SOLUCIÓN:
Falso y
verdadero
1. La definición de la ley de ohm dice que
el V = IR.
Verdadero. Según la ley de Ohm, la cantidad de
corriente que fluye por un circuito formado por resistencias
puras es directamente proporcional a la fuerza electromotriz
aplicada al circuito, e inversamente proporcional a la
resistencia total del circuito. Esta ley suele expresarse
mediante la fórmula I = V/R, siendo I la intensidad de
corriente en amperios, V la fuerza electromotriz en voltios y R
la resistencia en ohmios. La ley de Ohm se aplica a todos los
circuitos eléctricos, tanto a los de corriente continua
(CC) como a los de corriente alterna (CA), aunque para el
análisis de circuitos complejos y circuitos de CA deben
emplearse principios adicionales que incluyen inductancias y
capacitancias.
2. Cuando se tiene un circuito capacitivo la
corriente se adelanta al voltaje.
Verdadero. La capacitancia hace que el valor
máximo de la tensión sea menor que el valor
máximo de la corriente. En un circuito capacitivo el fasor
corriente (al girar) está adelantado un ángulo ((
con respecto al fasor voltaje.
3. La demanda que se tiene en un circuito es
igual a la potencia exigida por ese mismo circuito.
Verdadero. La demanda es igual al promedio de la
potencia exigida por el circuito; esto debido a que la potencia
que se exige no es constante con respecto al tiempo.
4. El ritmo con que se consume los watts se llama
Energía.
Falso. La energía es la capacidad de un cuerpo
para producir un efecto, es decir crear un trabajo. Las unidades
watts corresponden a la potencia que es el trabajo que se realiza
en un determinado intervalo de tiempo ó ritmo con que se
recibe o entrega energía.
5. El ángulo del factor de potencia es el
ángulo entre la potencia real y la potencia
reactiva.
Falso. El ángulo del factor de potencia (() es el
ángulo entre la potencia real (P) y la potencia total o
aparente (S) según el triángulo de potencias. El
ángulo es la tangente inversa de la potencia reactiva (Q)
dividida entre la potencia real o activa (P).
6. El mejorar el factor de potencia hace que se
consuma menor energía eléctrica.
Falso. El factor de potencia sirve para que la
energía (eléctrica) que se necesita para hacer
funcionar los motores y demás maquinaria y equipo dentro
de una industria sea utilizada de una forma más eficiente,
es decir que al mejorarlo de toda la potencia suministrada
(potencia total) está en un mayor porcentaje sea utilizada
para crear trabajo comparada con la necesaria para crear los
campos magnéticos.
7. El mejorar el factor de potencia hace que en
la subestación se tenga mayor potencia
disponible.
Verdadero. El mejorar el factor de potencia hace que la
potencia activa o real (P) incremente (cateto adyacente) debido a
que disminuye el ángulo ( a un nuevo ángulo (n. Si
la hipotenusa sigue siendo la misma, el cateto adyacente
(potencia real) se incrementará.
8. El ángulo de la impedancia total es el
ángulo del factor de potencia.
Verdadero. El ángulo de la impedancia total o
equivalente, es la tangente inversa de la reactancia total
(inductiva menos capacitiva) dividida entre la resistencia total
que conforman a la impedancia. El ángulo del factor de
potencia es la tangente inversa de la potencia reactiva (Q)
dividida entre la potencia real (P).
La potencia real es la potencia disipada en las
resistencias (P = RI2) y la potencia reactiva es la que se
utiliza en las bobinas y en los capacitores para crear los campos
magnéticos y eléctricos respectivamente, es decir
que las potencias son un múltiplo de la resistencia y la
reactancia (I2 veces) por lo tanto el ángulo será
el mismo.
9. La inercia de un circuito inductivo es el
campo eléctrico.
Falso. En una inductancia se crean campos
magnéticos, por lo tanto la inercia de un circuito
inductivo es el campo magnético.
10. Si el ángulo de la impedancia es
positivo, es porque el voltaje se adelanta a la
corriente.
