Circuitos y redes eléctricas

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Circuitos y redes eléctricas

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Circuitos y redes eléctricasOnline version Circuitos y redes eléctricas by CFT Magallanes 1 Durante la inspección de una planta fotovoltaica aislada, un técnico observa que el conductor de cobre que une los paneles con el regulador presenta una temperatura inusual al tacto. Al medir con un multímetro, detecta una caída de tensión superior al 5%. ¿Cuál es la causa técnica más probable según la Ley de Ohm y el efecto Joule? a El aislante del conductor tiene una permisividad eléctrica excesiva para la corriente continua. b La sección transversal del conductor es insuficiente para la intensidad de corriente que circula. c La fuente de tensión está entregando una potencia reactiva que sobrecalienta los electrones. d La resistencia del conductor ha disminuido debido al aumento de la radiación solar incidente. 2 En un proyecto de micro-red, se requiere conectar tres bancos de baterías de 12V cada uno para alimentar un inversor que opera a una tensión nominal de 36V. ¿Qué configuración de circuito debe implementar el técnico para alcanzar este requerimiento? a Conexión en paralelo para sumar las capacidades individuales manteniendo el voltaje base. b Conexión en serie para sumar las diferencias de potencial individuales de cada batería. c Conexión mixta para equilibrar la impedancia interna de los acumuladores de energía. d Conexión en cascada mediante diodos de bloqueo para evitar el retorno de la corriente. 3 Un técnico debe realizar el análisis de un nodo principal donde convergen un generador eólico y un parque solar. Para determinar la corriente total que fluye hacia el bus de carga sin interrumpir el servicio, ¿Qué ley y herramienta debe aplicar? a Ley de Tensiones de Kirchhoff utilizando un voltímetro conectado en paralelo a la carga. b Ley de Corrientes de Kirchhoff utilizando una pinza amperimétrica en el nudo de unión. c Ley de Watt utilizando un osciloscopio para medir el desfase de la onda de corriente. d Ley de Faraday utilizando un multímetro en escala de resistencia para verificar el lazo. 4 Al analizar una malla compleja en un sistema de control de bombas acuícolas, se identifica que existen dos fuentes de tensión actuando simultáneamente. ¿Qué método permite calcular el aporte individual de cada fuente a la corriente de una resistencia específica? a Aplicación del Principio de Superposición anulando idealmente una fuente a la vez. b Cálculo de la Impedancia equivalente sumando las reactancias de cada malla interna. c Transformación de la resistencia de carga en una fuente de corriente dependiente. d Análisis de admitancia para igualar los potenciales de nudo en estado estacionario. 5 Un manual técnico indica que un equipo electrónico de monitoreo consume 240W a una tensión de 24V CC. ¿De qué capacidad debe ser la protección (fusible) mínima recomendada para este circuito si se considera un margen de seguridad del 25%? a Un fusible de 5 Amperios para cubrir el consumo nominal exacto del equipo. b Un fusible de 10 Amperios para soportar las fluctuaciones de la tensión de red. c Un fusible de 12.5 Amperios tras calcular la corriente nominal y aplicar el margen. d Un fusible de 15 Amperios basado en la capacidad máxima de transporte del cable. 6 Al medir la salida de un inversor de energía renovable con un analizador de redes, se observa un Factor de Potencia de 0.75 inductivo debido a motores de aireación. ¿Qué impacto económico y técnico inmediato genera esta situación en la empresa? a Aumento del consumo de energía activa facturada por el medidor de la distribuidora. b Reducción de la vida útil de los paneles solares por el retorno de potencia reactiva. c Sobrecarga de los conductores y posibles multas por bajo factor de potencia en la boleta. d Disminución de la frecuencia de la red de 50Hz a valores peligrosos para la electrónica. 7 Un técnico debe verificar la calidad de la energía de un inversor que alimenta equipos de laboratorio sensibles. Al usar el osciloscopio, nota que la onda senoidal presenta deformaciones en los picos de tensión. ¿Qué parámetro está analizando? a El valor eficaz de la tensión para asegurar que se mantiene en 220V constantes. b La distorsión armónica total que puede afectar el funcionamiento de la electrónica. c La resistencia de aislamiento de los conductores de fase y neutro del sistema. d El desfase angular entre la tensión y la corriente de las cargas resistivas puras. 8 Para compensar el bajo factor de potencia de un sistema de bombeo inductivo en una planta acuícola, ¿cuál es la acción técnica correcta que debe ejecutar el profesional? a Instalar un banco de capacitores en paralelo para aportar potencia reactiva capacitiva. b Conectar resistencias en serie para aumentar la potencia activa total del circuito. c Sustituir el inversor por uno de mayor potencia nominal para absorber el desfase. d Colocar inductores de filtrado para frenar el avance de la corriente sobre la tensión. 9 Al realizar el mantenimiento de un tablero de CA, el técnico necesita medir la corriente de un motor de 5HP en pleno funcionamiento. ¿Cuál es el procedimiento de seguridad y medición más adecuado? a Desconectar los cables del motor y conectar el multímetro en serie en la escala de 10A. b Utilizar una pinza amperimétrica rodeando uno de los conductores de fase del motor. c Medir la tensión en bornes y dividirla por la resistencia medida con el equipo apagado. d Rodear con la pinza amperimétrica el cable multiconductor (fase y neutro) completo. 10 Un equipo de precisión requiere una alimentación de "Onda Senoidal Pura". Tras una implementación, el técnico detecta que los motores vibran y se calientan excesivamente. ¿Qué decisión de validación debe tomar? a Medir el valor medio de la tensión con un multímetro convencional de bajo costo. b Comprobar con un osciloscopio si el inversor está entregando una onda cuadrada o modificada. c Aumentar la sección del cable de tierra para drenar las corrientes de fuga del motor. d Cambiar los fusibles por unos de mayor capacidad de ruptura para evitar el calor. Explicación 1 El sobrecalentamiento y la caída de tensión en CC se deben a una resistencia elevada en el trayecto, lo cual se corrige aumentando el calibre (sección) del conductor para permitir el flujo adecuado de corriente. 2 Para aumentar la tensión total de un sistema manteniendo la misma corriente, se deben conectar las fuentes en serie. La conexión en paralelo solo aumentaría la capacidad (Ah) sin variar el voltaje. 3 El análisis de corrientes en un punto de unión se basa en la Ley de Corrientes de Kirchhoff. La herramienta adecuada es la pinza amperimétrica, ya que permite medir la intensidad sin abrir el circuito. 4 El método correcto para evaluar la influencia individual de varias fuentes en un mismo componente es el de Superposición, donde se cortocircuitan las fuentes de tensión restantes para cada cálculo. 5 El cálculo correcto parte de obtener la corriente nominal (10A) y luego aplicar el factor de seguridad. Una protección de 12.5A asegura que el equipo opere sin disparos fortuitos pero protegiendo ante sobrecargas. 6 El bajo factor de potencia no aumenta la energía activa (trabajo), pero sí aumenta la corriente total que circula, lo que satura la instalación y genera penalizaciones económicas. 7 La forma de la onda (más allá de su valor numérico) indica la calidad de la señal. Las deformaciones son armónicos que pueden sobrecalentar equipos electrónicos sensibles. 8 La compensación de un sistema inductivo se realiza mediante capacitores. Estos "anulan" parte del efecto de las bobinas de los motores, haciendo el sistema más eficiente. 9 La pinza amperimétrica debe abrazar solo uno de los conductores de fase. Si se abrazan dos o más cables con corrientes opuestas, el campo magnético se anula y la lectura es errónea. 10 El sobrecalentamiento y vibración en motores alimentados por inversores suelen deberse a una mala calidad de onda. Se debe validar con osciloscopio que la señal sea efectivamente senoidal.

