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Electrotecnia Industrial ( Ing. Industrial, Sistemas, Química, Mecánica) UNIVERSIDAD MAYOR DE SAN SIMON FACULTAD DE CIENCIAS Y TECNOLOGÍA LABORATORIO DE ELECTROTECNIA PRACTICA No 3 TÉCNICAS DE ANÁLISIS DE CIRCUITOS MÉTODO DE MALLAS TEOREMA DE THEVENIN I.- OBJETIVO. 1. verificar experimentalmente el método de mallas 2. Verificar Experimentalmente el Teorema de Thevenin II.- MATERIAL Y EQUIPO. 1. 2. 3. 4. Una fuente variable 0 – 250 Volts(CC y CA) Banco de resistencias. Multímetro. Conectores III.- RESUMEN TEORICO. El objetivo de la presente practica es el de comprobar los métodos para simplificar el análisis de circuitos mas complicados. Estos circuitos mas elaborados pueden representar sistemas de control, sistemas de comunicación, sistemas electrónicos, etc. 3.1,- TÉCNICA DE ANÁLISIS DE MALLAS. La técnica solo se usa en aquellas redes que son planas. Si es posible dibujar el diagrama de un circuito en una superficie plana de tal forma que ninguna rama quede por debajo o por arriba de ninguna otra se dice que el circuito es plano. Para resolver circuitos que no sean planos, se utiliza la técnica nodal. Una trayectoria cerrada, lazo cerrado o malla, se define a aquella trayectoria que comienza en un nodo y termina en ella sin pasar por los elementos dos veces durante su recorrido. Una corriente de malla es definida como la corriente que circula en una malla. Practica # 3 Técnicas de Análisis de Circuitos, Métodos de Mallas, Y Teorema de Thevenin 1 Electrotecnia Industrial ( Ing. Industrial, Sistemas, Química, Mecánica) El análisis de malla consiste en escribir las Leyes de Kirchhoff de Voltajes alrededor de cada malla en el circuito, utilizando como incógnita las corrientes de malla. Queda garantizado que el sistema resultante de ecuaciones es linealmente independiente y por consiguiente posee una solución única, que pueden resolverse por eliminación Gaussiana, la regla de Cramer, o la inversión de matrices. ( RPr opias ) * I Pr opia ( R Adyacentes ) * I Adyacenrte VPr opia METODO ABREVIADO + - I1 I2 + - Representación General del método de mallas 3.2.- EQUIVALENTES DE THEVENIN. El circuito de la figura No 2, es llamado la forma de Thevenin (teorema de Thevenin), una combinación en serie de una fuente de voltaje equivalente de thevenin y una resistencia equivalente de thevenin, que representa el mismo comportamiento que el circuito inicial, es decir que la relación corriente-voltaje en la carga se conserve sin cambio. Se utiliza en aplicaciones donde se requieran conocer solamente parámetros de componentes definidos dentro un circuito. + - + - Rth RL + - + - Vth RL + - Representación General del equivalente de Thevenin Para encontrar los valores del equivalente de thevenin se deben seguir los pasos siguientes: Se calcula el voltaje en los terminales del circuito que se desea simplificar. Se encuentra la resistencia en los mismos terminales, anulando las fuentes de voltaje y de corriente (con el criterio de que las fuentes de voltaje se cambian por un cortocircuito y las fuentes de corriente se dejan abiertos como circuitos abiertos) Practica # 3 Técnicas de Análisis de Circuitos, Métodos de Mallas, Y Teorema de Thevenin 2 Electrotecnia Industrial ( Ing. Industrial, Sistemas, Química, Mecánica) IV.- PROCEDIMIENTO. R + - 50 Vcc I1 R R I2 R R CIRCUITO No 1 1. Conectar el circuito No 1, y realizar las mediciones de las corrientes de malla, utilizando un amperímetro; el valor de las resistencias R1 y R2. 2. Anotar los valores en la Tabla No1, compruebe con las mediciones las ecuaciones que rigen para este circuito. TABLA No 1 Valores Medidos R1 () R2 () R3 () I1 (A) I2 (A) V1 (V) V2 (V) Valores Calculados V1cal V2cal (V) (V) 3. Para realizar la comprobación del método de mallas deberá encontrar el sistema de ecuaciones , para el circuito, de ahí se comprobara los valores de V1 y V2 por malla. TEOREMA DE THEVENIN 4. Conectar el circuito No 2. 5. Tomar en cuenta el nivel de tensión y el cuidado sobre los instrumentos. 6. Realizar las mediciones de corriente y voltaje en la resistencia de carga. Anotar los valores en la Tabla No2. 7. Obtener el equivalente de Thevenin, en los puntos a y b del circuito No2, mediante calculo y mediciones. Practica # 3 Técnicas de Análisis de Circuitos, Métodos de Mallas, Y Teorema de Thevenin 3 Electrotecnia Industrial ( Ing. Industrial, Sistemas, Química, Mecánica) 8. Anotar los valores equivalentes en la Tabla No 2. R A R a R + - V R 100 Vcc R R R b CIRCUITO No 2 TABLA No 2 VALORES CALCULADOS VALORES MEDIDOS RL () VL (V) IL (A) Rth () VALORES MEDIDOS Vth (V) Vth (V) Rth () VL (V) IL (A) 9. Reemplazar el circuito equivalente en los puntos a y b, por una resistencia variable de acuerdo al valor encontrado, regular la fuente al valor equivalente de Thevenin. De acuerdo al circuito No 3. A Rth + - a V Vth R b CIRCUITO No 3 Practica # 3 Técnicas de Análisis de Circuitos, Métodos de Mallas, Y Teorema de Thevenin 4 Electrotecnia Industrial ( Ing. Industrial, Sistemas, Química, Mecánica) V.- CUESTIONARIO. 1. Para el circuito mostrado encuentre el equivalente de thevenin, y explique porque los valores de Vth y Rth para la carga Rl. a + R R R R RL b 2. Explique cuantas corrientes de malla pueden ser definidas en este circuito?. R + - 3. Vcc R R R Compruebe otras alternativas. 4. Como se define una corriente de malla? BIBLIOGRAFÍA: Análisis Básico de Circuitos en ingeniería.................. J. David Irwin Análisis Básico de circuitos eléctricos......................... David E. Johnson John L. Hilburn Johnny R. Johnson Peter D. Scott Circuitos Electricos ...................................................... James W. Nilson Susan A. Riedel Practica # 3 Técnicas de Análisis de Circuitos, Métodos de Mallas, Y Teorema de Thevenin 5