Verdadero. Si el ángulo de la impedancia es
positivo es porque las inductancias predominan sobre los
capacitares por lo tanto puede hablarse de un circuito inductivo.
En un circuito inductivo el fasor voltaje se adelanta un
ángulo (( con respecto al fasor corriente. La inductancia
hace que el valor máximo de una corriente alterna sea
menor que el valor máximo de la tensión.
11. Si el ángulo de la impedancia es
positivo, es porque necesariamente hay reactancias capacitivas
conectadas.
Verdadero. Si hay reactancias inductivas la impedancia
será: z = R + Xj y si hay reactancias capacitivas la
impedancia será: z = R – Xj, por lo tanto el
ángulo será positivo y negativo respectivamente.
Respondiendo a la pregunta el ángulo será positivo
siempre y cuando las reactancias inductivas sean mayores
(predominen) que las reactancias capacitivas.
12. La resistencia en la impedancia hace que se
reduzca el ángulo de la impedancia.
Verdadero. Si una impedancia está compuesta
solamente por inductores entonces su ángulo ( será
de 90º pero si está compuesta solamente de
capacitares su ángulo ( será de -90º, es decir
se encuentran en el eje imaginaria. Por otra parte si una
impedancia está compuesta solamente de resistencias su
ángulo será de 0º y la resistencia se
encuentra en el eje real.
Al estar conformada la impedancia tanto por resistencias
como por inductores y/o capacitores su modulo será la
hipotenusa del triángulo formado por las dos componentes y
por lo tanto su ángulo será menor que 90º
ó -90º.
13. Un fasor es un vector que gira a una
frecuencia angular.
Verdadero. Un fasor está compuesto por una parte
real y una imaginaria (componentes) y gira alrededor de un eje
con una frecuencia angular de 60 Hz o 60 ciclos por segundo
(frecuencia utilizada en Guatemala).
14. El valor eficaz de un parámetro
eléctrico es igual al valor del mismo parámetro en
DC.
Verdadero. El valor eficaz de un parámetro
eléctrico es la raíz cuadrada del promedio de todos
los valores que puede tomar el parámetro al aplicarse
corriente alterna (AC) dado que sus valores varían de
acuerdo a una gráfica senoidal, por lo tanto si se
utilizan rectificadores para transformar la corriente alterna en
continua (DC) los valores de los parámetros serían
los mismos al valor eficaz, es decir que el valor eficaz produce
los mismos efectos en AC y en DC.
15. La inercia de un circuito capacitivo es el
campo magnético.
Falso. Un capacitor es utilizado por almacenar carga a
través de la creación de campos eléctricos,
por lo tanto la inercia de un circuito capacitivo es el campo
eléctrico.
Problema
Datos
Situación Actual:
Triángulo de Potencias Actualmente:
Incluyendo a la Nueva Resistencia
(Horno):
Nuevo Triángulo de Potencias:
a) No es necesario incrementar la capacidad de
la subestación. Actualmente el porcentaje de plena
carga es del 80% e incluyendo el horno existiría un
porcentaje de plena carga del 98.76% con una potencia
aparente requerida de 98.76 KVA y la actual
subestación tiene una capacidad para 100 KVA mayor que
la potencia aparente que se requiere para poder conectar el
horno.b) Nada, debido a que la planta tiene la
capacidad suficiente para cubrir la demanda de las
resistencias que se van a agregar.c) Potencia capacitiva reactiva = Qc =
?
La potencia reactiva capacitiva que se podría
instalar para que la planta este totalmente cargada es de 105.18
KVAR.
d) Factor de potencia con las resistencias
conectadas = f.p.r = ?
Autor:
Elías Felipe Nij Patzán
SECCIÓN: P
Universidad de San Carlos de
Guatemala
Facultad de Ingeniería
Escuela de Ingeniería
Mecánica Eléctrica
Ingeniería Eléctrica
2
Guatemala, 11 de Abril del 2005