Saltar al contenido principal
LibreTexts Español

7.6: Ejercicios

  • Page ID
    85955
  • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)\(\newcommand{\AA}{\unicode[.8,0]{x212B}}\)

    Análisis

    1. Para el circuito que se muestra en la Figura\(\PageIndex{1}\), determinar la potencia aparente\(S\), la potencia real\(P\), la potencia reactiva\(Q\) y el factor de potencia\(PF\). También, dibuja el triángulo de poder.

    clipboard_ecebff2c1b7d893179d99b4a06d069e1d.png

    Figura\(\PageIndex{1}\)

    2. Para el circuito que se muestra en la Figura\(\PageIndex{2}\), determinar la potencia aparente\(S\), la potencia real\(P\), la potencia reactiva\(Q\) y el factor de potencia\(PF\). También, dibuja el triángulo de poder.

    clipboard_e2db0c9897f9b5681dc791c37c4c140a8.png

    Figura\(\PageIndex{2}\)

    3. Para el circuito que se muestra en la Figura\(\PageIndex{3}\), determinar la potencia aparente\(S\), la potencia real\(P\), la potencia reactiva\(Q\) y el factor de potencia\(PF\). También, dibuja el triángulo de poder. La fuente es de 120 voltios.

    clipboard_e8d7faf0312ef7b577577356c47e9638c.png

    Figura\(\PageIndex{3}\)

    4. Para el circuito que se muestra en la Figura\(\PageIndex{4}\), determinar la potencia aparente\(S\), la potencia real\(P\), la potencia reactiva\(Q\) y el factor de potencia\(PF\). También, dibuja el triángulo de poder. La fuente es de 120 voltios.

    clipboard_ede0bf690b05d47239735bb361edc1952.png

    Figura\(\PageIndex{4}\)

    5. Para el circuito que se muestra en la Figura\(\PageIndex{5}\), determinar la potencia aparente\(S\), la potencia real\(P\), la potencia reactiva\(Q\) y el factor de potencia\(PF\). La fuente es de 90 voltios,\(X_L = j30\)\(\Omega\),\(R\) = 50\(\Omega\).

    clipboard_e490de2bc3a73572260b720ad78d98362.png

    Figura\(\PageIndex{5}\)

    6. Para el circuito que se muestra en la Figura\(\PageIndex{6}\), determinar la potencia aparente\(S\), la potencia real\(P\), la potencia reactiva\(Q\) y el factor de potencia\(PF\). También, dibuja el triángulo de poder. La fuente es de 240 voltios,\(X_C = −j200\)\(\Omega\),\(R\) = 75\(\Omega\).

    clipboard_e3ac8dfab0a97800e37db9c09dcf44c9e.png

    Figura\(\PageIndex{6}\)

    7. Para el circuito que se muestra en la Figura\(\PageIndex{7}\), determinar la potencia aparente\(S\), la potencia real\(P\), la potencia reactiva\(Q\) y el factor de potencia\(PF\). La fuente es de 120 voltios,\(X_L = j40\)\(\Omega\),\(X_C = −j25\)\(\Omega\),\(R\) = 20\(\Omega\).

    clipboard_ed195fd4bd473597bee352c9b7251c0ca.png

    Figura\(\PageIndex{7}\)

    8. Para el circuito que se muestra en la Figura\(\PageIndex{7}\), determinar la potencia aparente\(S\), la potencia real\(P\), la potencia reactiva\(Q\) y el factor de potencia\(PF\). La fuente es de 120 voltios, 60 Hz. \(R\)= 80\(\Omega\),\(C\) = 20\(\mu\) F,\(L\) = 400 mH.

    9. Un amplificador de potencia de audio entrega un seno de 30 voltios RMS de 1 kHz a un altavoz. Si la impedancia del altavoz a esta frecuencia es\(7\angle 45^{\circ}\), determine la corriente RMS entregada a la carga y la verdadera potencia.

    10. Un amplificador de potencia de audio entrega un pico de 80 voltios 35 Hz sinusoidal a un subwoofer. Si la impedancia del subwoofer a esta frecuencia es\(4\angle −30^{\circ}\), determine la corriente pico entregada a la carga y la verdadera potencia.

    11. Una cierta carga se especifica como dibujo de 8 kVA con un factor de potencia de rezago de 0.8. Determine la potencia\(P\) real y la potencia reactiva\(Q\). Además, si la fuente es de 120 voltios a 60 Hz, determinar la impedancia efectiva de la carga tanto en forma polar como rectangular, y los valores de resistencia/inductancia/capacitancia necesarios.

    12. Una cierta carga se especifica como dibujo de 20 kVA con un factor de potencia principal de 0.9. Determine la potencia real\(P\), la potencia reactiva\(Q\) y dibuje el triángulo de potencia. Si la fuente es de 240 voltios a 60 Hz, determinar la impedancia efectiva de la carga tanto en forma polar como rectangular, y los valores de resistencia/inductancia/capacitancia necesarios.

