Ejercicios Bloque 2 Tema 4 PDF

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Ejercicios del bloque 2 (tema 4) de la asignatura de circuitos eléctricos en la UPNA...

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Dpto. Ingeniería Eléctrica y Electrónica

Universidad Pública de Navarra

Circuitos Eléctricos – Ejercicios Bloque 2

1) En el circuito de la figura:

1

2

a) Calcular el equivalente Thevenin del circuito de la figura entre los puntos a y b. 1

b) Determinar la resistencia que habría que colocar entre dichos puntos a y b para que la transferencia de potencia sea máxima, y calcular esa potencia.

a

10V

5

b

c) Si entre los terminales de salida se conecta una resistencia de 2 Ω ฀en serie con una inductancia de 1H, cuál será la tensión, corriente y potencia disipada en esta red RL. Energía acumulada en la inductancia. SOLUCIÓN: a) V TH=8V; R TH=8Ω

b) Rab=8Ω; PMAX =2W

2V

c) V=1,6V; I=0,8A; P=1,28W; EL=320mJ

2) En el circuito de la figura: 12Ω

a) Calcular el equivalente Thevenin del circuito de la figura entre los puntos a y b.

a

b) Determinar la resistencia que habría que colocar entre dichos puntos a y b para que la transferencia de potencia sea máxima, y calcular esa potencia.

72 V

6Ω

b

c) Si entre los terminales de salida se conecta una resistencia de 1 ฀en serie con una inductancia de 1H, cuál será la tensión, corriente y potencia disipada en esta red RL. Energía acumulada en la inductancia. SOLUCIÓN: a) V TH= -6V; R TH=5Ω

b) R ab=5Ω; PMAX =1,8W

4Ω

3Ω

c) V=-1V; I=-1A; P=1W; EL=0,5J

3) En el circuito de la figura, calcular: 10

a) Equivalente Norton entre los puntos a y b.

2V

b) Determinar la resistencia que habría que colocar entre dichos puntos a y b para que la transferencia de potencia sea máxima, y calcular esa potencia.

10

a

5

b 1V 1

SOLUCIÓN: a) I N=0,049A; RN =61Ω

b) Rab=61Ω; P MAX=37mW

4) En el circuito de la figura, calcular:

a I=5A

a) Equivalente Thevenin entre los puntos a y b. b) Determinar la resistencia que habría que colocar entre dichos puntos a y b para que la transferencia de potencia sea máxima, y calcular esa potencia.

R 1 =5

R 4=5

R2=5 R3=5

E1=15V

E2=10V

b

SOLUCIÓN: a) V TH=-25V; R TH =10Ω Circuitos Eléctricos – Alfredo Ursúa

b) Rab=10Ω; PMAX =15,62W 1

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5) En el siguiente circuito, calcular el equivalente Norton entre los puntos c y d. 1

c 2

I s= 2A

d

2

1

SOLUCIÓN: I N =0,66A; RN=1,5Ω

6) En los siguientes circuitos, calcular: a) Equivalente Thevenin entre los puntos a y b.

b) Equivalente Norton entre los puntos c y d. 1

10

10

a VS=10V IS=1A

2

1

10

c

10V

5

d

b

2V

SOLUCIÓN: a) V TH=10V; R TH=15Ω

b) IN =1A; RN =8Ω

7) Calcular la energía almacenada en la inductancia a partir del circuito equivalente Norton entre los puntos a y b del circuito eléctrico de la figura.

R 1=10 a L=15m

R2 =10

E S1=10V b

SOLUCIÓN: I N=3A; R N =10Ω; EL =16,87mJ

R3=10

IS=2A

ES2=10V

8) El circuito de la figura se encuentra funcionando en régimen permanente. Calcular el valor de la resistencia a colocar entre a y b para que la potencia consumida en la misma sea máxima.

SOLUCIÓN: R ab =2Ω

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2

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9) En el circuito de la figura, calcular la resistencia RLOAD que maximiza la potencia suministrada por el circuito de la figura. 2Ω

1Ω

2Ω

1V 3V

a

2V 4V

RLOAD

1Ω

b SOLUCIÓN: R LOAD =2/3 Ω

10) En el circuito de la figura.

2

10

a) Calcular el equivalente Thevenin entre los terminales a y b. b) Determinar la resistencia que habría que colocar entre los terminales a y b para que la transferencia de potencia sea máxima, y calcular esa potencia.

