ESCUELA DE CIENCIAS BSICAS TECNOLOGAS E INGENIERAS201418- Anlisis de Circuitos DCPrcticas y Laboratorios 2

GUA PRCTICA UNIDAD 2 2015-1PREPARACIN Y DESARROLLO

Toda prctica de laboratorio incluye adems de la realizacin de la misma, una preparacin previa y la elaboracin de un informe por cada prctica.

Es deber del docente tutor constatar que todos los estudiantes estn debidamente preparados para la realizacin de la prctica. Si el profesor detecta mediante quices, previos, o durante la realizacin de la prctica, que un estudiante no est suficientemente preparado puede suspender su realizacin y exigirle la repeticin de la prctica, con miras a que el proceso de enseanza aprendizaje se cumple eficazmente.

Es deber del estudiante dar adecuado y cuidadoso tratamiento a los aparatos y equipos y en caso de no conocer el manejo de ellos debe pedir las instrucciones pertinentes al docente tutor, antes de usarlo.

Todo estudiante debe poseer el kit bsico de elementos necesarios para la realizacin de cada una de las prcticas de laboratorio.

Toda prctica de laboratorio debe ser supervisada por el docente tutor.

INDICE PGINA

Actividad 7: Mxima Transferencia de Potencia 2 Actividad 8: Teorema de Redes (Thevenin y Norton) 4

Actividad 9: Teorema de superposicin 7ACTIVIDAD SIETETEORAMA DE MXIMA TRANSFERENCIA DE POTENCIA.

OBJETIVO:

Comprobar experimentalmente que: La mxima transferencia de potencia de una fuente de voltaje a su carga, se produce cuando la resistencia de la carga es igual a la resistencia interna de la fuente.

Determinar tericamente y experimentalmente valores de potencia en cada elemento de un circuito.

Establecer la relacin entre voltaje y potenciaMATERIALES Y EQUIPOS:

Fuente de voltaje regulada D.C.

Multmetro Anlogo y Digital.

Protoboard y alambres conectores.

Resistencia de 100 a 1 vatio.

Potencimetro de 1k.

Interruptor doble polo, doble tiro.

Led (1)

NORMA DE SEGURIDAD!

No utilice joyas como cadenas, anillos etc, cuando trabaje en el laboratorio o sitios donde se presenten campos magnticos ya que puede ser un material conductor de la corriente. Pueden sufrirse quemaduras muy graves si las joyas llegan a formar parte de la trayectoria de la corriente.FUNDAMENTO TERICO

El trabajo es igual a la fuerza aplicada para mover un objeto multiplicada por la distancia a la que el objeto se desplaza en la direccin de la fuerza. La potencia mide la rapidez con que se realiza ese trabajo. En trminos matemticos, a

potencia es igual al trabajo realizado dividido entre el intervalo de tiempo a lo largo del cual se efecta dicho trabajo.

El concepto de potencia no se aplica exclusivamente a situaciones en las que se desplazan objetos mecnicamente. Tambin resulta til, por ejemplo, en electricidad. Imaginemos un circuito elctrico con una resistencia. Hay que realizar una determinada cantidad de trabajo para mover las cargas elctricas a travs de la resistencia. Para moverlas ms rpidamente en otras palabras, para aumentar la corriente que fluye por la resistencia se necesita ms potencia. La potencia siempre se expresa en unidades de energa divididas entre unidades de tiempo. La unidad de potencia en el Sistema Internacional es el vatio, que equivale a la potencia necesaria para efectuar 1 julio de trabajo por segundo. Una unidad de potencia tradicional es el caballo de vapor (CV), que equivale aproximadamente a 746 vatios.

PROCEDIMIENTOFIGURA 7.1

NOTA: Sea cuidadoso, especialmente, en lo que concierne a la conexin del interruptor DPDT (doble polo-doble tiro). 1. Monte en el protoboard el circuito de la FIGURA 7.1.

2. Coloque el Multmetro en la posicin A-C. Empiece a variar el potencimetro, anote por lo menos tres valores de voltaje, y el valor del potencimetro en esos momentos.3. Realice los clculos tericos de cul sera la corriente que circula en cada caso en el circuito. Con cul valor en el potencimetro la corriente medida obtuvo el valor ms alto, con cul mnima?

4. En la posicin A-C, podemos afirmar que estamos midiendo corriente por qu?

5. Calcule la potencia en las resistencias para cada uno de los valores del potencimetro que usted elija.

6. Colquelo ahora en la posicin BD. Repita los puntos 3 , 4 y 5

7. Monte el en protoboard el siguiente circuito

8. Coloque el voltmetro en paralelo con diodo led, vare el potencimetro hasta que el led alcance el valor mximo de voltaje, calcule la potencia en ese instante en cada uno de los elementos del circuito.

9. Cuando el voltaje es mnimo en el led, calcule la potencia, en cada elemento.

PREGUNTAS COMPROBACN DE CONCEPTOS ACTIVIDAD 7

1. Qu quiere decir mxima transferencia de potencia?

2. Cul es la relacin existente entre voltaje, y potencia?

3. De qu manera influye el rango de tolerancia, en una resistencia, cuando nos referimos a la potencia en ella?

4. En una resistencia hablamos de potencia consumida o suministrada por qu? ACTIVIDAD OCHO:TEOREMA DE REDES (Thevenin y Norton)OBJETIVO:

Analizar el proceso experimental que se lleva a cabo cuando en un circuito por su complejidad, su solucin ms viable, exige la implementacin de alternativas ms elaboradas y especficas como el teorema de redes, comnmente llamado Teorema de Thevenin o Teorema de Norton

Determinar posibles uso prcticos de los teoremas de Norton y Thevenin.