    13. Considere el sistema que se muestra en la Figura\(\PageIndex{8}\). \(E\)es una entrada estándar de 120 V. Si las tres cargas son bombillas incandescentes de 45 W, 60 W y 75 W, respectivamente, determinan la potencia aparente entregada al sistema, la corriente de fuente, la potencia reactiva y la potencia real.

    clipboard_e6263407f705b8c895c684b3748276352.png

    Figura\(\PageIndex{8}\)

    14. Dado el sistema mostrado en la Figura\(\PageIndex{8}\), determinar la potencia aparente entregada al sistema, la corriente fuente, la potencia real, la potencia reactiva y la eficiencia. \(E\)es de 120 V. Las tres cargas son elementos calefactores resistivos de 500 W, 1200 W y 1500 W, respectivamente.

    15. Considere el sistema que se muestra en la Figura\(\PageIndex{9}\). \(E\)es 240 V. Si las tres cargas son 200 W, 400 W y 1000 W resistivas, respectivamente, determinar la potencia aparente entregada al sistema, la potencia real y la potencia reactiva.

    clipboard_e0a7cd838d1f44ca9c865fb0e8ba81df3.png

    Figura\(\PageIndex{9}\)

    16. Dado el sistema mostrado en la Figura\(\PageIndex{9}\), determinar la potencia aparente entregada al sistema, la potencia real, la potencia reactiva y la eficiencia. \(E\)es de 480 V. Las tres cargas son elementos calefactores resistivos de 1500 W, 2000 W y 3500 W, respectivamente.

    17. Considere el sistema que se muestra en la Figura\(\PageIndex{8}\). \(E\)es de 120 V. La carga 1 es resistiva de 1 kW, la carga 2 es resistiva de 400 W y la carga 3 es inductiva de 600 VAR. Determinar la potencia aparente entregada al sistema, la corriente fuente, la potencia reactiva, la potencia real y el factor de potencia.

    18. Considere el sistema que se muestra en la Figura\(\PageIndex{8}\). \(E\)es 240 V. La carga 1 es resistiva de 2 kW, la carga 2 es resistiva de 800 W y la carga 3 es capacitiva de 1200 VAR. Determinar la potencia aparente entregada al sistema, la corriente fuente, la potencia real, la potencia reactiva y el factor de potencia.

    19. Dado el sistema mostrado en la Figura\(\PageIndex{8}\), determinar la potencia aparente entregada al sistema, la corriente fuente, la potencia real, la potencia reactiva y el factor de potencia. \(E\)es de 120 V. La carga 1 es 600 W de iluminación incandescente, la carga 2 es de 1200 W de elementos calefactores y la carga 3 es capacitiva de 200 VAR.

    20. Dado el sistema mostrado en la Figura\(\PageIndex{8}\), determinar la potencia aparente entregada al sistema, la corriente fuente, la potencia real, la potencia reactiva y el factor de potencia. \(E\)es de 60 V. La carga 1 es de 90 W de iluminación incandescente, la carga 2 es de 800 W de elementos calefactores de una secadora y carga 3 200 VAR inductiva.

    21. Un motor de 120 V y 3 HP extrae una potencia real de 2500 W de la fuente. Determinar su eficiencia.

    22. Un motor de 120 V y 12 HP extrae una potencia real de 10 kW de la fuente. Determinar su eficiencia.

    23. Un motor ideal de 120 V y 2 HP extrae una potencia aparente de 1800 W de la fuente. Determinar su factor de potencia.

    24. Un motor ideal de 120 V 0.3 HP extrae una potencia aparente de 270 W de la fuente. Determinar su factor de potencia.

    25. Un motor de 120 V está clasificado en 0.5 HP. Tiene una eficiencia del 78% y un factor de potencia rezagado de 0.7. Determine la potencia aparente extraída de la fuente (\(S\)), la potencia real (\(P\)) y la potencia reactiva (\(Q\)) suministrada. También dibuja el triángulo de poder y encuentra la corriente entregada.

    26. Un motor tiene una calificación de 10 HP. Tiene una eficiencia de 92% y un factor de potencia rezagado de 0.8. Determine la potencia aparente extraída de la fuente (\(S\)), la potencia real (\(P\)) y la potencia reactiva (\(Q\)) suministrada. También dibuja el triángulo de poder. Finalmente, se determinó la corriente extraída de la fuente de 120 V.

    27. Considere el sistema que se muestra en la Figura\(\PageIndex{8}\). \(E\)es de 120 V. La carga 1 es resistiva de 1 kW, la carga 2 es resistiva de 400 W y la carga 3 es un motor de 1 HP que es 80% eficiente y tiene un factor de potencia de retraso de 0.85. Para el sistema, determine la potencia aparente entregada, la corriente fuente, la potencia real, la potencia reactiva y el factor de potencia.

