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UNIVERSIDAD CATOLICA DE SANTA MARIA FACULTAD DE CIENCIAS E INGENIERIAS FISICAS Y FORMALES PROGRAMA PROFESIONAL INGENIERIA MECANICA ELECTRICA Laboratorio Nº 7 de Circuitos Eléctricos
Alumnos: Málaga Paucar Paucar Kevin Delgado Delgado Jonathan .
Tema: Teorema de la Superposición Horario: Miércoles 10:00-12:00
………..
TEOREMA DE LA SUPERPOSICIÓN
I. OBJETIVO: Analizar y comprobar en forma experimental el Teorema de la Superposición, haciendo uso de dos fuentes alternativas.
II. MARCO TEORICO: Las Mediciones más precisas de la resistencia se obtienen con un circuito llamado puente de Wheatstone en honor al físico Charles Wheatstone. Este circuito consta de 3 resistencias conocidas y una resistencia desconocida conectadas entre sí en forma de diamante.
III. ELEMENTOS A UTILIZAR:
03 Multímetros digitales 03 reóstatos de 44 ohmios 01 batería de 12 V = E2 01 puente de diodos 01 autotransformador variable Conductores de conexión varios
IV. PROCEDIMIENTO : a) Proceda a armar el circuito adjunto (R1 = 25 Ω , R2 = 20 Ω , R3 = 35 Ω ), Regular el autotransformador hasta obtener una tensión en E1 = 20 voltios.
CASO A: Haciendo actuar solo la fuente E1 b) Cortocircuitar E2 manteniendo E1 en 20 voltios, luego medir la corriente encada resistencia, anotando el sentido en el cual circula. Resistencia
CorrienteExp
CorrienteTeor
R1 = 25 Ω
0.19
0.19
R2 = 20 Ω
0.24
0.24
R3 = 35 Ω
0.45
0.43
Sentido de I
CASO B: Haciendo actuar solo la fuente E2 c)
Cortocircuitar E1 manteniendo E2 en 9 voltios, luego medir la corriente encada resistencia, anotando el sentido en el cual circula.
UCSM ING. MECANICA
Página 2
Resistencia
CorrienteExp
CorrienteTeor
R1 = 25 Ω
0.21
0.24
R2 = 20 Ω
0.13
0.15
R3 = 35 Ω
0.07
0.09
Sentido de I
CASO C: Haciendo actuar las 2 fuentes en forma simultanea. d) Conectar ambas fuentes (E1= 20V y E2=12V). e) Haciendo uso del amperímetro medir la corriente que circula en R1, R2 y R3 respectivamente, anotar su sentido
f)
Resistencia
CorrienteExp
CorrienteTeor
R1 = 25 Ω
0.26
0.25
R2 = 20 Ω
0.38
0.36
R3 = 35 Ω
0.46
0.49
Sentido de I
Repetir el procedimiento anterior para un juego diferentes de resistencias y con la fuente E1 = 35 V.
CASO A: Haciendo actuar solo la fuente E1 Resistencia
CorrienteExp
CorrienteTeor
R1 = 10 Ω
0.60
0.55
R2 = 20 Ω
0.30
0.29
R3 = 30 Ω
0.91
0.89
Sentido de I
CASO B: Haciendo actuar solo la fuente E2 Resistencia
CorrienteExp
CorrienteTeor
R1 = 10 Ω
11.30
11.10
R2 = 20 Ω
0.18
0.06
R3 = 30 Ω
0.10
0.10
Sentido de I
CASO C: Haciendo actuar las 2 fuentes en forma simultanea. Resistencia
CorrienteExp
CorrienteTeor
R1 = 10 Ω
0.16
0.15
R2 = 20 Ω
0.56
0.59
R3 = 30 Ω
0.73
0.72
UCSM ING. MECANICA
Sentido de I
Página 3
V. CUESTIONARIO: 1. Hacer los diagramas de los circuitos utilizados y las mediciones efectuadas los tres casos (graficar los tres casos en forma independiente), indicando el valor y el sentido de las corrientes medidas en cada rama.
2.Con los valores de las resistencias resolver teóricamente el circuito dado (para los tres casos).
UCSM ING. MECANICA
Página 4
3. ¿En qué consiste el Teorema de la Superposición? Explique con detalle
El teorema de superposición sólo se puede utilizar en el caso de circuitos eléctricos lineales, en los cuales la amplitud de la corriente que los atraviesa es proporcional a la amplitud de la tensión a sus extremidades. El teorema de superposición ayuda a encontrar:
Valores de tensión, en una posición de un circuito, que tiene mas de una fuente de tensión. Valores de corriente, en un circuito con más de una fuente de tensión
Este teorema establece que el efecto que dos o más fuentes tienen sobre una impedancia es igual, a la suma de cada uno de los efectos de cada fuente tomados por separado, sustituyendo todas las fuentes de tensión restantes por un corto circuito, y todas las fuentes de corriente restantes por un circuito abierto.
4. ¿Cuál es el procedimiento para efectuar el teorema de la superposición a un circuito eléctrico?
El teorema dice que debemos reducir las fuentes de corriente por un circuito abierto y las fuentes de tensión por un cortocircuito, luego hacer actuar unas sola fuente a la vez y aplicar la segunda Ley de Kirchoff para hallar las corrientes en mallas. Luego de hallar las corrientes de mallas haciendo actuar una fuente a la vez, sumamos todas las corrientes, teniendo en cuenta el sentido de cada una. El resultado real serán las sumatorias de las corrientes.
5. En forma tabulada dar los errores absolutos y relativos entre valores teóricos y experimentales de las corrientes totales para cada rama del circuito (adjuntar un ejemplo de cálculo para un punto cualquiera) Caso A
Caso B
Caso C
Eabs Erelativo
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Página 5
VI. OBSERVACIONES Y CONCLUCIONES:
Es muy útil el teorema de superposición para simplificar el procedimiento teórico en un circuito.
Los errores pudieron haberse producido por no tener en cuenta la resistencia interna de los instrumentos.
Se pudo verificar la dirección de la corriente en cada caso.
El teorema de superposición nos ayuda a comprobar los valores prácticos hallados en el circuito
Este método no es el más utilizado pero en algunos casos es necesario debido a ciertas complejidades dificultades que tenga el circuito.
