EJERCICIOS PROPUESTOS DE HART 2011 Pgina 1 CURSO: ELECTRNICA DE POTENCIA INGENIERO:BARTOLOME SAENZ INTEGRANTES: ILDEFONSO GOMEZ, Frank SEMESTRE: VI Huancayo Per 2011 EJERCICIOS PROPUESTOS DE HART 2011 Pgina 2 3.1El Circuito de media onda de la figura tiene y determinea)La corriente media de cargab)La corriente eficaz de cargac)La potencia aparente entregada por el generador d)El factor de potencia del circuito SOLUCION a. b. c.S = ? d. EJERCICIOS PROPUESTOS DE HART 2011 Pgina 3 El ciicuito iectificauoi ue meuia onua tiene un tiasfoimauoi inseitauo entie el geneiauoi y los iestantes elementos uel ciicuito El geneiauoi es ue v ims a Bz y la iesistencia ue caiga es ue a Beteimine la ielacion ue tiasfoimacion uel tiasfoimauoi paia que la coiiiente meuia ue la caiga sea A b Beteimine la coiiiente meuia en el uevanauo piimaiio uel tiasfoimauoi S0L0CI0N a 54 . 020 102 240102 240 /! !! ! !TT TaARa Ra VICCARGA bA IIa I IGENERADORGENERADORCARGA GENERADOR52 . 1854 . 0 / 10/!!! 3.3)Para el rectificador de media onda con una carga resistiva. a) Demuestre que el factor de potencia es . b) Determine el factor de potencia de desplazamiento y el factor de distorsin tal como se define en el Captulo 2. La serie correspondiente a la tensin con rectificacin de media onda se proporciona en la Ecuacin 3.34. SOLUCION: EJERCICIOS PROPUESTOS DE HART 2011 Pgina 4 a) . ; . El . Reemplazando nos da: . b) 3.4) Un rectificador de media onda tiene un generador de 120 rms a 60 Hz y una carga R-L con R=10 y L= 10mH. Determinar. a) Una expresin para la corriente de carga. b) La corriente media. c) El factor de potencia.Solucin: Hallando: Entonces la ecuacin para la corriente ser: Para lo cual =220 b) La corriente media se determinara a partir EJERCICIOS PROPUESTOS DE HART 2011 Pgina 5 c) El factor de potencia ser: 3.5) Un rectificador de media onda tiene un generador de 120v rms a 60Hz y una carga R-L con R=8 y L= 15mH. Determinar: a)Una expresin para la corriente de carga. b)La corriente media. c)La potencia absorbida por la resistencia. d)El factor de potencia. SOLUCION: 707 . 0 /12 / 1 2 210 ) 616 . 0 ( 32 . 17 ) ( )707 . 0616 . 0 256 . 35 tan8 . 9 ) ) ( (/ 377 2706 . 169 2 120tme t sen t i aRLtradRLL R zs rad fv V[[ [[[[U[T [

!! !! !!; !!! !! ! B se halla: 23 . 4 2430 ) 616 . 0 ( ) 616 . 0 (707 . 0 /! !!

FF[tsen sen b)A It d e t sen It57 . 310 ) 616 . 0 ( 32 . 172123 . 40707 . 0 /!!

[ [T[ c) EJERCICIOS PROPUESTOS DE HART 2011 Pgina 6 w Pt d e t sen t sen Pt d e t n t v t d t p I R I PRtRm R85 . 315] 10 ) 616 . 0 ( 32 . 17 )][ ( 8 [2110 ) 616 . 0 ( ) (21) (2123 . 40707 . 0 /20202!!! ! ! !

[ [ [T[ [ [T[ [T[T T d) 73 . 0 / .max max! ! !I VPS P p fS 3.6) Un rectificador de media onda tiene un generador de 240 V rms a 60 Hz y una carga R-L con R=15 y L= 100mH. Determinar: a)Una expresin para la corriente de carga. b)La corriente media. c)La potencia absorbida por la resistencia. d)El factor de potencia.SOLUCION: 2 2 1/ 21240* 2 339.411( ( ) ) 40.574tan ( / ) 1.192/ 2.513Vm AZ R LL R radL R[U [[X [

! !!! ;! !! ! a)Una expresin para la corriente de carga. 2.513( ) 8.365* ( 1.192) 7.772*ti t sen t e[[ [

!( ) 01.69tirad[ F[FF!!! b)La corriente media. 1.691 2.5132*08.365* ( 1.192) 7.772* * ( )2.199tI sen t e d tI A[T[ [

!! c)La potencia absorbida por la resistencia. EJERCICIOS PROPUESTOS DE HART 2011 Pgina 7 1.6921 2.5132*0(8.365* ( 1.192) 7.772* ) * ( )4.882trmsrmsI sen t e d tI A[T[ [

