informe n°07 unprg lab circ I

Teorema de Thevenin y Norton LABORATORIO DE CIRCUITOS ELECTRICOS I

17-7-2017

Escuela Académico Profesional de ingeniería mecánica y eléctrica Informe de Prácticas de Laboratorio |

UNIVERSIDAD NACIONAL PEDRO RUIZ GALLO FACULTAD DE INGENIERIA MECÁNICA Y ELECTRICA

TEMA: INFORME N°07: TEOREMA DE THEVENIN Y NORTON ASIGNATURA:

LABORATORIO DE CIRCUITOS ELECTRICOS I

DOCENTE:

LIC. EGBERTO SERAFIN GUTIERREZ ATOCHE

ALUMNO: LUJAN CRIOLLO EDER ROMER CICLO ACADEMICO: QUINTO CICLO


RESUMEN

Los teoremas de Thévenin y Norton son resultados muy útiles de la teoría de circuitos. El primer teorema establece que una fuente de tensión real puede ser modelada por una fuente de tensión ideal (sin resistencia interna) y una impedancia o resistencia en serie con ella. Similarmente, el teorema de Norton establece que cualquier fuente puede ser modelada por medio de una fuente de corriente y una impedancia en paralelo con ella .

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INFORME N°07: I. 

TEOREMA DE THEVENIN Y NORTON

OBJETIVOS ANALIZAR Y VERIFICAR EN FORMA EXPERIMENTAL EL TEOREMA DE THEVENIN Y NORTON

II.

MARCO TEÓRICO LEY DE OHM Ley de Ohm En el caso de medios conductores ideales, la ley de Ohm define como resistencias a los elementos pasivos de dos terminales que cumplen la relación entre intensidad y caída de potencial  = 

TEOREMA DE THÉVENIN El teorema puede usarse para desarrollar lo siguiente:  Analizar redes con fuentes que no están en serie o en paralelo.  Reducir el número de componentes requeridos para establecer las mismas características en las terminales de salida.  Investigar el efecto de cambiar un componente particular en el comportamiento de una red sin tener que analizarla toda después del cambio. El teorema de Thévenin estipula que: Cualquier red de cd de dos terminales puede ser reemplazada por un circuito equivalente compuesto sólo de una fuente de voltaje y un resistor en serie como se muestra en la figura

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Procedimiento del teorema de Thévenin Preliminares: 1. Quite la parte de la red donde se encuentra el circuito equivalente de Thévenin. Esto requiere que el resistor de carga RL se quite temporalmente de la red. 2. Marque las terminales de la red restante de dos terminales (la importancia de este paso será obvia a medida que prosigamos a través de algunas redes complejas). RTh: 3. Calcule RTh ajustando primero todas las fuentes en cero (las fuentes de voltaje se reemplazan con cortocircuitos y las fuentes de corriente con circuitos abiertos) y luego determinando la resistencia resultante entre las dos terminales marcadas (si se incluye la resistencia interna de las fuentes de voltaje y/o corriente en la red original, debe permanecer cuando las fuentes se ajustan a cero). ETh: 4. Calcule ETh regresando primero todas las fuentes a su posición original y determinando el voltaje de circuito abierto entre las terminales marcadas. (Este paso es invariablemente el que provoca más confusiones y errores. En todos los casos, tenga en cuenta que es el potencial de circuito abierto entre las dos terminales marcadas en el paso 2.). Conclusión: 5. Trace el circuito equivalente de Thévenin con la parte del circuito que previamente se quitó reemplazado entre las terminales del circuito equivalente. Este paso se indica por la colocación del resistor RL entre las terminales del circuito equivalente de Thévenin

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TEOREMA DE NORTON El teorema expresa lo siguiente: Cualquier red de cd bilateral lineal de dos terminales puede ser reemplazada por un circuito equivalente compuesto de una fuente de corriente y un resistor en paralelo. El análisis del teorema de Thevenin con respecto al circuito equivalente también puede aplicarse al circuito equivalente de Norton. A continuación se enumeran los pasos que conducen a los valores apropiados de IR y RN .

