problemas resueltos hart med y onda

INGENIERA ELECTRNICA

MATERIA : ELECTRNICA DE POTENCIA

INGENIERO : EDUARDO TORRES

INTEGRANTES : EDISON CRDOVA

DANIEL VEGA

SEMESTRE : VI

Quito Ecuador

2015

CAPITULO 3 ELECTRNICA DE POTENCIA DANIEL HART 6GR3

Pgina2

3.1 El Circuito de media onda de la figura tiene 170377 y 12 determine

a) La corriente media de carga

b) La corriente eficaz de carga

c) La potencia aparente entregada por el generador

d) El factor de potencia del circuito

SOLUCIN

170377

12

170 54.112

a. . 4.509

b.

1702 85

8512 7.083 c. S = ?

2 1702 120.209

7.083

120.209 7.083 851.44 d.

8512 602.08


Pgina3

602.08851.44

0.707

3.2Elcircuitorectificadordemediaondatieneuntrasformadorinsertadoentreelgeneradorylosrestanteselementosdelcircuito.Elgeneradoresde240vRMSa60Hzylaresistenciadecargaesde20aDeterminelarelacindetrasformacindeltrasformadorparaquelacorrientemediadelacargasea10A.bDeterminelacorrientemediaeneldevanadoprimariodeltrasformador.SOLUCIN:a

54.02010

2240

102240/

a

ARaR

aVI CCARGA

b

AII

aII

GENERADOR

GENERADOR

CARGAGENERADOR

52.1854.0/10/

3.3)Paraelrectificadordemediaondaconunacargaresistiva.a)Demuestrequeelfactordepotenciaes1/2.b)DetermineelfactordepotenciadedesplazamientoyelfactordedistorsintalcomosedefineenelCaptulo2.LaseriecorrespondientealatensinconrectificacindemediaondaseproporcionaenlaEcuacin3.34.SOLUCIN:

a)

. 1.414 ;1.414 0.707


Pgina4

.

El.

. Reemplazandonosda:

..

b)

3.4)Unrectificadordemediaondatieneungeneradorde120rmsa60HzyunacargaRLconR=10yL=10mH.Determinar.a)Unaexpresinparalacorrientedecarga.b)Lacorrientemedia.c)Elfactordepotencia.Solucin:

: 10.68Hallando:

20.65 0.1425

Entonceslaecuacinparalacorrienteser:

120 2 110.68 120 210.68

/.

Paralocual=220b)Lacorrientemediasedeterminaraapartir

12 15.89.

15.89 . 0.5

c)Elfactordepotenciaser:

30.8

120 2 0.5 2 0.26


Pgina5

3.5)Unrectificadordemediaondatieneungeneradorde120vrmsa60HzyunacargaRLconR=8yL=15mH.Determinar:

a) Unaexpresinparalacorrientedecarga.b) Lacorrientemedia.c) Lapotenciaabsorbidaporlaresistencia.d) Elfactordepotencia.

SOLUCIN:

707.0/

1

2/122

10)616.0(32.17)()

707.0

616.0256.35tan

8.9))((/3772706.1692120

t

m

etsentiaRLt

radRLLRz

sradfvV

Bsehalla:

23.42430)616.0()616.0( 707.0/

tsensen

b)

AI

tdetsenI t

57.3

10)616.0(32.1721 23.4

0

707.0/

c)

wP

tdetsentsenP

tdetntvtdtpIRIP

R

tR

mR

85.315

]10)616.0(32.17)][(8[21

10)616.0()(21)(

21

23.4

0

707.0/

2

0

2

0

2


Pgina6

d)

73.0/.maxmax

IV

PSPpfS

3.6)Unrectificadordemediaondatieneungeneradorde240VRMSa60HzyunacargaRLconR=15yL=100mH.Determinar:

a) Unaexpresinparalacorrientedecarga.b) Lacorrientemedia.c) Lapotenciaabsorbidaporlaresistencia.d) Elfactordepotencia.

SOLUCIN:

2 2 1/ 2

1

240* 2 339.411( ( ) ) 40.574tan ( / ) 1.192

/ 2.513

Vm AZ R L

L R radL R

a) Unaexpresinparalacorrientedecarga.2.513( ) 8.365* ( 1.192) 7.772*

t

i t sen t e

( ) 01.69

ti

rad

b) Lacorrientemedia.1.69

1 2.5132* 0

8.365* ( 1.192) 7.772* * ( )

2.199

t

I sen t e d t

I A

c) Lapotenciaabsorbidaporlaresistencia.

1.69 21 2.5132* 0

(8.365* ( 1.192) 7.772* ) * ( )

4.882

t

rms

rms

I sen t e d t

I A

2 * 357.509R rmsP I R W


Pgina7

d) Elfactordepotencia.