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Un técnico debe realizar el análisis de un nodo principal donde convergen un generador eólico y un parque solar. Para determinar la corriente total que fluye hacia el bus de carga sin interrumpir el servicio, ¿Qué ley y herramienta debe aplicar?

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Al medir la salida de un inversor de energía renovable con un analizador de redes, se observa un Factor de Potencia de 0.75 inductivo debido a motores de aireación. ¿Qué impacto económico y técnico inmediato genera esta situación en la empresa?

Un técnico debe verificar la calidad de la energía de un inversor que alimenta equipos de laboratorio sensibles. Al usar el osciloscopio, nota que la onda senoidal presenta deformaciones en los picos de tensión. ¿Qué parámetro está analizando?

Para compensar el bajo factor de potencia de un sistema de bombeo inductivo en una planta acuícola, ¿cuál es la acción técnica correcta que debe ejecutar el profesional?

Al realizar el mantenimiento de un tablero de CA, el técnico necesita medir la corriente de un motor de 5HP en pleno funcionamiento. ¿Cuál es el procedimiento de seguridad y medición más adecuado?

Un equipo de precisión requiere una alimentación de "Onda Senoidal Pura". Tras una implementación, el técnico detecta que los motores vibran y se calientan excesivamente. ¿Qué decisión de validación debe tomar?

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