 32: Potencia en Circuitos de CA. (tiempo 10 minutos)Para el circuito de la siguiente figura, determine:a) Qu valor de ZL absorber una Potencia Media Mxima? b) Cul es el valor de esta Potencia Mxima?


Solucin de Ejercicio 32.(a)(b)


Ejercicio 33: Potencia en Circuitos de CA. Evaluacin Transferencia de Potencia Mxima, con Z.Para cada uno de los siguientes casos de ZL, complete una tabla de Potencia Media, obteniendo los valores de ZL, |IZL_rms |, |VZL_rms|,PMedia_ZL. Ordenar la tabla por magnitud decreciente de la corriente.

Adicionalmente, Grafique |IZL_rms |, |VZL_rms|, y PMedia_ZL, en funcin de ZL. Compare los resultados obtenidos.


Solucin Ejercicio 33.Evaluacin Transferencia de Potencia Mxima, con Z.Donde:


Solucin Ejercicio 33.Evaluacin Transferencia de Potencia Mxima, con Z.Donde:Sutituyendo las ecuaciones de |IZL_rms |, |VZL_rms|, v , i y simplificando trminos, se obtiene:


Ejercicio 34: Potencia en Circuitos de CA. (tiempo 10 minutos)Las tres cargas del siguiente circuito pueden describirse como: Carga 1, una resistencia de 240, en serie con una reactancia inductiva de 70. Carga 2, una resistencia de 160, en serie con una reactancia capacitiva de 120. Carga 3, una resistencia de 30, en serie con una reactancia capacitiva de 40.La frecuencia de la fuente de tensin es de 60Hz.

a) Calcule el factor de potencia y el factor reactivo de cada carga. b) Calcule el factor de potencia y el factor reactivo de la carga compuesta vista por la fuente de tensin.


Ejercicio 35: Potencia en Circuitos de CA. (tiempo 10 minutos)Las tres cargas del siguiente circuito pueden describirse como: Carga 1, est absorbiendo 7.5KW y 2.5KVAR. Carga 2, es de 10KVA con un factor de potencia de 0.28 en adelanto. Carga 3, una resistencia de 12.5, en paralelo con una reactancia inductiva de 50.La frecuencia de la fuente de tensin es de 60Hz.

a) Calcule la potencia media y la potencia reactiva suministrada por cada fuente si Vg1 = Vg2 = 250 0 V (rms). b) Compruebe los clculos demostrando que los resultados son coherentes con los requisitos Pgen = Pabs y Qgen = Qabs.


Ejercicio 36: Potencia en Circuitos de CA. (para examn - tiempo 20 minutos)Calcule VL (rms) y para el circuito de la figura, si la carga absorbe 600VA con un factor de potencia de 0.8 en atraso.b) Construya un diagrama de fasores de cada solucin obtenida en el apartado (a).


Ejercicio 37: Potencia en Circuitos de CA. (tiempo 10 minutos)Para el circuito de la figura sea: ZA = 5 + j2 , ZB = 20 j10 ,ZC = 10 30, y ZD = 1060.

Encuentre la potencia aparente entregada a cada carga y la potencia aparente generada por la fuente.


Ejercicio 38: Potencia en Circuitos de CA. (tiempo 10 minutos)Una fuente de 230 V rms alimenta a tres cargas en paralelo:Carga a: 1.2 kVA a un FP de 0.8 en atraso, Carga b: 1.6 kVA a un FP de 0.9 en atraso, y Carga c: 900 W a un FP unitario.

Calcule:a) La amplitud de la corriente de la fuenteb) El FP al cual opera la fuente;c) La potencia compleja que suministra la fuente.


Solucin de Ejercicio 38.(a) (b) (c)


Ejercicio 39: Potencia en Circuitos de CA. (tiempo 10 minutos)Una fuente de tensin de 339 cos (100 t - 66) V se conecta a una carga puramente inductiva de 150 mH. Determine:

a) Cul es la corriente eficaz que circula por el circuito?. b) Cul es la potencia instantnea mxima que absorbe la carga?.c) Cul es la potencia instantnea mnima que absorbe la carga?.d) Calcule la potencia aparente que entrega la fuente.e) Calcule la potencia reactiva que entrega la fuente.f ) Cul es la potencia compleja entregada a la carga?


Solucin de Ejercicio 39.V = 339 -66 V, w = 100 rad/s,carga inductiva pura de 150 mH (j47.12 )(a) I = as Ieff = (b) p(t) = VmIm cos + VmIm cos(2wt + ) donde = ngulo de corriente ngulo de voltajepmax = VmIm cos + VmIm = = (1 + cos(-90)) (339)(7.194)/ 2 = 1219 W(c) pmin = VmIm cos - VmIm = -1219 W(d) apparent power = Veff Ieff = Potencia reactiva = Q = Veff Ieff sin ( ) = 1219 VA(e) Potencia Compleja = j1219 VA(f)


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