Procedimiento del teorema de Norton Preliminares: 1. Quite la parte de la red a través de la cual se encuentra el equivalente de Norton. 2. Marque las terminales de la red restante de dos terminales. RN: 3. Calcule RN ajustando primero a cero todas las fuentes (las fuentes de voltaje se reemplazan con cortocircuitos y las fuentes de corriente con circuitos abiertos) y luego determinando la resistencia resultante entre las dos terminales marcadas. (Si la resistencia interna de las fuentes de voltaje y/o corriente está incluida en la red original, debe permanecer cuando las fuentes se ajustan a cero.) Como RN _ RTh, el procedimiento y el valor obtenido con el método descrito para el teorema de Thévenin determinarán el valor apropiado de RN. IN: 4. Calcule IN regresando primero todas las fuentes a su posición original y luego determinando la corriente de cortocircuito entre las terminales marcadas. Es la misma corriente que mediría con un amperímetro colocado entre las terminales marcadas. Conclusión: 5. Trace el circuito equivalente de Norton con la parte del circuito previamente retirado reemplazado entre las terminales del circuito equivalente 4


III. EQUIPOS, INSTRUMENTOS Y MATERIALES 

DOS FUENTES DE ALIMENTACION DE C.C



UN MULTITESTER



RESISTORES DE CARBON, VARIOS



PROTOBOARD

Batería CC 9V

Cargador de celular CC 5V

Protoboard

Resistores de carbón

Multitester

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IV.PROCEDIMIENTO: 1. Armar el circuito de la fig.01, colocar resistores de carbón y anotar el valor según el código de colores, dar valores alas fuentes de CC.

Fig.01

2. Elegir cualquier resistor del circuito como R L

A

B

Circuito armado en Protoboard

3. Medir la corriente “IL” que pasa por RL y anótelo en la tabla 01 4. Suprimir el resistor de carga R L y medir “ETH” entre los bornes del resistor de carga, anótelo en la tabla 01. 5. Reemplazar las fuentes de alimentación con un cortocircuito y medir “RTH” con un Ohmímetro entre los bornes del resistor de carga R L , anótalos en la tabla 01

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Corto circuito en las fuentes de tensión para hallar R TH E1

E2

9V

5V

R1

R2

3.3K 3.3K

R3

R4

1K

1K

RL

IL

ETH

RTH

220Ω 4.5mA 4.2V 728Ω

Tabla N° 01

6. Armar el circuito de la fig.02, colocar resistores de carbón y anotar el valor según el código de colores ,dar valores a la fuente

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7. Ubicar el elemento de carga R L (cualquier resistor) y medir la corriente de carga I L que pasa por dicho resistor R L anótelo en la tabla 028. Cortocircuitar el resistor R L (sacar el resistor y colocar un cable entre los bornes Ay B) y medir IN anote dichos valores en la tabla 02. 9. Con el Ohmímetro medir la resistencia de Norton equivalente, anótelo en la tabla 02. 10. Cortar la energía al circuito y anotar en la tabla 02, los valores respectivamente, de las resistencias utilizadas, según código de colores.

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Cortocircuitamos las fuentes de tensión para hallar R N

E1

R1

R2

R3

9V

3.3K

1K

1K

R4

RL

IL

IN

RN

3.3K 220Ω 6.6mA 1.83mA 804Ω Tabla N° 02

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V. CUESTIONARIO: 1. Con los valores según el código de colores, aplique el teorema de Thevenin al circuito de la fig. 01 y calcule ITH , ETH y RTH ; anótelos en la tabla 03.

2. Hacer un diagrama del circuito Thevenin equivalente entre los bornes A y B.

3. Compare los valores calculados y los valores medidos (tabla 03) IL

ETH

RTH

VT

4.373mA

4.137V

726.02Ω

VE

4.5mA

4.2V

728Ω

EA

0.127mA

0.063V

1.98Ω

ER%

2.9%

1.52%

0.27%

IL

Tabla N° 03 DE COMPARACION

IN

RN

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4. Según el circuito de la fig.02 y los valores según el código de colores, calcule IL aplicando el teorema de Norton, calcule asimismo R N, IN (anótelos en la tabla 03).

5. Hacer el respectivo diagrama del circuito de Norton equivalente entre los bornes A y B de la fig.02.

6. Copare los resultados teóricos (calculados) y los valores experimentales en la tabla de comparación (tabla 03). IL

ETH

RTH

IL

IN

RN

VT

6.59mA

1.81mA

802.66Ω

VE

6.61mA

1.83mA

804Ω

EA

0.02mA

0.02mA

1.34Ω

ER%

0.30%

1.1%

0.17%

Tabla N° 03 DE COMPARACION

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7. Pase el circuito de la fig.01, equivalente de Thevenin a un circuito Norton equivalente.

8. Dado el siguiente circuito siguiente, aplique el teorema de Norton entre los bornes a y b utilizando un programa de simulación

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VI. BIBLIOGRAFIA

 Introducción a los circuitos eléctricos Boylestad 12ava edición  Fundamentos de circuitos electicos Zadiku 3era edición  Circuitos eléctricos de Joseph A. Edminister  http://www.docentes.unal.edu.co/jdbaenad/docs/ME/guion05-

TheveninNorton.pdf

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