PRÁCTICA N°5 TEOREMA DE SUPERPOSICIÓN EN DC

PRÁCTICA °5
TEOREMA DE SUPERPOSICIÓ E DC
TEOREMA DE THÉVE I E DC
TEOREMA DE LA MAXIMA TRA SFERE CIA DE POTE CIA
OBJETIVOS:
1. Determinar en forma teórica las aplicaciones de los Teoremas de Redes en C.D., Thevenin,
Superposición y Máxima Transferencia de Potencia.
2. Comprobar experimentalmente los Teoremas de Redes: Thevenin, Superposición y Máxima
Transferencia de Potencia en circuitos resistivos de corriente directa.
PRE-LABORATORIO:
Estudiar e investigar lo siguiente:
1. Los Teoremas de Thevenin, Superposición y Máxima Transferencia de Potencia.
2. Las fuentes reales de voltaje y de corriente directa. La resistencia interna de las fuentes de
voltaje y de Corriente.
3. Circuito Equivalente de las fuentes de voltaje y de corriente.
4. Diseñar un Circuito de dos mallas, compuesto por tres reóstatos con valores “diferentes” de
resistencia mayores o iguales a 50 Ω y menores o iguales a 100 Ω y dos fuentes de voltaje (A y
B), tomar la fuente “A” entre 40 y 60 V, y la fuente “B” igual a 35 V;. En la rama común a las
dos mallas, aplicando el Teorema de Superposición, calcular la corriente y el voltaje. (VER
MO TAJE 1)
5. Diseñar un Circuito de tres mallas compuesto por cuatro reóstatos y una fuente de voltaje
“A”; En la rama "ab", aplicando el Teorema de Thevenin, calcular el circuito equivalente.
(VER MO TAJE 2)
6. Diseñar un Circuito de una malla compuesto por una fuente con un voltaje a circuito abierto
“Vca” de 120 VCD “fijo”, una resistencia interna simulada “Ri” con un valor unico de 4, 5
o 6 kΩ, y una resistencia de carga “RC” variable desde 0 kΩ hasta los 10 kΩ.
Aplicando el Teorema de la Máxima Transferencia de Potencia, Calcular el valor de la
R carga “RC” en el cual se transmite la máxima potencia.
Calcular los diferentes valores de potencia en la medida que varie “RC”.
(VER MO TAJE 3)
IMPORTA TE: Todos los cálculos de los diseños anteriores deben estar contenidos dentro de
las “Actividades de Laboratorio” donde ello se indica, y las tablas con los “Valores Teóricos”
deben de estar debidamente llenas, antes de comenzar los montajes y las actividades propias del
Laboratorio.
PRECAUCIÓ : En el montaje del Teorema de Superposición, las fuentes de voltajes no
pueden quedar consumiendo corriente.
OTA: Se debe tomar en cuenta los parámetros limitantes tanto del reóstato, como de las
fuentes de voltaje para el diseño de los diferentes circuitos.
ACTIVIDADES DE LABORATORIO:
MO TAJE 1: Armar el circuito de dos mallas de la siguiente figura, compuesto por tres
reóstatos y dos fuentes de voltaje (VA y VB). En la rama común a las dos mallas medir la
corriente y el voltaje. Desconectar la fuente de voltaje "VA" y en su lugar hacer un cortocircuito y
medir en la rama común a las dos mallas la corriente y el voltaje.
A continuación quitar el corto y volver a conectar la fuente "VA". Seguidamente desconecte la
fuente de voltaje "VB" y en su lugar hacer un nuevo cortocircuito y medir en la rama común a
las dos mallas la corriente y el voltaje. Para verificar que las fuentes de voltajes no consuman
corriente, se deben colocar amperímetros a la salida de las fuentes y chequear que las agujas no
deflecten en sentido negativo.
OTA: REALIZAR LOS CÁLCULOS, PARA LUEGO PODER LLENAR LA TABLA CON
LOS VALORES TEÓRICOS.
