LABORATORIO DE CIRCUITOS ELECTRICOS I

LABORATORIO DE CIRCUITOS ELECTRICOS I

UNIDAD # 6

REALIZADO POR

ESNEIDER HENAO

FREDDY IMBAJOA

JOSE VITELIO FERNANDEZ

INSTITUTO MUNICIPAL ANTONIO JOSE CAMACHO

SANTIAGO DE CALI (VALLE)

NOVIEMBRE 06 2004

LABORATORIO DE CIRCUITOS ELECTRICOS I

UNIDAD # 6

PRESENTADO POR:

ASIGNATURA:

SEMESTRE:

PROFESOR:ESNEIDER HENAO

FREDDY IMBAJOA

JOSE VITELIO FERNANDEZ

LABORATORIO DE CTOS ELECTRICOS I

II

MIGUEL ANGEL

INSTITUTO MUNICIPAL ANTONIO JOSE CAMACHO

SANTIAGO DE CALI (VALLE)

NOVIEMBRE 06 2004CONTENIDO

1. Clculos, mediciones y esquemas de los circuitos del laboratorio

2. Sintesis de las mediciones de cada uno de los circuitos

3. Respuestas de la evaluacion final

4. Conclusiones generales

1. CALCULOS Y MEDICIONES DE LOS CIRCUITOS DEL LABORATORIO.

1.1 COMPROBAR EL TEOREMA DE THEVENIN.

A. Resistencia de Thevenin clculada, 543.2 RTh medida, 538B. Voltaje Thevenin clculado, 9.58V VTh medido, 9.6V

C. Voltaje de en la resistencia RL, clculado 6.2V y medido, 6.23VD. Corriente en la resistencia RL, clculada 6.2mA y medida, 6.3mA.1.2 COMPROBAR EL TEOREMA DE THEVENIN CON DOS FUENTES INDEPENDIENTES.

A. Resistencia de Thevenin, clculada 563.81 y medida 563B. Voltaje Thevenin, clculado 10.97V y medido 11.57V

C. Voltaje en la resistencia RL, medido 9.38V y clculado 9.07V

D. Corriente en la resistencia RL, medida 4.62mA y clculada 3.36mA1.3 COMPROBAR EL TEOREMA DE THEVENIN TIPO PUENTE.

A. Resistencia Thevenin, clculada 1889.76 y medida 1890B. Voltaje Thevenin, clculado 0.54V y medido 0.55VC. Voltaje en la resistencia RL, clculado 238 mV y medido 235 mVD. Corriente en la resistencia RL, clculada 159A y medida 160A1.4 COMPROBAR EL METODODO DE LAS MALLAS

A. Sentido de las corrientes en las mallas 1, 2 y 3.

B. Planteo de ecuaciones de mallas.

Malla # 1

12 0.68 I1 ( I1 I3 ) 3.3( I1 I2 ) = 0

12 0.68 I1 I1 + I3 3.3I1 + 3.3I2 = 0

-4.98I1 + I3 + 3.3I2 = -12

Malla #2

3.3I1 10.7I2 + 2.7I3 = 0

Malla #3

2.7I2 5.2I3 + I1 = 0

Corrientes clculadas

I1 = 3.72mA

I2 = 1.52mA

I3 = 1.5mACorrientes medidas

I1 = 3.7mA

I2 = 1.55mA

I3 = 1.55mA

C. Ecuaciones en los nodos A, B y C.

NODO A

-160/51V1 + V2 + 2/3V3 = -300/17

NODO B

V1 497/297V2 + 10/27V3 = 0

NODO C

2/3V1 + 10/27V2 1586/1269V3 = 0

E.