1 10 A

a

10V

b

SOLUCIÓN: a) V TH=8V; R TH=21Ω

2V

b) R ab=21Ω; P MAX=0,76W

11) El circuito de la figura se encuentra funcionando en régimen permanente. Calcular la potencia máxima que podría extraerse entre los terminales a y b del circuito. 2 +

-

a 10

-6 A

I= 2* A

b

SOLUCIÓN: P MAX =660W

12) Calcular la energía almacenada en la inductancia a partir del circuito equivalente Thevenin entre los puntos a y b del circuito eléctrico de la figura. 0,1

2

3 a 1,8

Vs=10 V

0,9* A 12 mH b

SOLUCIÓN: a) V TH=10V; R TH=3,2Ω; EL =24mJ

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13) El circuito de la figura se encuentra funcionando en régimen permanente. Calcular la potencia máxima que podría extraerse entre los terminales a y b del circuito. 2

a 2

20 A

b

-2* V +

SOLUCIÓN: PMAX =140W

14) El circuito de la figura se encuentra funcionando en régimen permanente. Calcular la potencia disipada en Rx a partir del circuito equivalente Norton. 1Ω 3Ω

2Ω

3× V + a

10A

-5A

7V Rx=3Ω

1Ω b

SOLUCIÓN: I N=8A; R N =1Ω; PRx=12W

15) En el siguiente circuito eléctrico, calcula el valor de la resistencia R que maximiza el consumo de potencia en dicha resistencia. 4 -

+

12 A

R

6

-2* A

SOLUCIÓN: R=8Ω; PR =22,05kW

16) En el siguiente circuito eléctrico, calcula el valor de R que provocaría una disipación máxima de potencia. Calcula también el valor de dicha potencia. -10V

3Ω -

R

+ 9Ω

-12 A

4Ω

2Ω 2* A

SOLUCIÓN: R=6Ω; PR =1380,16W

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17) Obtener el circuito equivalente Thevenin respecto de los terminales a y b en el circuito de la siguiente figura:

-j40 120

12

a

+ Vx 120¦ 0º V -

+

SOLUCIÓN:

r

835

r

20,3º V;

99

23º

18) Obtener el circuito equivalente Thevenin respecto de los terminales a y b en el circuito de la siguiente figura:

+ -

60

10*Vx

b

12

-j40

a Ix

12

120¦ 0º V +

SOLUCIÓN:

r

30,6 33,9º V ;

+ -

60

r

11,1

10*Ix

b

12,9º

19) En el circuito de la figura, calcular: a) Equivalente Thevenin entre los terminales a y b del circuito de la figura. b) ¿Qué carga conectada entre dichos terminales producirá la máxima transferencia de potencia activa? Calcula esa potencia.

r

1

r

100 3 1 5 30º V ; 2 2 5 5,09 78,69º ; PMAX =937,5W

SOLUCIÓN: a)

b)

r

2+10j

-20j

5,09

-20j

2+10j

=100 cos(314 ) =100 cos(314 -120º) =100 cos(314 +120º)

78,69º

20) En el circuito de la figura, calcular:

8

a) Equivalente Thevenin entre los terminales a y b del circuito de la figura.

10 + vx

-j20

b) ¿Qué carga conectada entre dichos terminales producirá la máxima transferencia de potencia activa? Calcula esa potencia.

j10

2

-j20 8

+

a

-

360¦ 0º V

+ -

2 *v x

b SOLUCIÓN: a)

r

110 0º V ;

r

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0,77 0º

r b)

0,77 0º

; PMAX=3889,3W

5

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5

21) El circuito de la figura, calcular: a) Equivalente Thevenin entre los terminales a y b del circuito de la figura

-

a

b) Si se coloca una carga de 10│30º Ω ¿qué tensión y corriente aparecerá en esta carga?

j15 vx + 10

5

b

+ -

-j30

-j30

vx

10

+

360 / 0º

SOLUCIÓN: a)

r

90 0º V ;

r

2,5 0º

22) En el circuito de la figura, calcular:

r b)

arg

7,35

5

a

a) Equivalente Thevenin entre los terminales a y b del circuito de la figura.

24º A ;

r arg

73,5 6º V

j20

-j5

+ vx -

b) ¿Qué carga conectada entre dichos terminales producirá la máxima transferencia de potencia activa? Calcula esa potencia.

+ -

10

j10

3.vx

10

10 -j10 +

180 / 0º

b SOLUCIÓN: a)

r

90 180º V ;

r

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20 0º

b)

r

20 0º

; PMAX =1012,5W

6...