SOLUCIÓN:
Falso y verdadero
1. La definición de la ley de ohm dice que el V = IR.
Verdadero. Según la ley de Ohm, la cantidad de corriente que fluye por un circuito formado por resistencias puras es directamente proporcional a la fuerza electromotriz aplicada al circuito, e inversamente proporcional a la resistencia total del circuito. Esta ley suele expresarse mediante la fórmula I = V/R, siendo I la intensidad de corriente en amperios, V la fuerza electromotriz en voltios y R la resistencia en ohmios. La ley de Ohm se aplica a todos los circuitos eléctricos, tanto a los de corriente continua (CC) como a los de corriente alterna (CA), aunque para el análisis de circuitos complejos y circuitos de CA deben emplearse principios adicionales que incluyen inductancias y capacitancias.
2. Cuando se tiene un circuito capacitivo la corriente se adelanta al voltaje.
Verdadero. La capacitancia hace que el valor máximo de la tensión sea menor que el valor máximo de la corriente. En un circuito capacitivo el fasor corriente (al girar) está adelantado un ángulo (( con respecto al fasor voltaje.
3. La demanda que se tiene en un circuito es igual a la potencia exigida por ese mismo circuito.
Verdadero. La demanda es igual al promedio de la potencia exigida por el circuito; esto debido a que la potencia que se exige no es constante con respecto al tiempo.
4. El ritmo con que se consume los watts se llama Energía.
Falso. La energía es la capacidad de un cuerpo para producir un efecto, es decir crear un trabajo. Las unidades watts corresponden a la potencia que es el trabajo que se realiza en un determinado intervalo de tiempo ó ritmo con que se recibe o entrega energía.
5. El ángulo del factor de potencia es el ángulo entre la potencia real y la potencia reactiva.
Falso. El ángulo del factor de potencia (() es el ángulo entre la potencia real (P) y la potencia total o aparente (S) según el triángulo de potencias. El ángulo es la tangente inversa de la potencia reactiva (Q) dividida entre la potencia real o activa (P).
6. El mejorar el factor de potencia hace que se consuma menor energía eléctrica.
Falso. El factor de potencia sirve para que la energía (eléctrica) que se necesita para hacer funcionar los motores y demás maquinaria y equipo dentro de una industria sea utilizada de una forma más eficiente, es decir que al mejorarlo de toda la potencia suministrada (potencia total) está en un mayor porcentaje sea utilizada para crear trabajo comparada con la necesaria para crear los campos magnéticos.
7. El mejorar el factor de potencia hace que en la subestación se tenga mayor potencia disponible.
Verdadero. El mejorar el factor de potencia hace que la potencia activa o real (P) incremente (cateto adyacente) debido a que disminuye el ángulo ( a un nuevo ángulo (n. Si la hipotenusa sigue siendo la misma, el cateto adyacente (potencia real) se incrementará.
8. El ángulo de la impedancia total es el ángulo del factor de potencia.
Verdadero. El ángulo de la impedancia total o equivalente, es la tangente inversa de la reactancia total (inductiva menos capacitiva) dividida entre la resistencia total que conforman a la impedancia. El ángulo del factor de potencia es la tangente inversa de la potencia reactiva (Q) dividida entre la potencia real (P).
La potencia real es la potencia disipada en las resistencias (P = RI2) y la potencia reactiva es la que se utiliza en las bobinas y en los capacitores para crear los campos magnéticos y eléctricos respectivamente, es decir que las potencias son un múltiplo de la resistencia y la reactancia (I2 veces) por lo tanto el ángulo será el mismo.
9. La inercia de un circuito inductivo es el campo eléctrico.
Falso. En una inductancia se crean campos magnéticos, por lo tanto la inercia de un circuito inductivo es el campo magnético.
10. Si el ángulo de la impedancia es positivo, es porque el voltaje se adelanta a la corriente.
Verdadero. Si el ángulo de la impedancia es positivo es porque las inductancias predominan sobre los capacitares por lo tanto puede hablarse de un circuito inductivo. En un circuito inductivo el fasor voltaje se adelanta un ángulo (( con respecto al fasor corriente. La inductancia hace que el valor máximo de una corriente alterna sea menor que el valor máximo de la tensión.
11. Si el ángulo de la impedancia es positivo, es porque necesariamente hay reactancias capacitivas conectadas.
Verdadero. Si hay reactancias inductivas la impedancia será: z = R + Xj y si hay reactancias capacitivas la impedancia será: z = R – Xj, por lo tanto el ángulo será positivo y negativo respectivamente. Respondiendo a la pregunta el ángulo será positivo siempre y cuando las reactancias inductivas sean mayores (predominen) que las reactancias capacitivas.
12. La resistencia en la impedancia hace que se reduzca el ángulo de la impedancia.
Verdadero. Si una impedancia está compuesta solamente por inductores entonces su ángulo ( será de 90º pero si está compuesta solamente de capacitares su ángulo ( será de -90º, es decir se encuentran en el eje imaginaria. Por otra parte si una impedancia está compuesta solamente de resistencias su ángulo será de 0º y la resistencia se encuentra en el eje real.
Al estar conformada la impedancia tanto por resistencias como por inductores y/o capacitores su modulo será la hipotenusa del triángulo formado por las dos componentes y por lo tanto su ángulo será menor que 90º ó -90º.
13. Un fasor es un vector que gira a una frecuencia angular.
Verdadero. Un fasor está compuesto por una parte real y una imaginaria (componentes) y gira alrededor de un eje con una frecuencia angular de 60 Hz o 60 ciclos por segundo (frecuencia utilizada en Guatemala).
14. El valor eficaz de un parámetro eléctrico es igual al valor del mismo parámetro en DC.
Verdadero. El valor eficaz de un parámetro eléctrico es la raíz cuadrada del promedio de todos los valores que puede tomar el parámetro al aplicarse corriente alterna (AC) dado que sus valores varían de acuerdo a una gráfica senoidal, por lo tanto si se utilizan rectificadores para transformar la corriente alterna en continua (DC) los valores de los parámetros serían los mismos al valor eficaz, es decir que el valor eficaz produce los mismos efectos en AC y en DC.
15. La inercia de un circuito capacitivo es el campo magnético.
Falso. Un capacitor es utilizado por almacenar carga a través de la creación de campos eléctricos, por lo tanto la inercia de un circuito capacitivo es el campo eléctrico.
Problema
Datos
Situación Actual:
Triángulo de Potencias Actualmente:
Incluyendo a la Nueva Resistencia (Horno):
Nuevo Triángulo de Potencias:
a) No es necesario incrementar la capacidad de la subestación. Actualmente el porcentaje de plena carga es del 80% e incluyendo el horno existiría un porcentaje de plena carga del 98.76% con una potencia aparente requerida de 98.76 KVA y la actual subestación tiene una capacidad para 100 KVA mayor que la potencia aparente que se requiere para poder conectar el horno.
b) Nada, debido a que la planta tiene la capacidad suficiente para cubrir la demanda de las resistencias que se van a agregar.
c) Potencia capacitiva reactiva = Qc = ?
La potencia reactiva capacitiva que se podría instalar para que la planta este totalmente cargada es de 105.18 KVAR.
d) Factor de potencia con las resistencias conectadas = f.p.r = ?
Autor:
Elías Felipe Nij Patzán
SECCIÓN: P
Universidad de San Carlos de Guatemala
Facultad de Ingeniería
Escuela de Ingeniería Mecánica Eléctrica
Ingeniería Eléctrica 2
Guatemala, 11 de Abril del 2005