!! 2* 357.509R rmsP I R W ! ! d)El factor de potencia. 0.677PpfS! ! 3.6.- Un rectificador de media onda tiene un generador de 240 V rms a 60 Hz y una carga R-L con R=15 y L= 100mH. Determinar: e)Una expresin para la corriente de carga. f)La corriente media. g)La potencia absorbida por la resistencia. h)El factor de potencia.SOLUCION: 2 2 1/ 21240* 2 339.411( ( ) ) 40.574tan ( / ) 1.192/ 2.513Vm AZ R LL R radL R[U [[X [

! !!! ;! !! ! e)Una expresin para la corriente de carga. 2.513( ) 8.365* ( 1.192) 7.772*ti t sen t e[[ [

!( ) 01.69tirad[ F[FF!!! f)La corriente media. 1.691 2.5132*08.365* ( 1.192) 7.772* * ( )2.199tI sen t e d tI A[T[ [

!! EJERCICIOS PROPUESTOS DE HART 2011 Pgina 8 g)La potencia absorbida por la resistencia. 1.6921 2.5132*0(8.365* ( 1.192) 7.772* ) * ( )4.882trmsrmsI sen t e d tI A[T[ [

!! 2* 357.509R rmsP I R W ! ! h)El factor de potencia. 0.677PpfS! ! 3.7 La bobina de la figura 3.2a representa un electroimn modelado como una inductancia de 0,1H. Elgeneradoresde240Va60Hz.UtilicePSpiceparadeterminarelvalordeunaresistenciaen serie tal que la corriente media sea de 2,0A. 240 !mVH L 1 , 0 !SH F 60 !S rad W / 377 !? ! R ! !Bwt d wt i i0210 , 2T ? A ? A5 , 025 , 02 25 , 02 229 , 1421 1 , 0 . 377!!!R R WL R Z 5 , 0229 , 1421! R Z --------------------(1) Vdi

RLRV

LVwt Sen V Vm S!EJERCICIOS PROPUESTOS DE HART 2011 Pgina 9 01 , 22 384 , 01! !!

radRWLTan UradRWLWT 377 , 0 ! ! wt wt m me SenZVWTZVWT i/ ! U U

wt wte SenZWTZT i/240 240

! U U0 361 , 0/! wt Be Sen B Sen U wt wte SenZwtZi/240024021

!UT wt d eZwt SenZwt !

50 , 30377 , 0 /240384 , 0240 12T ; ! 9 , 115 ZEncontramos que:rad 384 , 0 ! U 5 , 0229 , 1421!R Z29 , 1421 9 , 1152 2 !RR ! ; 59 , 109EJERCICIOS PROPUESTOS DE HART 2011 Pgina 10 3.8) El rectificador de media onda de la figura 3.5 utiliza un generador de alterna de 240 Vrms a 60 Hz. La carga est formada por una inductancia, una resistencia y un generador de continua conectados en serie, cuyos valores son: L=100mH, R=10; y Vcc=100V. Determine: ; tan sin sin wt a)La potencia absorbida por el generador de tensin continua. iwt sin iB sin b)La potencia absorbida por la resistencia. c)El factor de potencia. EJERCICIOS PROPUESTOS DE HART 2011 Pgina 11 El ciicuito iectificauoi ue meuia onua geneiauoi alteina ue a Bz y un geneiauoi continaconectauo en seiie R y LmBueteimine a Potencia absoibiua poi el geneiauoi v v v tag iau wt iau Z sen Sen wt I I A P IvP W b Potencia absoibiua poi la iesistencia A W c Factoi ue potencia FP 3.10)El rectificador de media onda de la figura 3.6 se utiliza un generador de alterna de a La carga est formado por una inductancia y un generador de continua conectados en serie con y Determine la potencia absorbida por el generador de tensin continua. EJERCICIOS PROPUESTOS DE HART 2011 Pgina 12 SOLUCION: sin sin Resolviendo para Realizando la integracin cos cos

cos Para Donde resulta ser 2.1715 segn la solucin de Hallando la potencia absorbida por el generador de tensin continua es ; De donde se obtiene EJERCICIOS PROPUESTOS DE HART 2011 Pgina 13 3.11)Un rectificador de media onda con una carga serie formada por una bobina y un generador utiliza un generador de alterna de 240Vrms a 60Hz. El generador de continua es de 125V. Determinar el valor de la inductancia que da lugar a que el generador de continua absorba 150W. sin tan sin sin sin : tan tan 3.12Un rectificador de media onda con una bobina y un generador de alterna de 120 Vrms y 60 Hz. El generador de continua es de 24V. UtilicePspiceparadeterminarelvalordelainductanciaquedalugaraqueelgeneradorde continua observa 75W. EJERCICIOS PROPUESTOS DE HART 2011 Pgina 14 Utilice el diodo predeterminado. SOLUCIN: EL CIRCUITO 71 , 169 2 ! ! rms mV V CC CC mVwt wwt diwLVdtt Ldiwt Sen V!! 13 , 87 , 169241 1! !! SenVVSenmCCE=E ! rad 142 , 0 ? A ? A

