Ejercicio II.3 · Tecnología e Ingeniería II PAU Murcia Extraordinaria 2025

Tema: Circuitos de corriente alterna · Del examen Extraordinaria (2025)

Enunciado

EJERCICIO II.3 (2,5 puntos) Análisis de circuitos de CA. Se quiere analizar un sistema eléctrico cuyo circuito simplificado es el representado en la figura adjunta. El sistema consta de dos bobinas acopladas en serie, una de inductancia fija LfL_f y otra de inductancia regulable LrL_r, un condensador, y una resistencia. Se pide, calcular, para los datos indicados en la figura, y considerando inicialmente que Lr=0 mHL_r = 0\text{ mH}:

a)

La impedancia total equivalente del circuito, y expresarla en forma binómica y polar. ¿Es un circuito inductivo o capacitivo?. Obtener el ángulo de desfase y el factor de potencia. [1 punto]

Inductivo

Capacitivo

b)

Las intensidades: eficaz, máxima e instantánea. [0,5 puntos]

c)

La tensión eficaz entre los extremos de la resistencia, de la bobina y del condensador. Representar el diagrama fasorial de tensiones. [0,75 puntos]

d)

¿Se podía conseguir que el sistema se encuentre en "resonancia"?. Justificar la respuesta. En caso afirmativo, ¿Qué valor debe tener la inductancia regulable LrL_r? [0,25 puntos]

Sí

No

Enunciado: Ejercicio II.3 · Tecnología e Ingeniería II PAU Murcia Extraordinaria 2025

Solución

Según los criterios oficiales de corrección

a) La impedancia total equivalente en forma binómica

Solución: 100−48,06j Ω100 - 48{,}06j\ \Omega / −48,06j+100 Ω-48{,}06j + 100\ \Omega

a) La impedancia total equivalente en forma polar

Solución: 110,95∠−25,67∘ Ω110{,}95\angle -25{,}67^\circ\ \Omega

a) ¿Es un circuito inductivo o capacitivo?

Solución: Capacitivo

a) Ángulo de desfase

Solución: −25,67∘-25{,}67^\circ / −0,448-0{,}448 rad

a) Factor de potencia

Solución: 0,901

b) Intensidad eficaz

Solución: 2,032{,}03 A / 20282028 mA

b) Intensidad máxima

Solución: 2,872{,}87 A / 28682868 mA

b) Intensidad instantánea

Solución: i(t)=2,87⋅sen⁡(320t+25,67∘) Ai(t) = 2{,}87\cdot\operatorname{sen}(320t + 25{,}67^\circ)\text{ A}

c) Tensión eficaz en la resistencia

Solución: 202,8202{,}8 V

c) Tensión eficaz en la bobina

Solución: 97,3497{,}34 V

c) Tensión eficaz en el condensador

Solución: 79,2279{,}22 V

c) Representar el diagrama fasorial de tensiones

Solución: Diagrama fasorial con la corriente II sobre el eje de referencia (0∘0^\circ) o adelantada 25,67∘25{,}67^\circ respecto a VV. La tensión VRV_R está en fase con II, VLV_L adelanta 90∘90^\circ a II, y VCV_C retrasa 90∘90^\circ respecto a II. La suma vectorial cumple V⃗=V⃗R+V⃗L+V⃗C\vec{V} = \vec{V}_R + \vec{V}_L + \vec{V}_C.

d) ¿Se podía conseguir que el sistema se encuentre en resonancia?

Solución: Sí

d) Valor de la inductancia regulable Lr para resonancia

Solución: 150,39150{,}39 mH / 0,1500{,}150 H

d) Justificación de la posibilidad de resonancia

Solución: Para que haya resonancia, la reactancia inductiva total debe igualar a la reactancia capacitiva: ω(Lf+Lr)=1ωC\omega(L_f + L_r) = \frac{1}{\omega C}.

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