problemas cap 1 - 9
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PROBLEMAS RESUELTOS DEL
CURSO DE MÁQUINAS
ELECTRICAS
Ing. JONY VILLALOBOS CABRERA
Docente FIME
Medidas
y
Test
•ERRORES ALEATORIOS: VARIAN DE FORMA IMPREDIABLE ENTRE
LAS LECTURAS SUCESVAS DE LA MISMA CANTIDAD VARIANDO EN
MAGNITUD ( PUEDEN SER PORSITIVOS O NEGATIVOS).
EJEMPLO: EL RUIDO ELECTRICO
•ERRORES SISTEMATICOS: ERRORES QUE ERRORES QUE
PERMANECEN CONSTANTES CON REPRETIDAS MEDIDAS.
EJEMPLO: EL INSTRUMENTO TENGA UNA LECTURA
MAS ALTA O MAS BAJA EN TODA LA ESCALA
1.- EXPLICAR CUAL ES EL SIGNIFICADO DE ERRORES ALEATORIOS
Y ERRORES SISTEMATICOS Y DAR EJEMPLOS DE CADA UNO.
ERROR= VALOR MEDIDO - VALOR REAL= 120-125=-5
PORCENTAJE DE ERROR = ERROR * 100
VALOR MEDIDO
PORCENTAJE DE ERROR = 5 *100
125
PORCENTAJE DE ERROR = 0.04*100 = 4
2 . - UN AMPERIMETRO SE UTILIZA PARA MEDIR UNA CORRIENTE Y SE
OBTIENE COMO MEDIDA 120MA CUANDO LA VERDADERA CORRIENTE
ES DE 125MA .¿ CUAL ES a) EL ERROR Y b) EL PORCENTAJE DE
ERROR ?
10._ La corriente a través de una Resistencia se ha medido
obteniendo 0,10 0,01 A y la diferencia de potencial entre los puntos
medidos es de 5,0 0,25 V ¿Cuál es la potencia y el peor error
posible?
Características
Funcionales
5.-Un amplificador se especifica con sensibilidad de
temperatura de 100 uv/ºc. ¿Cuál será la salida del
amplificador si la temperatura ambiental cambia en
2ºC?
cambio en la salidadsensibilidad
cambio en la entrada
Entonces el cambio en la salida es:
100 2ºº
200
uvC
C
uv
6.-Un multimetro incluye la siguiente
frase en sus especificaciones: tiempo de
respuesta de 1s en escala completa.
¿Cuál es el significado de ese termino?
El multimetro tardaría 1 s antes de que el
medidor responda correctamente a una
corriente / tensión de fondo de escala.
7.-Un registrador grafico indica que tiene una banda
neutra de ± 3% de la anchura. ¿Qué significa esto?
Que la entrada tiene que ser más grande de un 3% de la
anchura para tener una mejor respuesta.
8.-Un registrador grafico indicaque tiene una repetibilidad del0.05%. ¿Qué significa esto?.
Que la lectura puede variar un0.05% para la misma entradaen diferentes ocasiones.
9.-Un voltímetro digital se ha especificado con una resolución de 1uv en escala de 100 m. ¿Qué significa esto?.
Que el cambio detectablepor el voltímetro digitales de 1uv.
Fuentes de Error
Fiabilidad
PROBLEMA Nº8
UN SISTEMA CONTIENE 20 RESISTENCIAS. CADA UNA DE
ELLAS TIENE UN COEFICIENTE DE FALLO DE 4 X 10-8POR
HORA Y 23 PUNTOS DE SOLDADURA CADA UNO CON UN
COEFICIENTE DE FALLO DE 10 X 10-8 POR HORA ¿Cuál ES LA
PROBABILIDAD DE QUE EL SISTEMA TRABAJE 10000 HORAS
SIN FALLOS SI EL FALLO DE CUALQUIERA DE LAS
RESISTENCIAS O PUNTOS DE SOLDADURA DARA COMO
RESULTADO UN FALLO EN L SISTEMA.
DESARROLLO
20 RESISTENCIAS COEF FALLA =1 X 10-8 POR HORA
23 puntos de salida coefic falla = 10 X 10-8 POR HORA
Coeficiente de falla para el sistema = (20x1x10-8+23x10x10-8)
Fiabilidad = 10000(20x1x10-8+23x10x10-8)
Fiabilidad= 0.025
Medidores
Analógicos
2. Calcular los valores de los sbunts y los multiplicadores
requeridos para convertir un medidor de bobina móvil con una
desviación a fondo de escala de 1,0 mA y de resistencia 50 Ω en:
Para todos los ejercicios se tiene que:
A. Un miliamperímetro con una desviación a fondo de escala de 200
mA.
Si 200mA =0.2 A
B. Un amperímetro con una desviación a fondo de escala de 5A.
C. Un voltímetro con una desviación a fondo de escala de
1,0 V.
D. Un voltímetro con una desviación a fondo de escala de 20 V.
3. Diseñar un shunt universal (Ayrton) para un amperímetro para
escalas de corriente continua de 100mA; 1,0A; 10A. El medidor
de bobina móvil utilizado tiene una resistencia de 50Ω y de una
desviación a fondo de escala de 1,0Ma.
Reemplazando (II) en (I), se obtiene:
Reemplazando (IV) en (II):
Reemplazando (IV), (V)en (III):
Registradores
1-Los siguientes datos pueden aparecer en las especificaciones de
los registradores, explique su significado:
a) Un servo registrador de bucle cerrado.
