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Sistemas y Circuitos
Práctica 1: Resolución de Circuitos Resistivos
CIRCULAB
Curso Académico 06/07
1.
Introducción
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 Thèvenin y la resistencia equivalente desde
un par de terminales.
1.1.
Un ejemplo
Supongamos que queremos resolver el siguiente circuito:
7 ⋅ Iσ
2 ⋅ Iσ
5 ⋅ V1
Iσ
20V
V1
V2
16 Ω
35V
30Ω
⊙ Paso 1: Identifique, 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,. . .
7 ⋅ Iσ
2 ⋅ Iσ
C
B
5 ⋅ V1
D
E
Iσ
20V
V1
V2
16 Ω
35V
30Ω
A
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,. . .
7 ⋅ Iσ
1
V1
3
16 Ω
5 ⋅ V1
D
E
Iσ
4
2
20V
2 ⋅ Iσ
C
B
V2
30Ω
5
6
7
35V
A
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).
1
⊙ 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 será 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 20V será +20, mientras que el valor
asociado al generador de 35V 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).
2
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 Thèvenin
Resistencia Equivalente
3
2.
Ejercicios
Ayudándose de CIRCULAB resuelva los siguientes ejercicios.
2.1.
Elementos de circuitos
Para el circuito de la figura responda:
10 V
30 V
8A
1. ¿Es válida la interconexión de fuentes ideales en el circuito de la figura? Explique.
2. Identifique cuáles son las fuentes que están desarrollando potencia y cuáles están absorbiendo
potencia.
3. Verifique que la potencia total desarrollada en el circuito es igual a la potencia total absorbida.
4. Repita (1), (2) y (3) invirtiendo la polaridad de la fuente de 30 V.
2.2.
Circuitos resistivos simples
Calcule la resistencia equivalente Rab para el circuito de la figura.
3Ω
2.5Ω
6Ω
5Ω
a
20Ω
60Ω
75Ω
26Ω
3 .4 Ω
11 .25Ω
b
4
15Ω
10Ω
2.3.
Técnicas de análisis de circuitos (I)
1. Use el método de corrientes de malla para calcular la potencia entregada al resistor de 2Ω en
el circuito que se muestra a continuación.
2. ¿Qué porcentaje de la potencia total desarrollada en el circuito se entrega al resistor de 2Ω?
1.2 ⋅ V∆
2Ω
1Ω
V∆
15V
4Ω
3Ω
2.4.
10 V
25Ω
Técnicas de análisis de circuitos (II)
La resistencia variable (R0 ) en el circuito de la figura se ajusta para la transferencia de potencia
máxima a R0 .
50 ⋅ i φ
10 Ω
5Ω
20Ω
V∆
100 Ω
280 V
R0
400Ω
0.5125 ⋅ V∆
iφ
1. Calcule el valor de R0 .
2. Calcule la potencia máxima entregada a R0 .
3. ¿Cuánta potencia entrega la fuente de 280 V al circuito cuando R0 se ajusta al valor encontrado en (1)?
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