0.677PpfS

3.6.Unrectificadordemediaondatieneungeneradorde240Vrmsa60HzyunacargaRLconR=15yL=100mH.Determinar:

e) Unaexpresinparalacorrientedecarga.f) Lacorrientemedia.g) Lapotenciaabsorbidaporlaresistencia.h) Elfactordepotencia.

SOLUCIN:

2 2 1/ 2

1

240* 2 339.411( ( ) ) 40.574tan ( / ) 1.192

/ 2.513

Vm AZ R L

L R radL R

e) Unaexpresinparalacorrientedecarga.2.513( ) 8.365* ( 1.192) 7.772*

t

i t sen t e

( ) 01.69

ti

rad

f) Lacorrientemedia.1.69

1 2.5132* 0

8.365* ( 1.192) 7.772* * ( )

2.199

t

I sen t e d t

I A

g) Lapotenciaabsorbidaporlaresistencia.

1.69 21 2.5132* 0

(8.365* ( 1.192) 7.772* ) * ( )

4.882

t

rms

rms

I sen t e d t

I A

2 * 357.509R rmsP I R W


Pgina8

h) Elfactordepotencia.

0.677PpfS

3.7 Labobinadelafigura3.2arepresentaunelectroimnmodeladocomounainductanciade0,1H.Elgeneradoresde240Va60Hz.UtilicePSpiceparadeterminarelvalordeunaresistenciaenserietalquelacorrientemediaseade2,0A.

240mV

HL 1,0

SHF 60

SradW /377

?R B wtdwtii 0210,2

5,025,0225,022 29,14211,0.377 RRWLRZ 5,02 29,1421 RZ (1)

01,22384,01

radRWLTan

radRWLWT 377,0

Vd

i

R

L

RV

LV

wtSenVV mS


Pgina9

wtwtmm eSenZVWT

ZVWTi /

wtwteSenZ

WTZ

Ti /240240

0361,0 / wtBeSenBSen

wtwteSenZ

wtZ

i /240024021

wtdeZ

wtSenZ

wt 50,3

0

377,0/240384,024012

9,115Z

Encontramosque: rad384,0

5,02 29,1421 RZ

29,14219,115 22 R

R59,109 3.8)Elrectificadordemediaondadelafigura3.5utilizaungeneradordealternade240Vrmsa60Hz.Lacargaestformadaporunainductancia,unaresistenciayungeneradordecontinuaconectadosenserie,cuyosvaloresson:L=100mH,R=10yVcc=100V.Determine: . 39

tan 1.31 75.14


Pgina

10

sin sin 1002402 17.14 0.3

wt 3.77a) Lapotenciaabsorbidaporelgeneradordetensincontinua.

12

. 12

.

. 2.23

20.53iwt 8.7sin 1.31 10 20.53 . iB 8.7sin 1.31 10 20.53 . 0 1.95 111.74 2.23 10 49.73

b) Lapotenciaabsorbidaporlaresistencia. 12

.

. 1.02

1.02 100 102 49.73 102 151.73

c) Elfactordepotencia.

151.73240 2.23 0.32

3.9Elcircuitorectificadordemediaonda;generadoralternade120 a60Hz;yungeneradorcontinaconectadoenserieR12; 48yL100mHdetermine:aPotenciaabsorbidaporelgeneradorV V2 169.7V

tag 1.26rad


Pgina

11

wt 3.1416rad

Z 39.56

sen 0.28

4.28Senwt1.2640.09.

I ..

3.10I2.31AP IVP 110.8WbPotenciaabsorbidaporlaresistencia

.. 4.172A

208.6WcFactordepotencia

FP .

. 0.63

3.10)Elrectificadordemediaondadelafigura3.6seutilizaungeneradordealternade120 a60.Lacargaestformadoporunainductanciayungeneradordecontinuaconectadosenseriecon 75y 48.Determinelapotenciaabsorbidaporelgeneradordetensincontinua.

SOLUCIN:

75 48

120


Pgina

12

60 2 377 169.705 28.275

sin sin 48169.7056

16.43 0.0291Resolviendopara

1

1

Realizandolaintegracin

cos cos

0

5.755 6.00 cos 1.6976 5.804 6.00 1.678Para Donderesultaser2.1715segnlasolucinde5.804 6.00 1.678 0Hallandolapotenciaabsorbidaporelgeneradordetensincontinuaes ;

12

5.804 6.00 1.678.

.

0.315Dedondeseobtiene

0.31548 15.15423.11)Unrectificadordemediaondaconunacargaserieformadaporunabobinayungeneradorutilizaungeneradordealternade240Vrmsa60Hz.Elgeneradordecontinuaesde125V.Determinarelvalordelainductanciaquedalugaraqueelgeneradordecontinuaabsorba150W.