Banda muerta de ±0.2% del margen.
-Esto quiere decir que de todo el margen de la banda, para una señal que se
registra en el ±0.2% de la banda, la pluma no se moverá, porque es un espacio
donde la señal es insuficiente a que cause un movimiento en la pluma, en caso
haya un ligero trazo, para este espacio del 0.2% del margen puede ser un dato
no confiable.
b) Un registrador UV.
Numero de canales: 6
Arrastre del grafico: 0.16 mm/s, 0.4 mm/s, 1.6 mm/s, 4 mm/s; 10 mm/s; 25 mm/s; 100 mm/s;
250 mm/s.
-El numero de canales se refiere al numero de señales que se pueden registrar
independientemente unas de otras y que pueden o podrían ser registradas al mismo tiempo
en la grafica. En este caso hay 6 canales, esto quiere decir que podría haber 6 graficas en
el mismo papel.
-Cuando se refiere al arrastre del grafico, se refiere a la velocidad con la que el papel o
grafica correrá en el registrador, es un factor importante para saber el tiempo en que se da
una determinada señal o dato a graficar. En este caso hay varias velocidades ajustables
como : 0.16 mm/s, 0.4 mm/s, 1.6 mm/s, etc, estas se pueden ajustar para una determinada
velocidad deseada.
c) Un servoregistrador Electronico.
Tiempo de respuesta máximo: 2s
Banda muerta de ±0.3% del margen máximo.
-Cuando se refiere al tiempo máximo de respuesta, en este caso de 2 segundos, se
refiere a que ante el estimulo de una señal, no pasara mas de 2 segundos para que
se note un cambio en la pluma y comience a registrar los datos en la grafica, esto
se puede deber al tiempo de respuesta del transductor.
-Aligual que en el primer ejemplo, quiere decir que de todo el margen de la
banda, para una señal que se registra en el ±0.3% del margen maximo, la pluma
no se moverá, porque es un espacio donde la señal es insuficiente a que cause un
movimiento en la pluma, en caso haya un ligero trazo o movimiento, para este
espacio del 0.3% del margen puede ser un dato no confiable.
d) Un registrador de cinta magnética.
Con registro/reproducción directa.
Cuando en este caso, para un registrador de cinta magnética con registro y
reproducción directa, además de registrar los datos en una cinta magnética, se
refiere que una vez registrado los datos en el disco floppy o cinta magnética, los
datos de esta pueden ser observadas en el mismo registrador sin necesidad de
llevar la cinta o el disco a otro aparato especializado en leer dichos datos.
e) Registrador de cinta magnética.
Precisión en la velocidad de cinta de ± 0.05%.
-En el registrador de cinta magnética, la velocidad con la que corre la cinta puede ser
mayor o menor a la que se ajusta, frecuentemente con ligeros cambios, por ejemplo hay
velocidades de 10 mm/s, en el caso de tener una precisión de ± 0.05%, se refiere a la
desviación con respecto a la velocidad seleccionada, esto puede causar mas que todo, un
error a la hora de leer los datos guardados en la cinta magnética.
12.UN PUENTE DE MAXWELL SE UTILIZA PARA DETERMINAR LA RESISTENSIA Y LA INDUCTANCIA DE UN INDUCTOR.
EN EQUILIBRIO LOS BRAZOZ DEL PUENTE SON AB 1µF EN PARALELO CON 10K Ω , BC 400 Ω, CD EL INDUCTOR , DA
500 Ω ¿Cuál ES LA INDUCTANCIA Y LA RESISTENCIA DEL INDUCTOR?
HenriosFCRR
R
RRR
2.01*500*400**L
2010000
500*400*
1324
1
324
13.UN PUENTE HAY SE UTILIZA CON UNA FUENTE DE CORRIENTE ALTERNA DE 1KHz Y EN EQUILIBRIO
LOS BRAZOS DEL PUENTE SON AB 1µF EN SERIE CON 95 Ω BC 985 Ω , CD EL INDUCTOR Y DA 500 Ω
¿Cuál ES LA INDUCTANCIA Y LA RESISTENCIA DEL INDUCTOR?
38.18
***
049.0
75.16
11
**
4
114
2
4
42
1324
R
CRLWR
HrL
Q
Q
CRRL
14.UN PUENTE DE C.A. TIENE EN EL BRAZO AB UNA RESISTENCIA DE 1.2 KΩ , EN EL BRAZO BC UNA RESISTENCIA DE
2 KΩ EN SERIE CON UN CONDENSADOR DE 1µF EN EL BRAZO CD UN CONDENSADOR DESCONOCIDO QUE TIENE UNA
RESISTENCIA EN SERIE EN EL BRAZO DA UNA RESISTENCIA DE 0.5 KΩ ¿CUÁL ES EL VALOR DE LA CAPACIDAD
DESCONOCIDA Y DE LA RESISTENCIA EN SERIE ?
kRRRR
FRRCC
83.0/*
4.2/*
1324
3124
15.UN PUENTE DE CAPACIDAD EN SERIE CON UNA FUENTE DE C.A CON 1KHZ TIENE UNOS BRAZOS
EQUILIBRADOS AB 2KΩ , BC 0.1 µF CON 110K Ω CD EL CONDENSADOR DESCONOCIDO Y DA 1K Ω ¿CUÁL ES
LA CAPIDAD DESCONOCIDA Y EL FACTOR DE DISIPACIÓN?
FCRWD
RRRR
FRRCC
069.0**
55/*
2.0/*
44
1234
3114