Universidad Tecnológica Tecnológica de Panamá
Facultad de Ingeniería Eléctrica
Laboratorio Teoremas Teoremas de Thévenin y Norton Objetivos:
emost emostrar rar e!"eri e!"erimen mentalm talment entee la valide valide## del teorem teoremaa de Théve Thévenin nin y Norton "ara la reducción de circuitos$
Introducción Teórica:
El teorema de Thévenin y su dual% el teorema de Norton "ueden ser utili#ados "ara sim"li&icar el análisis de un circuito o de una sección de un circuito muy com"le'o% llevándolo a un sim"le circuito e(uivalente$
El teorema de Thévenin establece (ue cual(uier circuito conectado entre dos terminales% "uede ser reem"la#ado "or un circuito e(uivalente consistente en una &uente de volta'e% llamado volta'e Thévenin% en serie con una resistencia ) th *resistenciaa Théven Thévenin+$ in+$ El th *resistenci volta'e volta'e Théve Thévenin nin se obtien obtienee determ determina inando ndo el volta'e volta'e de circuit circuito o abierto abierto entre entre los termina terminales les del circui circuito to original original$$
La resistenc resistencia ia e(uivale e(uivalente nte de la red desde desde sus ,
terminales% con todas las &uentes desactivadas$
El Teorema de Norton es similar al Teorema de Thévenin% sólo (ue en este caso% el circuito e(uivalente consta de una &uente ideal de corriente% llamada corriente Norton% en "aralelo con una resistencia% ) n *resistencia de Norton+$ La corriente de Norton constituye la corriente de la red original% de estar estos en corto circuito% y la resistencia Norton se encuentra en &orma idéntica a la resistencia Thévenin$
-ircuitos I
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Laboratorio Teoremas de Thévenin y Norton Parte A:
1ateriales y E(ui"o2
Fuente de Poder -$$
1ultímetros igitales *,+
)esistores de 3 42 ) . 5.$6 7 Ω % ) , 5 ,$, 7 Ω % ) 8 5 ,$, 7 Ω % ) 9 5 8$8 7 Ω % ) 6 5 67 Ω $
Potenciómetro de 67 Ω$
Procedimiento2 .$ :nálisis del circuito original$ .$. :rme el circuito mostrado en la &igura .$
Figura .
.$, -onecte la &uente de "oder entre los terminales : ; :<% a'=stela a ,> ? -$$ .$8 Tome las lecturas de corriente y volta'e a través de la resistencia de carga ) . I 5 @@@@@@@@@@@@@@@@@@@m: *medido+ ?5 @@@@@@@@@@@@@@@@@ ? *medido+
.$9$ -oinciden las res"uestas obtenidas "or medición con los valores teóricos es"eradosA -alcule el B de error$
.$6 Proceda a desconectar la &uente de "oder$
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Laboratorio Teoremas de Thévenin y Norton ,$ 1edición de la )esistencia Thévenin$ ,$. -onecte los terminales :C :<
,$,$esconecte la resistencia de carga ) . entre los terminales DC D< conecte un multímetro como ohmiómetro% tal como se muestra en la &igura C,$ : 2.2 KΩ
1.5 KΩ
OHM
2.2 KΩ
: Figura , ,$8$ Tome la lectura de la resistencia de Thévenin$ ) th 5 @@@@@@@@@@@@@@@@@7$ 8$ 1edición de ?olta'e Thévenin$ 8$. Para determinar el volta'e Thévenin e!"erimentalmente debe "roceder a armar el circuito original% desconectando la resistencia de carga ) .% tal como se muestra en la &igura C8$
2.2 KΩ
1.5 KΩ
+
20 V -
2.2 KΩ
?+
Figura C8 8$, La lectura de voltímetro corres"onde al volta'e Thévenin$ ?th5 @@@@@@@@@@@@@@@?$
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Laboratorio Teoremas de Thévenin y Norton 8$8$ -oinciden los valores e(uivalentes Thévenin obtenidos e!"erimentalmente con los valores teóricos es"eradosA -alcule el B de error$ B de error*) th+ 5 @@@@@@@@@@@@@@@@@@@$ B de error *?th+ 5 @@@@@@@@@@@@@@@@@@$
9$Utili#ación del circuito e(uivalente Thévenin$ 9$.$ :rme el circuito mostrado en la &igura 9% utili#ando los valores e!"erimentales de ) th y ? th$ Para obtener la resistencia Thévenin% utilice un "otenciómetro como reóstato% de acuerdo a las instrucciones de su
A
) TH
+ -
?TH
R = 3.3 KΩ
V
L
instructor$ Figura C9$
9$,$ Tome las lecturas de la corriente y el volta'e en la resistencia de carga$ I 5 @@@@@@@@@@@@@@m: ?5@@@@@@@@@@@@@@@@?