Pgina

13

240; 60; 125; 150; ? ? ?

125150 0.83

sin 1252402 21.61 0.38

12

. 0.83 0.98; tan ;

2402 sin0.98 125

2402 sin0.98 125

1

sin

1: 1.56 tantan377 88.987

1.48.37 1503.12 Unrectificadordemediaondaconunabobinayungeneradordealternade120Vrmsy60Hz.

Elgeneradordecontinuaesde24V.

UtilicePspiceparadeterminarel valorde la inductanciaqueda lugar aqueel generadordecontinuaobserva75W.

Utiliceeldiodopredeterminado.

SOLUCIN:

ELCIRCUITO


Pgina

14

71,1692 rmsm VV

CCCCm Vwtwwtdi

wLV

dttLdiwtSenV

13,87,169

2411

SenVVSen

m

CC = rad142,0

0

wtwLVwtCosCos

wLV

iCCm

wt

casootropara

Bwtpara

;

:;

wtwtCosLLi wt 064,045,01456,0

Si: BBCosLLiwtB B 064,0455,01456,0

BCosB 064,0456,0456,00

radB 02,5

ideal D

i

CCVSenwtVm

L


Pgina

15

Sabemosque: AIIVwP CC 125,3247575

B wtwt diI 21

wtdwtwtCosLL

02,5

142,0064,0455,01456,0

21125,3

02,5142,0

02,5

142,0

02,5

142,0 2064,0455,045,0635,19

2wtwtSenwtL

mHL 5,15

13.5 13.5 8 1459

12 13.5.

9.55

0,10 0,1013,5 1,35

1 11 1700.675 251


Pgina

16

50 15.92

503 16.67

0.05

16.670.05

333.4

15.923

333.4 15.923

3 0.059 0.059 0.0025 9.0025

9.00252 60 7.96


Pgina

17

a) Io=1[A]

1 170 2410

1 14610

10 146 136

1362 60

0.35

b)

243 192

c)

170 3 377

86700 377


Pgina

18

radRCaVm

377)10)(1000(377)100

3

Ejercicio3.17

Solucion:dondewrcrepresentalatangentenegativadelangulo,enelcualenesepuntoeldiodoseponeencorte

vVc

vVVsen

esensenademasrad

senVVb

o

o

o

RC

mo

67.13772100)

2)98.01(100

39.198.0)(0)()(

57.1)377(tan)1()

/)2(

1

Problema:3.18Elproblema3.17peroconresistenciasde100y10ohmSolucion:i)R=100

a. 100

37710010 37.7


Pgina

19

dondewrcrepresentalatangentenegativadelangulo,enelcualenesepuntoeldiodoseponeencorte

b. 3771

37,7 2.57

: 0 0.88 1.075

1001 0.88 12

c.

100 237.7 16.7

ii)R=10a.

100 37710010 3,77

dondewrcrepresentalatangentenegativadelangulo,enelcualenesepuntoeldiodoseponeencorte

b. 3771

3,77 3.57

: 0 0.78 0894

1001 0.8 22

c.


Pgina

20

100 23,77 166.66

Ejercicio3.19

a) 500 1

2 120 2 169.7 169.7 169.7 2

1,48 84.79

169.7 169.784.79 0.70

169.7 169.7

60 1000 5000 0.567

b) 0.52 29.79 169.7 169.729.79 85.37

169.7 169.7

60 1000 20 141.41

Problema:3.20Repitaelproblema3.19conR=500Solucion:


Pgina

21

a)

2 120 2 169.7 260 500 5 10 0.9423.41: 0.942 136.711 2.386 169.7 3.43

0

2.386.. 0: 69.48 1.2133.49 1 169.7 1 1.213 166.108

2 120 2 169.7 260 500 5 20 10 3.7703.41: 3.770 104.856 1.830 169.7 3.43

0

1.830.. 0: 54.26 0.947


Pgina

22

3.51

2

169.7

60 500 20 10 282.838

Ejercicio3.21

2 120 2 169.7IAmax

DIODO

Ipmedio

2

2 169.760

; 28.8

169.760228.8 0.0049

/2/,. 1.11 63.59


Pgina

23

179.73770.002050.42 50,4228.8

147.14 73,72

Datos:

V=120Vrms R1=100ohmios

F=60Hz

1 169.7

60 100

169.760 100 1.5

0.0188

2

.

1.43

169.72 60 0.0188 1.43 1.43100


Pgina

24

169.72 60 0.0188 1.43 1.43100

163.28

problemas resueltos hart med y onda

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