TEORÍA MÁQUINAS ELÉCTRICAS

¿Qué ventaja fundamental presenta el autotransformador frente al transformador clásico de dos devanados?. Es más económico y de menor tamaño para una misma potencia transferida, especialmente si la relación de transformación es cercana a 1. Proporciona un aislamiento galvánico total entre el circuito primario y el secundario. Elimina las pérdidas por corrientes de Foucault mediante el uso de carlite. Permite la transformación de corriente continua a alterna sin electrónica de potencia.

¿Qué ocurre con la densidad de flujo B en un material ferromagnético cuando el campo H aumenta indefinidamente?. Aumenta linealmente siguiendo la Ley de Hopkinson. Se satura y crece de forma similar al vacío. Disminuye bruscamente al alcanzar la temperatura de Curie. Se vuelve nula debido al alineamiento de los dominios de Weiss.

¿Cuál es la función del Relé Buchholz en un transformador de potencia?. Medir el factor de potencia y compensar la energía reactiva. Regular la tensión de salida mediante el cambio de tomas en carga. Detectar fallos internos mediante la formación de gases o movimientos tumultuosos de aceite. Proteger contra sobretensiones atmosféricas en los pasatapas.

¿Cómo se define el 'campo coercitivo' (Hc) en un ciclo de histéresis?. Es la intensidad de campo necesaria para alcanzar la inducción de saturación. Representa la inducción remanente cuando el campo H es nulo. El campo opuesto necesario para anular la inducción remanente. Es la fuerza magnetomotriz necesaria para vencer la reluctancia del entrehierro.

¿En qué aplicaciones se suelen utilizar frecuencias elevadas del orden de 400 Hz para máquinas síncronas?. Centrales hidroeléctricas de gran potencia. Sistemas de tracción ferroviaria de alta velocidad. Aeronáutica. Instalaciones de bombeo solar fotovoltaico.

¿Por qué es extremadamente peligroso dejar en circuito abierto el secundario de un transformador de intensidad (Ti) mientras el primario está bajo carga?. Porque se produce un cortocircuito franco en las bornas del primario. Porque toda la f.m.m. primaria se convierte en excitación, elevando el flujo y la tensión secundaria a valores peligrosos. Porque el transformador entra en resonancia con la capacitancia de la red. Porque las pérdidas en el cobre aumentan hasta fundir el aislamiento de las espiras.

¿Cuál es la función del devanado terciario conectado en triángulo en un transformador con conexión estrella-estrella (Y-y)?. Aumentar la impedancia de cortocircuito para limitar las faltas. Permitir la conexión de cargas monofásicas de gran potencia. Proporcionar un camino de baja impedancia para la circulación de los terceros armónicos de la corriente de vacío. Facilitar el arranque del transformador como si fuera un motor asíncrono.

¿Qué indica el teorema de Leblanc respecto a una bobina monofásica alimentada con corriente alterna?. Que la f.e.m. inducida es proporcional a la derivada del flujo respecto al tiempo. Que las pérdidas por histéresis son proporcionales al cuadrado de la inducción máxima. Que su f.m.m. pulsatoria equivale a dos campos giratorios de igual amplitud que rotan en sentidos opuestos. Que el par motor resultante es constante independientemente de la carga aplicada.

Durante el ensayo de vacío de un transformador, la potencia medida (P0) se considera prácticamente igual a: Las pérdidas en el hierro (PFₑ) del núcleo magnético. La suma de las pérdidas en el cobre y las pérdidas mecánicas por rozamiento. La potencia aparente nominal multiplicada por el índice de carga óptimo. La energía reactiva necesaria para establecer el flujo de dispersión.

¿Qué parámetro constructivo determina fundamentalmente el número de polos de un motor con rotor en jaula de ardilla?. El número de barras y la resistencia de los anillos de cortocircuito. El devanado del estátor. El espesor de las chapas magnéticas y el recubrimiento de carlite. La longitud del entrehierro y el diámetro del rotor.

¿Qué representa el ensayo de vacío en un motor asíncrono?. Permite calcular la resistencia del rotor referida al estátor. Sirve para determinar el par máximo y el deslizamiento crítico. Permite determinar las pérdidas en el hierro y las pérdidas mecánicas. Determina la capacidad de sobrecarga térmica del aislamiento Clase H.

En un transformador de columnas, ¿por qué se suele colocar el arrollamiento de baja tensión (B.T.) más cerca del núcleo magnético?. Para reducir la reactancia de dispersión del devanado de alta tensión. Para mejorar la refrigeración natural por convección del aceite mineral. Porque es más fácil de aislar respecto al núcleo que el devanado de alta tensión. Para minimizar el efecto Ferranti en condiciones de carga capacitiva.

En las máquinas síncronas pequeñas (menores a 10 kVA), ¿dónde se suele colocar el devanado inducido?. En el estátor, para facilitar la evacuación de calor. En el rotor. Repartido equitativamente entre el estátor y el rotor. Estas máquinas no poseen inducido físico, funcionan por reluctancia variable.

¿Cuál es la característica principal de la sección de las columnas en los transformadores de gran potencia para optimizar el devanado?. Se utiliza una sección rectangular para maximizar el área de hierro. Se emplean núcleos de aire para eliminar las pérdidas por histéresis. Poseen una sección transversal de tipo cruciforme o polígono escalonado. Las columnas son huecas para permitir el paso forzado de hidrógeno.

