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COORDINACIÓN DE MATERIA
TECNOLOGÍA INDUSTRIAL 2º BACHILLERATO
CURSO ESCOLAR 2005-2006
BLOQUE II: MÁQUINAS.
Explique brevemente el concepto de potencia eléctrica interna y a qué se deben las
pérdidas que restadas a la misma dan como resultado la potencia útil.
PAU septiembre 2003
La potencia eléctrica interna de un motor, Pei, es la que se obtiene como
diferencia entre su potencia absorbida, Pab, y las pérdidas en el cobre, PCu.
La potencia útil se obtiene restando a Pei las pérdidas magnéticas y las mecánicas;
las primeras son debidas a las corrientes parásitas de Foucault y al fenómeno de
histéresis magnética, mientras que las mecánicas se deben al rozamiento de los
elementos móviles con otros elementos del motor y con el aire.
Determine la resistencia del inductor de un motor de corriente continua de 250V
nominales cuya corriente de excitación en derivación es a plena carga de 2 A.
PAU septiembre 2003
¿Cómo debe ser la variación que experimenta el par interno de un motor eléctrico si
cuando varía ligeramente el par resistente, el sistema motor–carga recupera su
punto de equilibrio o de funcionamiento estable?
PAU septiembre 2003
La variación del par interno del motor con respecto al par resistente que presenta la carga,
debe ser inversa. Ante un pequeño aumento de la velocidad de régimen el par motor debe
disminuir y el resistente aumentar y ocurriría lo contrario para una disminución de la
velocidad. De no ser así, el motor se embalaría o acabaría parándose.
Determine la potencia nominal absorbida por un motor eléctrico que a plena carga
tiene un rendimiento del 85% y es capaz de arrastrar una carga de 4048 W
PAU septiembre 2003
La potencia útil nominal de cierto motor eléctrico es de 3680 W y su velocidad de
157 rad/s. Calcule su par útil.
PAU junio 2003
BLOQUE 2. PRINCIPIOS DE MÁQUINAS. Máquinas eléctricas. Cuestiones y problemas
COORDINACIÓN DE MATERIA
TECNOLOGÍA INDUSTRIAL 2º BACHILLERATO
CURSO ESCOLAR 2005-2006
Explique de forma breve y concisa la función del colector de delgas en las
máquinas eléctricas.
PAU junio 2003
El colector de delgas es un anillo de láminas conductoras aisladas entre si solidario al eje
del motor donde terminan las ramas del devanado inducido. Las delgas en contacto
sucesivo con las escobillas, garantizan la alimentación del motor y rectifican la tensión
inducida.
BLOQUE 2. PRINCIPIOS DE MÁQUINAS. Máquinas eléctricas. Cuestiones y problemas
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Un motor de corriente continua de excitación en derivación consume 8 Kw al
alimentarlo por una línea de 500 V y arrastrando una carga a 1000 r.p.m. La fuerza
contraelectromotriz es de 496 V, la resistencia del devanado de excitación es de 250
Ω y sus pérdidas totales suponen un 17 % de la potencia absorbida. Determine:
PAU junio 2003
BLOQUE 2. PRINCIPIOS DE MÁQUINAS. Máquinas eléctricas. Cuestiones y problemas
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Un motor de corriente continua con excitación en derivación tiene las siguientes
características: Ri = 0.32 Ω, Rexc =146 Ω y tensión de alimentación 240 V. Cuando la
potencia absorbida es de 12 kW las pérdidas del cobre suponen el 50 % de las
pérdidas totales y el par útil es de 61.85 Nm. Determine:
PAU junio 2002
BLOQUE 2. PRINCIPIOS DE MÁQUINAS. Máquinas eléctricas. Cuestiones y problemas
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TECNOLOGÍA INDUSTRIAL 2º BACHILLERATO
CURSO ESCOLAR 2005-2006
Dibuje una curva de imantación (Campo magnético en función de la intensidad),
indique en qué zona de la misma trabajan las máquinas eléctricas y explique,
brevemente, por qué.
PAU junio 2002
En la curva de imanación (en azul) se representa la
magnetización
que
aparece
en
un
material
ferromagnético al aplicarle un campo magnético externo
producido por una intensidad de corriente (como ocurre
en los materiales férricos de los motores eléctricos).
Como se puede ver, tiene una parte inicial en la que la
magnetización es proporcional al campo y una parte
final en la que se produce la saturación magnética del
material.
Al variar el campo magnético externo en intensidad y
sentido, la magnetización del material describirá un ciclo
de Histéresis (curva roja). La energía disipada en el
proceso de magnetización del material ferromagnético
es proporcional al área del ciclo de histéresis y constituye parte de las llamadas pérdidas
del hierro en cualquier máquina eléctrica. Para minimizar estas pérdidas es deseable
que el ciclo de histéresis descrito por el material tenga área pequeña lo que se consigue
haciendo trabajar el material lejos de la saturación, a ser posible en la zona de
proporcionalidad.
Dibuje, conjuntamente, las curvas del par resistente y par interno en función de la
velocidad, para un sistema inestable motor – carga. Explique brevemente las
situaciones correspondientes al punto de corte de ambas curvas, así como las
correspondientes a velocidades sensiblemente menores y mayores a la de dicho
punto.
