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Sistemas y Circuitos
Práctica 3: Circuitos Resistivos
Curso Académico 08/09
1.
Circulab
Resolver circuitos con CIRCULAB es extremadamente rápido. Esta herramienta nos servirá para
calcular tanto la corriente, el voltaje y el balance de potencia para cada uno de los elementos que
componen un circuito resistivo como el equivalente de Thevenin y la resistencia equivalente desde
un par de terminales.
1.1.
Ejemplo
Supongamos que queremos resolver el siguiente circuito:
Paso 1: Identique, sobre el papel, todos los nodos del circuito (esenciales y no esenciales).
Siguiendo la nomenclatura de CIRCULAB, etiquete cada nodo una letra siguiendo un orden
alfabético: A, B, C,...
Tenga en cuenta que el orden de asignación es indiferente, si bien todos los voltajes van a
estar referidos con respecto al nodo A. Por esta razón tome este nodo como la referencia
(tierra) del circuito.
Paso 2: Numere, sobre el papel, los elementos que componen el circuito: 1,2,3,...
De nuevo tenga en cuenta que el orden de numeración es indiferente. Por comodidad siga
siempre el mismo sentido de asignación (sentido horario o antihorario, por ejemplo).
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Paso 3: Ejecute CIRCULAB; pulse en el botón Circuitos Resistivos.
Paso 4: A continuación aparecerá una nueva ventana en la que hay que fijar el número de
elementos de nuestro circuito (en este caso 7) y el número de nodos (5, para este ejemplo).
Pulse Definir Circuito.
Paso 5: Introducza el valor de los elementos en CIRCULAB de acuerdo con los siguientes
convenios:
1. De los dos nodos entre los que se conecta un elemento, se considera nodo origen al
primero alfabéticamente, es decir, si el elemento está entre los nodos A y B, el nodo
origen será el A, y el nodo destino serı́a B; si está entre los nodos C y E, el nodo origen
será el C, y el nodo destino el E.
2. Cuando se introduce el valor de un generador de tensión (ya sea dependiente o independiente) el signo − de la polaridad se asigna al nodo origen (es decir, al primero
alfabéticamente) y el signo + al nodo destino.
En el ejemplo, el valor asociado al generador de 20 V será + 20, mientras que el valor
asociado al generador de 35 V será − 35.
3. Cuando se introduce el valor de un generador de corriente (ya sea dependiente o independiente) la polaridad de la corriente apunta hacia el nodo origen.
En el ejemplo, el valor asociado al generador dependiente de corriente serı́a de −5 veces
el voltaje de control (V1 , en este caso, que es el voltaje del elemento 3, al que también
hay que aplicar el convenio de tensiones, definido antes).
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En el ejemplo, una vez introducidos todos los elementos, tenemos:
Una vez que se ha definido el circuito, se pueden realizar las siguientes operaciones:
Resolver Circuito
Guardar Circuito
Añadir Elemento
Eliminar Elemento
Equivalente de Thevenin
Resistencia Equivalente
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2.
Ejercicios Circulab
Ayudándose de CIRCULAB resuelva los siguientes ejercicios.
2.1.
Circuitos Resistivos Simples
Calcule la resistencia equivalente Rab para el circuito de la figura.
2.2.
Técnicas de análisis de circuitos
1. Use el método de corrientes de malla para calcular la potencia entregada al resistor de 2 Ω
en el circuito que se muestra a continuación.
2. ¿Qué porcentaje de la potencia total desarrollada en el circuito se entrega al resistor de 2 Ω?
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3.
Medidas de Circuitos Resistivos
El propósito de este apartado consiste en familiarizarse con el manejo de los instrumentos de medida de magnitudes eléctricas. Para ello utilizaremos el osciloscopio, cuyas funcionalidades básicas
se vieron en la Práctica 1.
En general, todo aparato de medida debe cumplir la condicion de que al colocarse en el circuito
no altere las condiciones de funcionamiento de este. La forma de efectuar una medida con el osciloscopio depende del tipo de medida, en nuestro caso nos centraremos en la utilización del dicho
equipo como voltı́metro.
El voltı́metro es el instrumento que se emplea para medir la diferencia de potencial (tensión) entre
dos puntos; por tanto, se colocara entre esos dos puntos, en paralelo con el resto del circuito, como
se ilustra en la figura. Según lo dicho en el parrafo anterior, un voltimetro ideal serı́a aquel que no
dejase pasar intensidad a traves de él, lo que equivale a decir que presentase una resistencia infinita
entre sus terminales (circuito abierto). En la realidad, la resistencia interna de un voltimetro es
finita, aunque de valor alto (del orden de 10 M Ω).
Figura 1: Voltı́metro ideal con resistencia interna infinita.
3.1.
Procedimiento General
1. Montaje y alimentación del circuito.
a) Realizar el montaje de los componentes sobre la placa de conexiones.
b) Conectar la fuente, apagada, a la placa de conexiones.
c) Encender la fuente para alimentar el circuito.
2. Medida de tensión
a) Encender el osciloscopio y conectar un cable BNC a la entrada del Channel 1.
b) Conectar los BNC entre los dos puntos donde se desea realizar la medida la medida.
Osciloscopio
A
B
Figura 2: Conexión del osciloscopio para medir la tensión de R2
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3.2.
Ejercicios
Realice el montaje de la siguiente figura y conteste a las siguientes preguntas:
1. Asumiendo que el circuito está alimentado con una señal sinusoidal V g = 2 Vp y f = 1 KHz,
V
¿cuál serı́a el valor de la resistencia R0 para que VR0 = 3g ?
2. Compruebe, con ayuda del polı́metro, qué valor real tiene la resistencia R0 cuando VR0 =
Vg
3 .
3. ¿Cuáles son los valores máximos y mı́nimos de VR0 que podemos obtener variando R0 ?¿Qué valores de R0 nos proporcionan dichos valores? Tenga en cuenta que la resistencia R0 es un
potenciómetro de 20 KΩ.
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