    28. Considere el sistema que se muestra en la Figura\(\PageIndex{8}\). \(E\)es de 120 V. La carga 1 es resistiva de 2.5 kW, la carga 2 es capacitiva de 500 VAR y la carga 3 es un motor de 2 HP que es 85% eficiente y tiene un factor de potencia de 0.9 rezagado. Para el sistema, determine la potencia total entregada, la corriente fuente, la potencia aparente, la potencia real y el factor de potencia.

    29. Para el sistema que se muestra en la Figura\(\PageIndex{10}\), E es 240 V. La carga 1 es de 1.2 kW de calentamiento resistivo, la carga 2 es de 400 W de iluminación resistiva, la carga 3 es un motor de 0.5 HP que es 80% eficiente con un factor de potencia de 0.7 rezagado, y la carga 4 es un motor de 1 HP que es 85% eficiente con un factor de potencia de 0.8 rezagado. Para el sistema, determine la potencia aparente entregada, la corriente fuente, la potencia real, la potencia reactiva y el factor de potencia.

    clipboard_eee0fffe45cda06db09e6228b7bf495a0.png

    Figura\(\PageIndex{10}\)

    Diseño

    30. Una fuente de 120 V 60 Hz impulsa una carga equivalente a una\(\Omega\) resistencia de 75 en paralelo con un condensador de 25\(\mu\) F. Determine la capacitancia o el valor de inductancia apropiado para colocar a través de esta carga para producir factor de potencia unitaria.

    31. Una fuente de 240 V y 60 Hz impulsa una carga equivalente a una\(\Omega\) resistencia de 10 en paralelo con un inductor de 50 mH. Determine la capacitancia o el valor de inductancia apropiado para colocar a través de esta carga para producir factor de potencia unitaria.

    32. Una carga de\(50\angle 30^{\circ}\) es impulsada por una fuente de 120 V 60 Hz. Determine la capacitancia o el valor de inductancia apropiado para colocar a través de esta carga para producir factor de potencia unitaria.

    33. Una carga de\(50\angle −50^{\circ}\) es impulsada por una fuente de 240 V 60 Hz. Determine la capacitancia o el valor de inductancia apropiado para colocar a través de esta carga para producir factor de potencia unitaria.

    34. Una cierta carga se especifica como dibujo de 8 kVA con un factor de potencia de rezago de 0.8. La fuente es de 120 voltios a 60 Hz. Determine el condensador o inductor apropiado para colocar en paralelo con esta carga para producir factor de potencia unitaria.

    35. Una cierta carga se especifica como dibujo de 20 kVA con un factor de potencia principal de 0.9. La fuente es de 240 voltios a 60 Hz. Determine el condensador o inductor apropiado para colocar en paralelo con esta carga para producir factor de potencia unitaria.

    36. Se conecta una fuente de 240 V 60 Hz a una carga que consiste en elementos calefactores de 10 kW junto con un motor de 15 HP con\(\eta\) = 90%,\(PF\) = 0.85. Determine un condensador o inductor apropiado para colocarlo en paralelo para producir factor de potencia unitaria.

    37. Una fuente de 120 V 60 Hz se conecta a una carga que consiste en 350 W de iluminación resistiva junto con un motor de 1.5 HP con\(\eta\) = 70%,\(PF\) = 0.75. Determinar un componente apropiado para colocar en paralelo para producir factor de potencia unitaria.

    Desafío

    38. Un sistema de distribución de energía para un concierto tiene las siguientes especificaciones: Diez amplificadores de potencia de audio clase D con una potencia de salida de 2 kW cada uno con 90% de eficiencia y factor de potencia unitaria, iluminación resistiva de escenario de 10 kW para iluminar a los músicos junto a una compañía de canguros bailarines entrenados, un motor de 3 HP utilizado para girar continuamente el elevador del tambor a lo largo de todo el rendimiento (\(\eta\)\(PF\)= 80%, = 0.75) y un compresor de 2 HP que infla y desinfla una goma gigante T. rex durante partes particularmente emocionantes del espectáculo (\(\eta\)= 85%,\(PF\) = 0.8). Para el sistema, determine la potencia total entregada, la corriente fuente, la potencia aparente, la potencia real y el factor de potencia. Por último, haz un boceto de esta extravagancia con sus animadores en plena regalia cantando su última melodía “Máximo Volumen”.

    Simulación

    39. Verificar el diseño del problema 28 realizando un análisis transitorio. El diseño habrá sido exitoso si la corriente y el voltaje de la fuente están en fase.

    40. Verificar el diseño del problema 29 realizando un análisis transitorio. El diseño habrá sido exitoso si la corriente y el voltaje de la fuente están en fase.


    This page titled 7.6: Ejercicios is shared under a CC BY-NC-SA 4.0 license and was authored, remixed, and/or curated by James M. Fiore via source content that was edited to the style and standards of the LibreTexts platform; a detailed edit history is available upon request.