Licenciatura

INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL
ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA QUÍMICA E INDUSTRIAS EXTRACTIVAS

“PROBLEMARIO RESUELTO DE CIRCUITOS ELÉCTRICOS, TRANSFORMADORES Y MOTORES PARA INGENIEROS QUÍMICOS”

ING. ANGELICA TERESA GROCE ORTIZ M. en C. JAVIER DÍAZ ROMERO ING. MARIA MATEOS HERNÁRDEZ

MÉXICO, D. F. ENERO 2010

1

INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL
ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA QUÍMICA EINDUSTRIAS EXTRACTIVAS

PROBLEMARIO CON SOLUCIÓN DE CIRCUITOS ELÉCTRICOS, TRANSFORMADORES Y MOTORES PARA INGENIEROS QUÍMICOS

ELABORÓ: ING. SANDRA GLORIA VILLANUEV FUNEZ M. en C. JAVIER DÍAZ ROMERO ING. ARMANDO TONATIUH ÁVALOS BRAVO

COLABORACIÓN: LAURA BELLY GONZÁLEZ SANDRA VELÁZQUEZ GARCÍA

ACADEMIA DE DISEÑO PRESIDENTE ING. RICARDO BACA CASTILLO JEFE DE MATERIA M. en C. IRMA PATRICIAFLORES ALLIER PROFESORES ING. ARMANDO TONATIUH ÁVALOS BRAVO ING. AURELIO CARRASCO VÁZQUEZ ING. DAVID ELIAS VILCHIS KURI ING. SANDRA GLORIA VILLANUEVA FUNEZ ING. SERGIO VALADEZ RODRÍGUEZ M. en C. IRMA PATRICIA FLORES ALLIER M. en C. JAVIER DÍAZ ROMERO ING. RICARDO PÉREZ MARTÍNEZ ING. MARIA MATEOS HERNÁRDEZ ING. ANGELICA TERESA GROCE ORTIZ

2

ÍNDICE

JUSTIFICACIÓN

4

UNIDAD ICONCEPTOS BÁSICOS

5

UNIDAD II

ONDA SENOIDAL

5

UNIDAD III IMPEDANCIA ELÉCTRICA

9

UNIDAD IV POTÉNCIA ELÉCTRICA

15

UNIDAD V

SISTEMAS TRIFÁSICOS Y POTENCIA TRIFÁSICA

18

UNIDAD VI TRANSFORMADORES Y MOTORES DE INDUCCIÓN

21

BIBLIOGRAFÍA

31

3

JUSTIFICACIÓN

Acordes con la tendencia del Nuevo Modelo Educativo del Instituto Politécnico Nacional, la Academia deDiseño de la ESIQIE ha determinado conformar un conjunto de materiales de apoyos didácticos para las asignaturas que la conforman. El presente material de apoyo concreta el esfuerzo conjunto que de los profesores miembros de la Unidad de Aprendizaje “Ingeniería Eléctrica y Electrónica”. Sabedores de la necesidad de contar con materiales que faciliten el aprendizaje y refuercen lo enseñado en elaula, se edita el presente “Problemario Resuelto de Circuitos Eléctricos, Transformadores y Motores para Ingenieros Químicos”, como parte de un proyecto didáctico que consta adicionalmente tres apoyos didácticos adicionales, “Apuntes de Ingeniería Eléctrica y Electrónica, Revisión 2”, “Manual de Prácticas para el Laboratorio de Ingeniería Eléctrica y Electrónica Revisión 2” así como la“Implementación del curso en Línea “Ingeniería Eléctrica y Electrónico” en la plataforma Moodle del IPN, que actualmente se encuentra en proceso. Agradecemos cualquier aportación que ayude a mejorar el presente material. Sin olvidar agradecer a todos los que participaron en su elaboración.

Academia de Diseño

4

I y II CONCEPTOS BASICOS Y ONDA SENOIDAL 1.- Dada la corriente a) b) c) d) e) f) g) .Determinar:

Valor máximo de la corriente Valor promedio Valor eficaz o RMS Frecuencia Periodo Angulo de desfasamiento de la corriente respecto al origen El valor de pico a pico

Solución: Ya que la ecuación característica de una onda senoidal es:

Donde: A0= valor máximo o pico w= Velocidad angular o pulsación (w=2πf) β= Angulo de desfasamiento Por lo tanto: a) Valor máximo= 200 A b) c) d) w=2πf ,despejando f e) período: Si , despejando T

f) ángulo de desfasamiento= β=60º g) Valor pico a pico 2.- Dado el voltaje a) b) c) d) e) f) Valor máximo de la corriente Valor promedio Valor eficaz o RMS Velocidad angular Período Ángulo de desfasamiento . Determinar:

5

Solución: a) Valor máximo= 350 V b) c) d) w = 150 rad/seg e) período w=2πf , despejando f

f) ángulo de desfasamiento β=35º3.- Si el voltaje esta dado por la función: instantáneos a 0º, 30º, 60º, 90º, 135º y 245º Solución: , graficar los voltajes

4.- Para la función a) El voltaje cuando t=3mseg b) El voltaje cuando t= 20mseg Solución: a) b)

, encontrar:

6

5.- Se mide la corriente que circula por una lámpara y se encuentra que sus valor es de 0.95 A. ¿Cuál es el valor pico de la corriente? Solución:...