maquinas electricas

1. UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA Periodo: 20211
FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA Fecha: 27/05/2021
CURSO: MÁQUINAS ELÉCTRICAS ESTÁTICAS Duración: 1:50 min.
EXAMEN PARCIAL DE MÁQUINAS ELÉCTRICAS ESTÁTICAS
ML214 A/B
(EXAMEN TIPO CUESTIONARIO)
Problema 1.
Un reactor de núcleo ferromagnético fue diseñado con 140 láminas de 0.5 mm de espesor de lámina, que a tensión y
frecuencia nominales las pérdidas por histéresis son 25W y las pérdidas por Foucault 30W.
Sin embargo, por error en la construcción del núcleo se utilizaron 140 láminas de las mismas características que las de
diseño, pero de 0.35 mm de espesor de lámina.
Si el factor de apilamiento del núcleo, el número de espiras de la bobina del reactor y el exponente de Steinmetz 1.7 es
el mismo en ambos casos, se pie determinar para el reactor construido:
a) Las pérdidas por histéresis (PH). (2 P.)
b) Las pérdidas por Foucault (PF). (2 P.)
Despreciar la resistencia de la bobina y el flujo de dispersión.
Unidad
Tema
P Q R S
Datos
Pérdidas por histéresis W 25 28 32 36
Pérdidas por Foucault W 30 35 38 40

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Problema 2.
Se dispone de un reactor de núcleo ferromagnético que tiene una longitud media de 280 cm, una sección transversal
efectiva de 10 cm2 y una bobina de 300 espiras. También se sabe que la curva B-H del material que constituye el
núcleo ferromagnético responde a la siguiente expresión matemática:
)
10
1
(
10
8
.
1
2
2
H
H
x
B 


 dónde: B es la inducción magnética en Tesla y H la intensidad de campo magnético en A-V/m.
Si a dicho reactor se lo alimenta con el voltaje V(t)=240.Cos(314.1t) voltios, las pérdidas en el fierro son 120W.
Despreciando la resistencia y el flujo de dispersión de la bobina se pide:
a) Determinar el valor de la corriente de excitación Io. (2 P.)
b) El valor del parámetro “g” del modelo circuital del reactor. (1 P.)
c) El valor del parámetro “b” del modelo circuital del reactor. (1 P.)
Unidad
Tema
P Q R S
Datos
longitud
media
cm 280 250 200 160
pérdidas en el
fierro
W 120 88 60 40

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Problema 3.
En el sistema eléctrico mostrado de 60HZ de frecuencia, el transformador T2 es ideal y el transformador T1 tiene en el
lado de alta tensión una resistencia de 5Ω y una inductancia de dispersión del devanado de 0.03H, y en el lado de baja
tensión tiene una resistencia de 0.05Ω y una inductancia de dispersión del devanado de 0.0003H. La rama shunt o en
paralelo del circuito equivalente exacto es despreciable.
Asimismo, las potencias de las cargas 1
S y 2
S que están conectadas a la barra B en el sistema eléctrico mostrado,
tienen los siguientes valores:
KW
S 800
1  y KVA
j
S )
425
900
(
2 
 .
Tomando como referencia la tensión en la barra D que es 380V, se pide determinar:
a) Los KVA de potencia (solo el valor del módulo) que entrega la barra B. (2.5 P.)
b) Las pérdidas por efecto Joule en KW de los devanados del transformador T1 (Pcu). (1.5 P.)
Unidad
Tema
P Q R S
Datos
1
S kW 800 600 300 200
2
S kVA 900+j425 420+j200 280+j100 150+j60

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Problema N° 4.
El circuito mostrado en la figura, consta de un núcleo sólido de material ferromagnético de polvo aislado, permeabilidad
relativa μr 800,000. Las corrientes son: I1, I2; y las bobinas tienen los números de espiras: N1 = 400, N2 = 200, N3 =
350. En la figura se representan los sentidos de las corrientes en los devanados con las gráficas de la cabeza (punto) y
la cola (aspa) de una flecha. Despreciando el efecto de bordes en el entrehierro calcular:
a) La reluctancia [A.v/wb] del entrehierro de 0.4 mm. 1 pto.
b) La densidad de campo magnético [T] en el sector a. 1 pto.
c) La densidad de campo magnético [T] en el sector b. 1 pto.
d) La intensidad de campo magnético [A/m] en el sector c. 1 pto.
TIPO DE TEMA
Corriente Unidad P Q R S
Datos
I1 A 1 1 1.5 1.25
I2 A 0 4 4 1
Dimensiones en mm
Espesor del núcleo = 75 mm
1 0
1 5
N1
N2
N3
I1
8 0
I2
1 0 9 0 3 0
0 . 4
0 . 8
a
b
c

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Problema N° 5.
El circuito magnético de la figura está construido con un material, cuya curva de magnetización viene dada por:
La sección de la columna central vale 50 cm2 y en el resto es uniforme y de valor 25 cm2. Si N1 = N2 = 200 espiras.
Despreciando el efecto de bordes en el entrehierro, calcular:
a) El valor de I1 = I2 [A] para producir un flujo de 5. 10-3 Wb en el entrehierro. 2 pts.
b) Si I1 = - I2 = 20 A, calcular el flujo magnético [Wb] en el entrehierro. 2 pts.
TIPO DE TEMA
Unidad P Q R S
Datos
k - 1.2 1.6 2.0 2.4
g mm 2 4 6 8
Los profesores