Fuente A
Valores teóricos
Fuente B Ambas Fuentes
Valores Experimentales
Fuente A Fuente B
Ambas Fuentes
Corriente I 3
Voltaje
R3
MO TAJE 2: Armar el circuito de tres mallas de la siguiente figura, compuesto por tres reóstatos
y una fuente de voltaje. Retirando la resistencia de la rama "ab" medir el voltaje "ab" (voltaje
equivalente de Thevenin). Desconectando la fuente de voltaje y haciendo un
cortocircuito en su lugar, medir la resistencia equivalente del circuito (resistencia equivalente de
Thevenin).
Medir el voltaje a Circuito abierto o Voltaje de Thevenin en los terminales ab retirando la
resistencia RL
Medir la Resistencia de Thevenin eliminando el efecto de la fuente de Voltaje cortocircuitándola.
OTA: REALIZAR LOS CÁLCULOS, PARA LUEGO PODER LLENAR LA TABLA CON
LOS VALORES TEÓRICOS.
Valores teóricos
Valores Experimentales
Voltaje V Thv
Resistencia R Thv
MO TAJE 3: Armar el Circuito de una malla de la siguiente figura, compuesto por una fuente de
voltaje la cual se debe mantener fija durante todo el experimento, una resistencia interna simulada
“Ri” y una resistencia variable de carga “R Carga”. Haciendo variaciones de la resistencia de carga
“RC” desde 0 kΩ hasta 10 kΩ, valores estos que permitirán demostrar el
Teorema de la Máxima Transferencia de Potencia, medir en “R Carga” los diferentes valores de
corriente y voltaje.
Ri = ______
OTA: REALIZAR LOS CÁLCULOS, PARA LUEGO PODER LLENAR LA TABLA CON
LOS VALORES TEÓRICOS.
R carga
(KΩ)
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Valores Teóricos
Corriente I
P Rcarga
Voltaje VT
(V)
(mA)
(mW)
Valores Experimentales
Voltaje VT
Corriente I
P Rcarga
(V)
(mA)
(mW)
POST-LABORATORIO:
CÁLCULOS:
1. Hallar la diferencia de los valores de corriente y voltaje determinados experimentalmente
aplicando el Teorema de Superposición con los valores obtenidos teóricamente.
2. En MONTAJE 1 de Superposición, calcule la potencia disipada en la resistencia de la rama
común. Calcular la potencia usando la corriente suministrada por cada fuente y luego con
la corriente total, es decir la suma de las dos corrientes y comparar los resultados.
3. Hallar la diferencia de los valores de voltaje y de resistencia determinados
experimentalmente, aplicando el Teorema de Thevenin, con los valores obtenidos
teóricamente.
CUESTIONARIO:
1. Se puede aplicar el Teorema de Superposición para el cálculo de la potencia? Justifique
su respuesta.
2. En el caso del Teorema de Superposición si dos corrientes tienen sentido contrario .Cual
es la corriente resultante?
3. En la aplicación del Teorema de Thevenin. Porque se tiene que desconectar la fuente de
voltaje para medir la resistencia equivalente del circuito?
4. En la aplicación del Teorema de Thevenin para calcular la resistencia equivalente se ponen
en corto las fuentes de voltaje y en circuito abierto las fuentes de corrientes.
Porque no se hace al contrario?
5. Se puede aplicar el Teorema de Thevenin para el cálculo de la potencia? Justifique su
respuesta.
6. Para verificar experimentalmente el teorema de Máxima Transferencia de Potencia se
tienen que hacer un número considerable de mediciones de potencia. Por que se hace esa
cantidad considerable de mediciones?
7. Demuestre que la Máxima Transferencia de Potencia se logra cuando la resistencia de
carga “RC” es igual a la resistencia equivalente de Thevenin.
8. Cual es el valor de la resistencia de carga “RC” que produce la máxima eficiencia en la
transferencia de carga?
9. Cual es el valor de la resistencia equivalente de Thevenin “RThv” que produce la máxima
eficiencia en la transferencia de carga?
10. Cual es el valor de la resistencia de carga “RC” que produce la máxima caída de voltaje
en la carga?
11. Indique un caso práctico del Teorema de Máxima Transferencia de Potencia.