En el circuito e(uivalente
9$8 -om"are los resultados del "unto 9$, con los obtenidos en el "unto .$8$ Gué conclusión "ude establecer de acuerdo a estos resultadosA$
9$9$ :ne!e todos los cálculos teóricos reali#ados$ -alcule además% la "otencia disi"ada "or la resistencia de carga ) .$
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Laboratorio Teoremas de Thévenin y Norton 9$6$ E!"li(ue las "osibles &uentes de error$
Investigación2 .$
Presente la demostración teórica del teorema de Thévenin% de acuerdo al "rinci"io de su"er"osición$
Parte B:
1ateriales y E(ui"o2 e utili#ará el e(ui"o listado en la sección C:$
Procedimiento2 e utili#ara el circuito original de la &igura C.$ .$eterminación de la corriente de Norton$ .$. :rme el circuito mostrado en la &igura 6$ :'uste el volta'e de la &uente a ,> ? -$$
Figura 6
.$, Tome la lectura del am"erímetro% (ue corres"onde a la corriente de Norton$ In5@@@@@@@@@@@@@@@@@@m: *e!"erimental+$
.$8 El valor de la resistencia Norton será el mismo (ue el de la resistencia Thévenin% obtenida en la "arte :2 ) n5 @@@@@@@@@@@@@@@@@7 Ω$
,$imulación del e(uivalente Norton$
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Laboratorio Teoremas de Thévenin y Norton ,$.$ Para simular el circuito e(uivalente Norton% se utili#ará el arreglo mostrado en la &igura C $ D A R = 5 KΩ s
Fuente de ?olta'e
I
N
R
R
N
?ariable
V
L
D Figura C La &uente de volta'e variable en serie con la resistencia ) s simulará una &uente de corriente ideal$ El valor de la corriente se controlará mediante el a'uste del volta'e de la &uente$ El am"erímetro servirá "ara vigilar (ue la corriente se mantenga constante$ ,$,$ :rme el circuito mostrado en la &igura C$ Utilice el "otenciómetro como reóstato "ara obtener el valor de la resistencia de Norton$ ,$8$ -onecte la ) . entre los terminales D ; D< $ -onecte un voltímetro de &orma (ue "ueda leer el volta'e en ) .$ ,$9 ?aríe el volta'e de la &uente lentamente hasta (ue la lectura del am"erímetro sea idéntica a la corriente Norton$ ,$6 Tome la lectura del volta'e a través de la resistencia de carga ) . ?.5 @@@@@@@@@@@@@@@@@@@ ?$ ,$ -alcule la corriente de carga I y la "otencia disi"ada "or ).$ I 5 @@@@@@@@@@@@@@@@@@@@m:$ P5 I,) @@@@@@@@@@@@@@@@@@@4$
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Laboratorio Teoremas de Thévenin y Norton ,$0$ -om"are sus resultados con los obtenidos "ara el circuito original$ on a"ro!imadamente igualesA Emita sus conclusiones$
,$J$ -om"are los resultados obtenidos con el E(uivalente Norton con los obtenidos con el E(uivalente Thévenin$ on iguales$ e e!istir di&erencia% e!"li(ue sus causas$
,$K$ e cum"le con la relación ? th 5 In ) thA E!"li(ue$
Investigación2 .$ emuestre el teorema de Norton% utili#ando el "rinci"io de su"er"osición$
Dibliogra&ía2 Linear -ircuits$ Part . % Time ;omain :nalysis cott )onald% :"rison 4esley Publishing -o$ .era Edición .K9$
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