Facultad: Ingeniería Escuela: Ingeniería Eléctrica Asignatura: Sistemas Eléctricos Lineales II

Transcripción

1 Facultad: Ingeniería Escuela: Ingeniería Eléctrica Asignatura: Sistemas Eléctricos Lineales II Tema: Redes de Dos Puertos. Contenidos Red de dos puertos. Parámetros de admitancia. Parámetros de impedancia. Objetivo Específico Dada una red, determinar por medio de mediciones los parámetros de redes de dos puertos. Observar la utilidad de los parámetros de admitancia en la descripción y análisis del funcionamiento de diversos circuitos. Determinar por medio de las mediciones realizadas, las ecuaciones con los parámetros de admitancia. Material y Equipo Item Cantidad Descripción 1 1 Fuente de Vdc variable 2 X Resistencias de diferentes valores: 270Ω, 220Ω, 47Ω, 22 Ω, 15Ω, 10Ω (se pueden utilizar valores cercanos a los anteriores según disponibilidad) 3 1 Multímetro digital (o clámper amperímetrico) 4 1 Medidor RMS 5 X Cables de conexión de diversas medidas 6 1 Panel de ejercicios

2 Introducción Teórica Sistemas Eléctricos Lineales II Una red cualquiera que tenga dos pares de terminales, uno de ellos denominado terminales de entrada y el otro par terminales de salida, es una manera de representar elementos desconocidos en los sistemas electrónicos, sistemas de comunicación, sistemas de control automático, sistemas de distribución y transmisión u otros, en los que una señal eléctrica o Energía Eléctrica entra por las terminales de entrada de la red, ejecuta el trabajo que debe realizar y abandona ésta por las terminales de salida. El par de terminales de salida puede estar conectado con las terminales de entrada de alguna otra red. El par de terminales por las que entra o sale una señal de una red recibe el nombre de puerto y una red que sólo tenga un par de dichas terminales recibe el nombre de: RED de UN PUERTO o simplemente UN PUERTO. En la presente práctica se efectuaran las mediciones y cálculos con redes de dos puertos, en las cuales se determinarán sus parámetros de admitancia. Esto nos permite poder describir el funcionamiento de una red cualquiera mediante el uso de estos parámetros. Estos se pueden representar con las siguientes ecuaciones: I1 = Y11 V1 + Y12 V2 Ecuación 9.1 I2 = Y21 V1 + Y22 V2 Ecuación 9.2 Donde: Y11 = ( I1 / V1 ) V2 = 0 Ecuación 9.3 Y12 = ( I1 / V2 ) V1 = 0 Ecuación 9.4 Y21 = ( I2 / V1 ) V2 = 0 Ecuación 9.5 Y22 = ( I2 / V2 ) V1 = 0 Ecuación 9.6 Nota: vale la pena aclarar que en las fórmulas anteriores, el hecho de que V1 o V2 sean igual a cero voltios, prácticamente significa quitar la fuente de voltaje del circuito y colocar un cable en lugar de la misma ya que esto nos permite la condición en la práctica de que el voltaje sea igual a cero voltios. En ningún momento cortocircuite directamente la fuente de voltaje cuando se utilizan dispositivos reales. Procedimiento Parte I. Análisis de una Red de Dos Puertos. 1. Arme el circuito de la figura Usando una fuente de voltaje de Vdc variable, regule la salida de voltaje hasta obtener 24Vdc, los cuales corresponden al valor del voltaje en V1. Debido a que el análisis de las redes de dos puertos, lo hará usando el método de Superposición, la fuente V2 no estará conectada cuando esté activa V1. En lugar de la fuente colocará un cable para obtener V2=0.

3 3. Luego de sustituir la fuente V2 de 12Vdc por un cortocircuito, proceda a medir los valores siguientes: V1 = V I1 = A I2 = A 4. A continuación encuentre los parámetros de admitancia, tomando como red de dos puertos el circuito encerrado por las líneas punteadas. Nota: Utilice la Ecuación 9.3 y Ecuación 9.5, mostradas en la introducción de la guía, para el cálculo de dichos parámetros. Los valores encontrados fueron: Y11 = Y21 = 5. Sustituya la fuente V1 de 24Vdc por un cortocircuito y conecte V2=12Vdc, correspondiendo al valor del voltaje V2. Proceda a medir los valores siguientes: V2 = V I1 = A I2 = A 6. A continuación encuentre los parámetros de admitancia, tomando como red de dos puertos el circuito encerrado por las líneas punteadas. Nota: Utilizar la Ecuación 9.4 y Ecuación 9.6, mostradas en la introducción de la guía, para el cálculo de dichos parámetros. Los valores encontrados fueron: Y12 = Y22 = 7. Con el valor de V1 e I1, calcule el valor de V2 (Ecuación 9.1). Recuerde que I1 será la suma de las corrientes I1 generadas individualmente por las fuentes de Vdc, es decir, la suma algebraica de las corrientes I1 obtenidas en el Paso 3 y Paso 5. V2 = V 8. Con el valor de V2 e I2, calcule el valor de V1 (Ecuación 9.2). Recuerde que I2 será la suma de las corrientes I2 generadas individualmente por las fuentes de Vdc, es decir, la suma algebraica de las corrientes I2 obtenidas en el Paso 3 y Paso 5. V1 = V Nota: Cortocircuitar cualquiera de las fuentes se refiere a desconectarla del circuito y en lugar de ella colocar un cable de conexión. En ningún momento cortocircuite la fuente directamente, de lo contrario podría dañarla. Apague la fuente, desconecte y ordene su mesa de trabajo.

4 Discusión de resultados Resuelva, de manera teórica, el circuito estudiado durante Bibliografía Hayt, William. Kemmerly, Jack E. Análisis de circuitos en ingeniería. Sexta Edición. MCGRAW HILL. Alexander / Sadiku. Fundamentos de circuitos eléctricos. Skilling, Hugh. Circuitos en ingeniería eléctrica. Editorial CECSA 1987.

5 Guía 9. Redes de Dos Puertos. Alumnos: EVALUACION % /-10 Nota CONOCIMIENTO Conocimiento deficiente de los fundamentos teóricos durante la evaluación previa de la Conocimiento y explicación incompleta de los fundamentos teóricos Conocimiento completo y explicación clara de los fundamentos teóricos APLICACIÓN DEL CONOCI- MIENTO ACTITUD 10% mediciones, entre el 0% y 45% son satisfactorias en términos de exactitud y precisión esperadas. complementaria es insuficiente. No interpreta correctamente todos los resultados obtenidos durante la práctica, aún con apoyo del docente. Se ha tardado un tiempo mucho mayor al esperado para realizar mediciones, entre el 45% y 75% son satisfactorias en términos de exactitud y precisión esperadas. complementaria contiene menos elementos de lo solicitado. Interpreta correctamente, aunque con apoyo docente, los resultados que se obtienen durante la Se ha tardado un tiempo poco mayor al esperado para realizar mediciones, entre el 75% y 100% son satisfactorias en términos de exactitud y precisión esperadas. complementaria es suficiente. Interpreta correctamente los resultados obtenidos durante El tiempo de realización de la práctica es mejor que el esperado. TOTAL 10% 100% No tiene actitud proactiva para realizar las mediciones durante Su actitud es parcialmente proactiva para realizar las mediciones durante Muestra claramente una actitud proactiva para realizar las mediciones durante la