Práctica para el examen FE Electrical and Computer: problemas de práctica y preguntas de examen

Problemas de práctica para las partes de circuitos, potencia y electrónica del examen Fundamentals of Engineering (FE) Electrical and Computer: análisis de circuitos de continua y alterna, potencia trifásica, transformadores, amplificadores operacionales, diodos y transistores, y sistemas de numeración.

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Pack de repaso (PDF)Hojas de fórmulas, pasos de los métodos y problemas de práctica con soluciones completas, listos para imprimir.

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Temas de esta asignatura

  1. Resistencias en serie y en paralelo3 resistencias · 4 resistencias · escalera de 6 resistenciascálculos
  2. Análisis nodal1 nodo desconocido · 2 nodos desconocidos · 2 nodos, 3 fuentescálculos
  3. Análisis de mallas2 mallas, 1 fuente · 2 mallas, 2 fuentes · 3 mallascálculos
  4. Superposición2 fuentes de tensión · fuente de tensión + fuente de corriente · 3 fuentescálculos
  5. Thévenin y Nortondivisor de tensión · con resistencia en serie y carga · con fuente de corriente y cargacálculos
  6. Transitorios RC y RLcarga RC · circuito RL · condensador con carga inicialcálculos
  7. Impedancia y fasores en alternaRL en serie · RLC en serie · tensión del condensador y resonanciacálculos
  8. Potencia en alterna y factor de potenciaP y Q de una carga · corriente de línea · corrección del factor de potenciacálculos
  9. Potencia trifásicatensiones y corrientes equilibradas en estrella y triángulo · potencia trifásica · corrección del factor de potenciacálculos
  10. Transformadoresrelación de transformación · corrientes y potencia · rendimiento y pérdidascálculos
  11. Circuitos con amplificador operacionalamplificador inversor · amplificador no inversor · amplificador sumadorcálculos
  12. Diodos y transistorescircuitos con diodos · punto de trabajo del BJT · el BJT como interruptorcálculos
  13. Sistemas de numeraciónde binario y hexadecimal a decimal · complemento a dos · bits, rangos y memoriacálculos
  14. Lógica digital: puertas, mapas K y biestablespuertas, tablas de verdad y retardos · álgebra de Boole, mapas K y multiplexores · indiferencias, biestables y contadorescálculos
  15. Transformadas de Laplacetabla de pares y teoremas de valor · transformada inversa por fracciones parciales · EDO y funciones de transferenciacálculos
  16. Diagramas de bloquesserie, paralelo y realimentación · funciones de transferencia en lazo cerrado y errores · perturbaciones, estabilidad y poloscálculos
  17. Respuesta al escalónsistemas de primer orden · parámetros de segundo orden · sistemas físicos y diseñocálculos
  18. Diagramas de Bode y márgenesfiltros y asíntotas · módulo y fase · márgenes de estabilidadcálculos
  19. Estabilidad: Routh–Hurwitz y lugar de las raícesTabla de Routh y recuento de polos · rango de K para la estabilidad · lugar de las raícescálculos
  20. Error en régimen permanente y control PIDtipo de sistema y constantes de error · errores en régimen permanente y ganancia · diseño P, PI y PDcálculos

Consejos para el examen de Práctica para el examen FE Electrical and Computer

  • Aprende dónde está cada fórmula en el manual de referencia que te dan en el examen; buscar cuesta tiempo.
  • La mayoría de las preguntas de circuitos se pueden resolver de dos maneras: usa el segundo método como comprobación rápida.
  • Cuidado con las magnitudes de línea y de fase en las preguntas de trifásica.

Ejemplos resueltos

Resistencias en serie y en paraleloFácil
R1​ = 5 ΩIR1​+−V1​18 VR2​6 ΩAR3​12 Ω

Halla la corriente IR1 que entrega la fuente, que pasa por R1.

V1 = 18 VR1 = 5 ΩR2 = 6 ΩR3 = 12 Ω

Calcula IR1 (A)

Mostrar pistas
  1. Reduce la red paso a paso. En serie, las resistencias se suman. Dos resistencias en paralelo se combinan como R₁R₂/(R₁ + R₂).
  2. R₂ y R₃ unen ambas el nodo A con el cable inferior, así que están en paralelo. Ese par está en serie con R₁.
  3. Req = 9 Ω.
Mostrar la respuesta y la solución paso a paso

Resistencias en serie y en paralelo: en serie, la misma corriente pasa por cada resistencia y R = R₁ + R₂ + …. En paralelo, cada resistencia tiene la misma tensión y 1/R = 1/R₁ + 1/R₂ + …. Una red en escalera se reduce por parejas hasta que queda una sola resistencia equivalente.