Observar el comportamiento de un equivalente de Norton o Thevenin si cambiamos la polaridad de uno de los elementos presentes en el circuito.

MATERIALES Y EQUIPO:

Dos fuentes reguladas de voltaje o una fuente dual.

Multmetro anlogo y digital.

Protoboard y alambres conectores.

Resistencias varias ( entre 100 y 10K ).

Puntas para instrumentos (subalmacen).FUNDAMENTO TERICO

TEOREMA DE NORTON

Dentro de este teorema se manifiesta la idea de simplificacin de circuitos, es decir: todo circuito tiene un equivalente que se puede representar como una fuente de corriente y una resistencia en paralelo con dicha fuente.

TEOREMA DE THEVENIN:

Este teorema es relativamente parecido a los equivalentes de Norton, su nica diferencia radica en que su modelo se representa por: una fuente de voltaje en serie con una resistencia. Esta clase de circuitos es muy comn encontrarla, por ejemplo: un equipo de sonido, es la representacin de un equivalente de Thevenin, all encontramos una fuente de voltaje y una resistencia (bafles). Tericamente se puede convertir un equivalente de Thevenin a uno de Norton por tanto se puede obtener cualquiera de los dos y luego de una forma sencilla se halla su recproco.

En las siguientes pginas de Internet podr encontrar ms informacin:

http://ttt.upv.es/jquiles/prffi/redes/ayuda/hlpthevenin.htm

http://www.bricopage.com/leyes.html

PROCEDIMIENTO

1. Monte el circuito de la Figura 8.1 en un protoboard

2. Con la ayuda del Multmetro digital mida el voltaje presente entre A Y B, sin la resistencia RL

3. Ahora calcule el valor de la resistencia vista desde los terminales A, B.

FIGURA 8.1

Nota: En la teora se plantea la desconexin de las fuentes, haciendo un corto circuito entre el positivo y el negativo en cada una de ellas. En la experiencia prctica, esto no es posible porque se daaran. Lo correcto es desconectar la fuente y luego hacer el corto entre los terminales que ella ocupaba.

4. Despus de hallar tericamente la resistencia de Thevenin (la misma para Norton), coloque en el circuito la resistencia que ms se aproxime en su valor, luego mida el voltaje y corriente all.

5. Compare los valores tericos de voltaje y resistencia de Thevenin con los medidos. Saque conclusiones.6. Monte en un protoboard el circuito de la figura 8,2 y seleccione los valores de resistencias a su gusto. FIGURA 8,2

7. De forma terica halle la corriente de Norton y la resistencia.8. Luego conecte RL de acuerdo con el valor calculado. 9. Halle el voltaje, y la corriente all. Compare estos valores con los tericos. Si existe diferencia a qu se debe?, si es posible halle el porcentaje de error.PREGUNTAS COMPROBACN DE CONCEPTOS ACTIVIDAD OCHO

1. Explique los criterios y pasos para convertir un circuito equivalente de Thevenin a otro de Norton y viceversa. Qu nombre se le da a este nuevo teorema?

2. Para qu usamos el equivalente de Norton o de Thevenin?

3. Cambiara en algo el equivalente de Norton y Thevenin, si se invierte la polaridad de la fuente?ACTIVIDAD 9TEOREMA DE SUPERPOSICIN:Objetivo:

Determinar valores nominales de tensin y de corriente, en determinadas ubicaciones del circuito donde se tiene ms de una fuente de alimentacin.

Establecer que el efecto de dos o ms fuentes de voltaje sobre una resistencia es igual, a la suma de cada uno de los efectos de cada fuente tomados por separado, sustituyendo todas las fuentes de voltaje restantes por un corto circuito, y todas las fuentes de corriente restantes por un circuito abierto.Fundamento Terico:El teorema de superposicin slo se puede utilizar en el caso de circuitos elctricos lineales, es decir circuitos formados nicamente por componentes lineales (en los cuales la amplitud de la corriente que los atraviesa es proporcional a la amplitud del voltaje a sus extremidades).11Tomado de http://es.wikipedia.org/wiki/Teorema_de_superposici%C3%B3n

PROCEDIMIENTO

1. Monte el circuito de la Figura 9.1 en un protoboard

Figura 9.1

2. Con un ampermetro mida la corriente que circula por RL 3. Llevar a cero la fuente de voltaje V2. se utiliza una a la vez mientras se cortocircuita la otra (Principio de superposicin). Figura 9.2

Figura 9.2

4. Con un ampermetro mida la corriente que circula por RL y demuestre tericamente su valor5. Llevar a cero la fuente de voltaje V1. se utiliza una a la vez mientras se cortocircuita la otra (Principio de superposicin). Figura 9.3

Figura 9.3

6. Con un ampermetro mida la corriente que circula por RL y demuestre tericamente su valor.7. Demostrar que la sumatoria de las corrientes de RL punto 4 y 6 es igual a la corriente obtenida en el punto 2.