En un motor de doble jaula de ardilla, ¿cuál es el comportamiento de las jaulas durante el arranque?. Ambas jaulas asumen la misma densidad de corriente al tener la misma frecuencia. La jaula exterior (alta resistencia) asume la mayor parte del par debido a la alta reactancia de la interior. La jaula interior asume toda la corriente debido a su baja resistencia óhmica. El motor arranca únicamente con la jaula interna para proteger la externa.

En la analogía entre circuitos eléctricos y magnéticos, ¿cuál es el parámetro equivalente a la conductividad σ?. La reluctancia magnética (mathcalR). El flujo magnético (Φ). Permeabilidad μ. La fuerza magnetomotriz (Ni).

En la analogía entre circuitos eléctricos y magnéticos, ¿cuál es el equivalente magnético de la conductividad (σ o p)?. La densidad de corriente (J). La intensidad de campo magnético (H). Permeabilidad magnética (μ). El potencial magnético escalar (U).

¿Bajo qué condición se alcanza el rendimiento máximo en una máquina eléctrica?. Cuando la carga es nula y solo existen pérdidas fijas. Cuando el factor de potencia es la unidad (cos φ = 1). Cuando las pérdidas fijas (PFₑ + Pₘ) son iguales a las pérdidas variables (Pcᵤ). Cuando la caída de tensión interna es del 0%.

Según el texto, ¿qué representa la ley de los 10 °C de Montsinger?. Que la temperatura del núcleo no debe superar en 10 °C a la del aceite. Que el rendimiento disminuye un 10% por cada grado de calentamiento. Que por cada incremento de 10 °C sobre el máximo recomendado, la vida del aislante se reduce a la mitad. Que es necesario aumentar un 10% la sección del conductor por cada 10 °C de aumento.

Para que dos transformadores trifásicos puedan conectarse en paralelo de forma adecuada, ¿cuál de estas condiciones es estrictamente necesaria?. Que tengan la misma potencia nominal asignada (kVA). Que utilicen el mismo sistema de refrigeración (ej. ONAN). Que posean el mismo índice horario y la misma relación de transformación. Que ambos estén conectados en estrella en el devanado primario.

¿Bajo qué condición se alcanza el rendimiento máximo en una máquina eléctrica?. Cuando la carga es nula y solo existen pérdidas fijas. Cuando el factor de potencia es la unidad (cos φ = 1). Cuando las pérdidas fijas (PFₑ + Pₘ) son iguales a las pérdidas variables (Pcᵤ). Cuando la caída de tensión interna es del 0%.

¿Cuál es una de las ventajas críticas del hidrógeno como refrigerante frente al aire en alternadores de gran potencia?. Es un material no inflamable y reduce el riesgo de incendio. Permite aumentar la densidad de flujo en el entrehierro por su permeabilidad. Su conductividad térmica es 7 veces superior a la del aire. Elimina completamente las pérdidas por rozamiento en los cojinetes.

Para un alternador que funciona solo en una red aislada, si la carga aumenta bruscamente y el regulador no actúa, ¿qué magnitud física disminuirá?. La tensión de excitación del rotor suministrada por la dinamo. El flujo magnético por polo. La velocidad de rotación y la frecuencia. La temperatura de los devanados del estátor.

En un sistema trifásico, ¿qué ventaja presenta la conexión en zigzag (z) en el devanado secundario?. Requiere menos metros de conductor que la conexión en estrella. Aumenta la tensión de fase para una misma tensión de línea. Permite un mejor comportamiento ante cargas desequilibradas al repartir la carga entre dos columnas. Elimina la necesidad de utilizar un núcleo magnético de tres columnas.

¿Cuál es la condición para que el volumen de un imán permanente sea mínimo en una aplicación específica?. Que la inducción remanente (Br) sea igual a cero. Que el ciclo de histéresis sea lo más estrecho posible. Que el producto Bₘ Hₘ sea máximo. Que la permeabilidad relativa del material sea igual a la del vacío.

¿Cuál es la función del interruptor centrífugo en los motores de fase partida?. Cambiar el sentido de giro al detectar una sobrecarga mecánica. Desconectar el devanado auxiliar cuando el motor alcanza aproximadamente el 70% de su velocidad nominal. Activar el sistema de frenado por contracorriente. Conectar un condensador en serie con el devanado de trabajo.

¿Qué ocurre con el factor de potencia de una instalación industrial si se utiliza un motor síncrono sobreexcitado?. Empeora debido al aumento de la corriente de magnetización. Mejora, al compensar la potencia reactiva inductiva. Se mantiene constante pero aumenta el rendimiento total de la planta. Se vuelve nulo al entrar la máquina en saturación magnética.

Según la ley de Montsinger, ¿qué ocurre con la vida útil de un aislante si la temperatura de funcionamiento aumenta 10° C por encima de su límite recomendado?. Se reduce en un 10% fijo anual. La vida útil del aislante se reduce a la mitad. La vida útil del aislante se reduce un tercio de la mitad. No se ve afectada si la máquina tiene refrigeración forzada.

¿Por qué se prefiere el uso de devanados distribuidos frente a los concentrados en el inducido de las máquinas de corriente alterna?. Para maximizar el valor de la f.e.m. fundamental inducida. Para mejorar la calidad de la f.e.m. inducida, haciéndola más senoidal. Para facilitar el montaje mecánico en núcleos de polos salientes. Para reducir la longitud total del conductor de cobre empleado.

En el sistema de excitación tradicional, ¿cómo se alimenta habitualmente el devanado inductor?. Directamente desde la red de corriente alterna mediante un transformador. A través de un puente rectificador controlado de tiristores. Mediante una dinamo excitatriz tipo shunt acoplada al eje. Utilizando imanes permanentes de neodimio en el estátor.