Laboratorio #3 VERIFICACIÓN EXPERIMENTAL DE MÉTODOS Y TEOREMAS DE CIRCUITOS

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1 Miguel illalobos O. Laboratorio #3 ERIFICACIÓN EXPERIMENTAL DE MÉTODOS Y TEOREMAS DE CIRCUITOS OBJETIOS: Aplicación y comprobación experimental del método de Mallas, de los teoremas de Superposición, Thevenin y Norton. MATERIALES 1 Caja de herramientas 1 Multímetro digital 1 Digital Lab 1 Potenciómetro 1 k Resistencias de: 100, 150, 180 DESARROLLO 1 ANALISIS DE MALLAS 1.1 Aplique el análisis de mallas al siguiente circuito y determine teóricamente el voltaje y la intensidad de corriente en cada resistor (registre sus resultados en la Tabla N 1 en la columna identificada como alor ). A = 6,5 B = 5 R1 = 150 R2 = 180 R3 = 100 Circuito Arme el circuito 1, mida los valores de voltaje y corriente en cada resistor. Registre sus mediciones en la Tabla N 1. ariable I1 I2 I Tabla N 1 alor alor 2 TEOREMA DE SUPERPOSICIÓN 2.1 Calcule teóricamente los voltajes en las resistencias usando el circuito 2. Anote sus resultados en la columna identificada como alor de la Tabla N Arme el circuito 2. Para esto, utilice el circuito 1 ya armado y reemplace la fuente B por un conductor. Mida el voltaje en cada resistencia y anote sus mediciones en la Tabla N 2. Dibuje la polaridad del voltaje en cada resistencia del circuito 2. Ingeniería en Automatización y Control Industrial 1

2 Miguel illalobos O. Circuito 2 ariable 1A 2A 3A Tabla N 2 alor alor 2.3 Calcule teóricamente los voltajes en las resistencias usando el circuito 3. Anote sus resultados en la columna identificada como alor de la Tabla N Arme el circuito 3. Para ello utilice el circuito 1 y reemplace la fuente de voltaje A por un conductor. Mida el voltaje en cada resistencia y anote sus mediciones en la Tabla 3. Dibuje la polaridad del voltaje en cada resistencia del circuito 3. Circuito 3 ariable 1B 2B 3B Tabla N 2 alor alor 2.5 Aplique superposición para obtener los voltajes 1, 2 y 3 (que son los voltajes en las resistencias R1, R2 y R3 respectivamente, del circuito 1). Para ello sume algebraicamente los voltajes obtenidos con las fuentes A y B actuando independientemente: Ingeniería en Automatización y Control Industrial 2

3 Miguel illalobos O. 2.6 Compare los valores de voltaje en cada resistencia, obtenidos mediante superposición, con los registrados en la Tabla N 1. Saque conclusiones de la comparación realizada. 2.7 Es viable el análisis por superposición de un circuito que contenga muchas fuentes? (por ejemplo diez). Justifique su respuesta. 2.8 Investigue en que tipo de circuitos el análisis por superposición resulta indispensable. 3 TEOREMA DE THEENIN 3.1 Dado el circuito 4, determine teóricamente el circuito equivalente Thevenin visto desde los terminales a y b. Dibuje el equivalente Thevenin y anote los valores del voltaje Thevenin (TH) y de la resistencia Thevenin (RTH) en los siguientes recuadros. 3.2 Arme el circuito 4 (que es el mismo circuito 1). Ajuste el valor de las fuentes conectadas al circuito. Luego apague las fuentes ya ajustadas. A = 6,5 B = 5 R1 = 150 R2 = 180 R3 = 100 Circuito Quite R3 del circuito para formar la ventana de Thevenin, como se muestra en la figura (circuito 5) 3.4 Energice las fuentes y verifique que mantengan el voltaje solicitado. 3.5 Mida el voltaje de Thevenin en la ventana. Para ello conecte el voltímetro como se indica en el circuito 6: Ingeniería en Automatización y Control Industrial 3

4 Miguel illalobos O. 3.6 Reemplace las fuentes de poder por conductores y mida en la ventana la resistencia de Thevenin con un óhmmetro como se muestra a continuación: 3.7 Tome la resistencia variable de 1 k y mueva el cursor del potenciómetro hasta que el valor entre los terminales 1 y 2 sea igual al valor de la resistencia de Thevenin medida en el punto Arme el circuito 8 usando como resistencia de Thevenin la resistencia variable ajustada en el punto anterior y para el voltaje de Thevenin regule la fuente al valor de tensión medido en el punto Mida el voltaje en R3: 3.10 Compare la medición del punto 3.9, con la medición anterior de 3 (realizadas para el método de mallas y superposición) Establezca las conclusiones de la comparación de mediciones realizadas Escriba un enunciado del teorema de Thevenin y explique para que sirve. Ingeniería en Automatización y Control Industrial 4

5 Miguel illalobos O. 4 TEOREMA DE NORTON 4.1 Determine teóricamente el circuito equivalente Norton del circuito 4. Dibuje el equivalente Norton y anote los valores de la corriente Norton (IN) y de la resistencia Norton (RN=RTH). 4.2 Arme nuevamente el circuito 5 y confirme que se cumple lo solicitado en el punto Mida la corriente de Norton en la ventana. Para ello conecte un amperímetro como se indica en el circuito Arme el circuito equivalente de Norton (Circuito 10), para ello emplee como resistencia de Norton el potenciómetro ajustado en el punto 3.7 y como fuente de Norton emplee una fuente de poder conectada en serie con un amperímetro y ajustada de manera tal que el amperímetro mida el valor de la corriente de Norton. 4.5 Mida voltaje en R Compare la medición anterior de 3 con las mediciones realizadas para: el método de mallas y los teoremas de superposición y Thevenin. 4.7 Escriba un enunciado del teorema de Norton y explique su utilidad. 4.8 Apoyado en sus resultados experimentales establezca una ecuación matemática que relacione: el voltaje Thevenin, la corriente Norton y la resistencia Thevenin. Ingeniería en Automatización y Control Industrial 5