PAU junio 2002
Un motor tiene régimen estable cuando al variar su
velocidad el desequilibrio de pares tiende a volver la
velocidad a su valor inicial, es decir si la velocidad
tiende a aumentar el par motor debe ser inferior al
par resistente y si la velocidad disminuye el par
motor debe ser superior al resistente. En caso
contrario el motor es inestable y si la velocidad
aumenta el desequilibro de pare tiende a embalar el
motor y si disminuye tenderá a frenarlo. La figura
muestra esta situación. En el punto de corte el par
motor es igual al resistente y el sistema está en
equilibrio inestable.
BLOQUE 2. PRINCIPIOS DE MÁQUINAS. Máquinas eléctricas. Cuestiones y problemas
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Describa brevemente las corrientes de Foucault indicando qué práctica
constructiva tiene en cuenta la disminución de las pérdidas debidas a dichas
corrientes.
PAU junio 2002
Las corrientes de Foucault son corrientes inducidas en materiales metálicos cuando
estos se someten a un flujo magnético variable. Estas corrientes producen un
calentamiento del material por efecto Joule por lo que constituyen una fuente de pérdidas
de energía en cualquier máquina eléctrica (incluidas dentro de las llamadas pérdidas del
hierro). Se evitan, en lo posible, utilizando en el rotor y el estator de la máquina piezas de
formadas por láminas unidas en lugar de piezas macizas. Al laminar los núcleos se
establecen discontinuidades que funcionan como circuitos abiertos que evitan el paso de
la corriente.
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Un motor de corriente continua con excitación serie, ( Ri = 0.16 Ω Rexc = 0.99 Ω), absorbe
de la red 20 A cuando a plena carga se alimenta a 230 V y gira a 1500 r.p.m. Si las
pérdidas en el hierro y las mecánicas suponen un 10 % de la potencia absorbida.
Determine:
PAU junio 2001
Un motor de corriente continua, excitación derivación, de 4 KW, 120 V, 1500 r.p.m.,
tiene a plena carga un rendimiento total del 82 % y unas pérdidas en sus devanados
inductor e inducido del 4 y 5%, respectivamente, de la potencia absorbida.
Determine:
PAU junio 2001
BLOQUE 2. PRINCIPIOS DE MÁQUINAS. Máquinas eléctricas. Cuestiones y problemas
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TECNOLOGÍA INDUSTRIAL 2º BACHILLERATO
CURSO ESCOLAR 2005-2006
Relacione las partes que constituyen una máquina eléctrica rotativa genérica, especificando
la misión de cada una de ellas. En el caso del motor de corriente continua, indique la
posición relativa de sus devanados y la naturaleza de las corrientes que circulan por los
mismos.
PAU septiembre 2000
Una máquina eléctrica rotativa genérica está compuesta por los siguientes elementos:
‰
‰
‰
Estátor: Constituido generalmente por material ferromagnético, es una pieza siempre en
reposo, donde se localiza el devanado estatórico.
Rótor: En un componente móvil, también formado por apilado de chapa ferromagnética,
alberga al devanado rotórico, montado en el eje de la máquina que se apoya en ambos
cojinetes para permitir el giro.
Entrehierro: Pequeña zona de aire entre las dos parte anteriores para permitir el giro del rótor.
En el motor de corriente continua el devanado inductor es el estatórico mientras que el inducido es
el rotórico.
¿Cuándo se dice que un motor eléctrico, en carga, es estable?. ¿Qué se entiende por
coeficiente de estabilidad?.
PAU septiembre 2000
Se dice que un motor en carga es estable, si al variar su velocidad por el desequilibrio entre el par
motor y par resistente, tiende a restablecerse la velocidad de régimen, es decir, ni se para ni se
embala. Se entiende por coeficiente de estabilidad, la relación entre el par motor máximo y el par
nominal. (Mmáx / Mn)
Clasifique las posibles pérdidas de una máquina eléctrica indicando a qué se debe cada
una.
PAU septiembre 2000
Las pérdidas de las máquinas eléctricas se clasifican como sigue:
‰
‰
‰
Pérdidas magnéticas: (o pérdidas en el hierro). Pueden producirse por fenómenos de
inducción de corrientes parásitas o de Foucault en la chapa magnética, de forma que ésta se
calienta. También pueden producirse por histéresis magnética, fenómeno por el que la energía
gastada en la imantación no es totalmente devuelta en la desimantación, quedando un campo
magnético remanente.
Pérdidas eléctricas: También conocidas como pérdidas en el cobre o aluminio, se debe al
calentamiento de los devanados por efecto Joule.
Pérdidas mecánicas: Debidas al rozamiento de las partes móviles, principalmente el del eje.
BLOQUE 2. PRINCIPIOS DE MÁQUINAS. Máquinas eléctricas. Cuestiones y problemas
I.E.S. SABINO BERTHELOT - RAVELO (EL SAUZAL)
DEPARTAMENTO DE TECNOLOGÍA
TECNOLOGÍA INDUSTRIAL 2º BACHILLERATO
CURSO ESCOLAR 2004-2005
Un motor de corriente continua de 8 CV, tiene un rendimiento del 85 % cuando se alimenta a
400 V. Si se sabe, además, que sus pérdidas en el cobre son iguales a la suma de las otras
pérdidas, calcule:
a) La intensidad que absorbe el motor.
b) La suma de pérdidas en el hierro y mecánicas.
c) La potencia eléctrica interna.
PAU septiembre 2000
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