R1​ = 5 Ω+−V1​18 VR2​6 ΩAR3​12 Ω

Combina las resistencias desde el extremo más lejano

Empieza por el extremo más alejado de la fuente y avanza hacia ella. Las resistencias con la misma corriente están en serie; las que están entre los mismos dos nodos, en paralelo.

R2 ∥ R3 = 6·12/(6+12) = 4 Ω
Req = R1 + R2 ∥ R3 = 5 + 4 = 9 Ω

Corriente de la fuente

La fuente solo ve Req, así que la ley de Ohm da la corriente que entrega. Esa corriente pasa por R₁.

IR1 = V1/Req = 18/9 = 2 A

Respuesta

IR1 = 2 A
Análisis nodalMedia
−+Vs​ = 3 VIx​Is​1,5 AAR1​6 ΩR2​3 ΩB

La fuente de tensión Vₛ entre A y B tiene su borne + en B, así que impone VB − VA = Vₛ. Usa el análisis nodal con un supernodo para hallar la corriente Ix por la fuente de tensión, de A a B como indica la flecha.

Is = 1,5 AVs = 3 VR1 = 6 ΩR2 = 3 Ω

Calcula Ix (A)

Mostrar pistas
  1. Una fuente de tensión entre dos nodos que no son tierra fija su diferencia: VB − VA = Vs.
  2. Escribe una ecuación de LCK para el supernodo que engloba A, B y la fuente: VA/R₁ + VB/R₂ = Is.
  3. VA = 1 V.
Mostrar la respuesta y la solución paso a paso

Análisis nodal: elige un nodo de referencia, nombra las tensiones de nodo desconocidas, escribe la ley de corrientes de Kirchhoff en cada nodo desconocido usando la ley de Ohm (I = ΔV/R) y resuelve las ecuaciones resultantes.

Forma un supernodo

La fuente de tensión entre A y B conduce una corriente desconocida, así que no se puede escribir la LCK en A ni en B por separado. Encierra A, B y la fuente en un supernodo: la corriente que entra es igual a la que sale.

VB = VA + Vs = VA + 3
VA/R1 + VB/R2 = Is

Resuelve

VA/6 + (VA + 3)/3 = 1,5
VA = (1,5 − 3/3)/(1/6 + 1/3) = 1 V
VB = 1 + 3 = 4 V

Corriente por la fuente de tensión

Todo lo que pasa por la fuente de A a B sale del nodo B por R₂.

Ix = VB/R2 = 4/3 = 1,333 A

Respuesta

Ix = 1,333 A

Un resultado negativo significa que la corriente real circula en contra de la flecha.

Cómo funciona la práctica

  • «Practicar esta asignatura» mezcla problemas de todos sus temas, como en un examen real.
  • Cada problema tiene valores nuevos, así aprendes el método y no una respuesta.
  • ¿Te has atascado? Abre primero una pista pequeña y la explicación completa solo cuando la necesites.
  • Los simulacros de examen son cronometrados y no tienen pistas; al final recibes tu nota y una revisión completa.

Calculadoras para esta asignatura

Calculadora de resistencias en serie y en paraleloCalculadora de divisor de tensiónCalculadora de la constante de tiempo RCCalculadora de impedancia RLCCalculadora de corrección del factor de potenciaCalculadora de ganancia del amplificador operacionalCalculadora de potencia trifásicaCalculadora de la relación de transformaciónCalculadora de resistencia para LEDCalculadora de la transformada inversa de Laplace (fracciones parciales)Calculadora de caída de tensiónCalculadora del temporizador 555 (astable y monoestable)Calculadora de decibelios (dB, dBm y niveles sonoros)Calculadora de diagrama de Bode (margen de ganancia y de fase)Calculadora del criterio de estabilidad de Routh–HurwitzCalculadora de la transformada de LaplaceCalculadora del equivalente de Thévenin y NortonConversor binario, decimal y hexadecimalCalculadora de la ley de Ohm (tensión, corriente, resistencia y potencia)Calculadora del código de colores de resistencias (4, 5 y 6 bandas)Calculadora de condensadores (serie, paralelo, carga y energía)Calculadora de notación científica (y notación de ingeniería)

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