!0wtwLVwt Cos CoswLViCC mwtE Ecaso otro paraB wt para;: ; e e E ? A wt wt CosL Liwt064 , 0 45 , 01 456 , 0!Si: ? A B B CosL Li wt BB064 , 0 455 , 01 456 ,0

! !!ideal Di

CCVSenwt Vm

LEJERCICIOS PROPUESTOS DE HART 2011 Pgina 15 B CosB 064 , 0 456 , 0 456 , 0 0 !rad B 02 , 5 !Sabemos que:A I IV w PCC125 , 3247575 ! !! ! !Bwt wtd i IET 21 ? A wt d wt wt CosL L!02 , 5142 , 0064 , 0 455 , 01 456 , 021125 , 3T 02 , 5142 , 002 , 5142 , 002 , 5142 , 02064 , 0 455 , 0 45 , 0 635 , 192wtwt Sen wt L !mH L 5 , 15 ! Respuesta EJERCICIOS PROPUESTOS DE HART 2011 Pgina 16 1) Para un rectificador monofsico no controlado de media onda con carga resistiva, determinar: a) Eficiencia de rectificacin. b) factor de forma y de rizado. c) FUT factor de cresta de corriente y de alimentacin. cd0cd0cdcd cd1/ 22rms02rms0Solucion:El valor medio se define como:1V ( )(0) cuando T/2 t T1V ( ) (cos( ) 1)2sin embargoVV , Vrms1V ( )1V ( ( ))TllTmlmTlTmV t dtTVV wtV t dtT wtVIRdondeV t dtTVsenwt dtTT!e e

! ! ! ! ! ! 1/ 22 2cd2 2 2rmsrmscd2 cacdcds s2V .4)= 0, 4052 100% 40, 5%V .V .) 1, 57079 100% 157, 07%V .2V 1 1, 2103 100% 121, 03%VP)VxIEl voltaje rms del secundario del transformador es VmmmmFmR FVVa xVVbF xVF F xcFUTLTT!! ! !! ! ! !! !! !!1/ 22022cd cd 222C1s ( ( ))22P V /0, 2862 2Factor de cresta de corriente de alimentacion es .2.F2Tmmmsmmm mS mS mVVsenwt dtTVIRVVxI RRVRFUTV VxRI Pico V RRI VTT ! ! !! ! !! ! ! ! ! 2) Para un rectificador monofasico no controlado de media onda con carga resistiva, R=30, L=60mH , Vs=220v, f=60Hz Determinar: EJERCICIOS PROPUESTOS DE HART 2011 Pgina 17 a) Tensin y corriente media en la carga. b) Obtener los coeficientes de furier de la tensin de salida. c) Obtener el factor de potencia de entrada. 0 s02rmsSolucion:La tension media es:2 220V 99, 03 ; 2 VLa corriente media es:V 99, 033, 30130La potencia media se determina a partir de I . R yIams se determina por furierdondeZmmommmV xVV xI ARVIZT T! ! ! !! ! !!m12 24 26 28 230 377.(0, 060)La amplitud de la tension alterna se determina2 220155, 562 22.66, 023(2 1)2.13, 204(4 1)2.5, 659(6 1)2.3,143(8 1)Los resultados son:mmmmmR jnwL jnV xV VVV VVV VVV VVV VTTTT!! ! ! !! !

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n:Vn(V)Zn()In(A) 099,03303,301 1155,5637,574,1405 266,02354,281,216 413,20495,320,138 65,659138,990,040 83,143183,420,017 EJERCICIOS PROPUESTOS DE HART 2011 Pgina 18 2rms rms02 2 2 2 2 22rmsrms2 II K4,1405 1, 216 0,138 4,1405 0, 04 0, 017 I 3, 3012 2 2 2 2 2 I 20, 218 4, 4964, 496 30 606, 42KentradaAPot x wg!! ! ! !@ ! ! 3) En un rectificador monofsico no controlado de media onda se dispone de una batera de carga con capacidad de 150W/h, la corriente media es de =10A, tensin primariaes de 220V a 60Hz y el transformador tiene una relacinde transformacinde 3 a 1, siendo E =12V calcular: a) Angulo de conduccin del diodo. Si el voltaje del secundario es Vs>E, el diodo D1 conduce. El ngulo cuanuo el uiouo comience a conuucii pueue obteneise a paitii ue la siguiente ielacion Luego se deduce que: = (a) El diodo D1 se abre cuando Vs