Corrientes clculadas

I1 en R1 = 3.72 mA

I2 en R2 = 2.22 mA

I3 en R3 = 1.51 mA

I4 en R4 = 2.19 mA

I5 en R5 = 0.0185 mA

I6 en R6 = 1.53 mACorrientes medidas

I1 en R1 = 3.72mA

I2 en R2 = 2.2mA

I3 en R3 = 1.5 mA

I4 en R4 = 2.2 mA

I5 en R5 = 0.02 mA

I6 en R6 = 1.51 mA

1.5 COMPROBAR LA SEGUNDA LEY DE KIRCHOFF, PARA LOS VOLTAJES.

A. Dibujar el sentido de las mallas con cada uno de los puntos a, b, c, d, e.B. Planteo de ecuaciones de mallas.

Malla # 1

12 0.68 I1 ( I1 I3 ) 3.3( I1 I2 ) = 0

12 0.68 I1 I1 + I3 3.3I1 + 3.3I2 = 0

-4.98I1 + I3 + 3.3I2 = -12

Malla #2

3.3I1 10.7I2 + 2.7I3 = 0

Malla #3

2.7I2 5.2I3 + I1 = 0

I1 = 3.72mA. I2 = 1.52mA. I3 = 1.5mA.

C. Aplicar la segunda ley de kirchoff de los voltajes.LEY DE KIRCHOFFVOLTAJES CALCULADOS

VR1 = 12 ( R1 X I1 )VR1 = 12 ( 0.68 X 3.72 ), = 2.52V

VR2 = R2 ( I1 I3 )VR2 = 1 ( 3.72 1.5 ), = 2.22V

VR3 = R3 ( I3 )VR3 = 1.5 ( 1.5 ), = 2.25V

VR4 = R4 ( I2 - I3 )VR4 = 2.7 ( 1.52 1.5 ), = 0.057V

VR5 = R5 ( I1 I2 )VR5 = 3.3 ( 3.72 1.5 ), = 7.26V

VR6 = R6 ( I2 )VR6 = 4.7 ( 1.5 ), = 7.14V

D. VOLTAJES MEDIDOS.

VR1 = 2.5VVR2 = 2VVR3 = 2.1VVR4 = 0.056VVR5 = 7.25VVR6 = 7.14V

2. SINTESIS DE LAS MEDICIONES DE CADA UNO DE LOS CIRCUITOS.

2.1 TEOREMA DE THEVENIN CON UNA FUENTE INDEPENDIENTE.

Si en circuito de esta forma no se desenerjisa la fuente de voltaje antes de hacer el puente en ella, pues dependiendo de la corriente que este circulando sera proporcional a la magnitud del corto circuito.

Este metodo solo se puede aplicar en un circuito donde exista un solo nodo principal.

2.2 TEOREMA DE THEVENIN CON DOS FUENTES INDEPENDIENTES.

Cuando se tiene un circuito de esta semejanza, hay que tener en cuenta que a la hora de clcular las variables en la carga de interes, sobre ella fluiran dos corrientes ya sean, en sentido contrario o en el mismo sentido.

2.3 TEOREMA DE THEVENIN TIPO PUENTE.

Estos circuitos parecen verse complejos pero en realidad, para resolverlos no es ms que quitar la carga de interes y medir ( tester ) o clcular ( metodos de analiss ) la resistencia restante, teniendo en cuenta que debe estar cortocircuitada la fuente de voltaje.

2.4 CIRCUITOS POR MALLAS.

El analisis de circuitos por este metodo suele verse ms sencillo y el ms utilizado.

Aunque siempre que se vaya a resolver un circuito, hay que analisar la complejidad de este, para elejir el metodo que para ese caso sea el ms eficiente.

2.5 CIRCUITOS POR NODOS.

Este analisis al parecer resulta ms complejo que por mallas, pero creemos que es mas efectivo en los resultados, ya que en un circuito de mallas cuando se conocen las corrientes al parecer tiene posibles valores vlidos para las leyes de kirchoff.

3. EVALUACION FINAL.

3.1 Cual es la diferencia entre un lazo y una malla.?

La diferencia es que un lazo puede contener otro lazo; y un lazo que no encierra otro lazo o que no puede dividirse en otros lazos es una malla.

3.2 Cual es la diferencia entre una corriente de malla y una de rama.?

La diferencia es que la corriente en una malla fluye en un circulo y la corriente de partida es la misma de llegada, mientras que en una rama la corriente no fluye en circulo, si no de un punto a a un punto b, y ambos puntos dependen de las corrientes de otras ramas; ya sea por la diferencia o por la suma de ellas.

3.3 Cuantas ecuaciones de nodos son neceserias para resolver un circuito con tres nodos principales.?

Dos ecuaciones, ya que X nodos 1 es lo necesario para planatear las ecuaciones.

-1 es el nodo que se toma de referencia.

3.4 Cual es el procedimiento para convertir una fuente de voltaje en una de corriente, y viceversa.?

Para convertir la fuente de voltaje en una de corriente es necesario aplicar el teorema de Norton; que plantea que hay que cortocircuitar la fuente de voltaje y calcular su resistencia equivalente, para determinar la fuente de corriente.

Para convertir la fuente de corriente en una de voltaje es necesario que en vez de cortocircuitar la fuente, se deje abierta y calcular la resistencia equivalente para determinar la fuente de voltaje.

3.5 Que es el teorema de Millman.? En que tipo de circuitos se puede aplicar este teorema.?

En muchos casos, se dispone de ms de una fuente de tensin para suministrar energa. (banco de bateras para alimentacin de emergencia, una serie de generadores de electricidad en paralelo).

Cada una de estas fuentes de tensin tiene una resistencia interna diferente (resistencia propia de cada fuente). Todo esto, alimentando una carga (RL). Ver diagrama

El teorema de Millman nos muestra un mtodo sencillo para obtener un circuito equivalente.

1. Se obtiene RM, que es el valor de la resistencia equivalente en paralelo de todas las resistencias que van en serie con las fuentes.

1/RM = 1/REq = 1 / R1 + 1 / R2

Ejemplo: Si son 2 fuentes, las 2 resistencias que estn en serie con ellas (R1 y R2) se toman para obtener su paralelo. Si fueran 3 o mas fuentes el proceso sera el mismo.

2. Se obtiene VM con ayuda de la siguiente frmula

VM = (V1/R1 + V2/R2 ) / (1/R1 + 1/R2)

Si fueran 3 o mas fuentes y resistencia el proceso sera igual.Al final se obtiene un circuito que consiste de una fuente en serie con una resistencia que se conecta a la carga. En nuestro caso: RL.

La fuente tiene el valor de VM y la Resistencia el valor de RM. Ver diagrama

3.5 Qu es el teorema de Superposicin.? En que tipo de problemas se aplica.?

El teorema de superposicin dice formalmente que: En cualquier circuito resistivo lineal que contenga dos o ms fuentes independientes, cualquier voltaje o corriente del circuito puede calcularse como la suma algebraica de todos los voltajes o corrientes individuales originados por cada fuente independiente actuando por s sola, es decir, con todas las dems fuentes independientes eliminadas.

Hasta ahora todos los circuitos que se han manejado son lineales, por lo tanto este teorema puede ser aplicado a cualquier circuito anteriormente explicado.

El termino "eliminar" las fuentes es lo mismo que decir llevarlas a cero, segn esto al eliminar una fuente de voltaje se esta diciendo que la diferencia de potencial o voltaje entre las dos terminales del elemento, es igual a cero lo que seria dicho de otra forma un cortocircuito, como se muestra en la siguiente (figura 3.1.1a)

As mismo el termino "eliminar" una fuente independiente de corriente es lo mismo que decir, que entre los terminales de esta; pasa una corriente elctrica igual a cero, en otras palabras se tendra un circuito abierto.

3.7

I1

I2

I3

A

C

B

I1

I2

I3

I5

I4

I6

A

E

B

C

D

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