informe final de laboratorio de circuitos electricos i n°5

7/28/2019 Informe Final de Laboratorio de Circuitos Electricos I N5

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INFORME FINAL N5 1

2013 TORPOCO LLACZA PIERO DANIEL

Teorema de Mxima Transferencia de Potencia


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INFORME FINAL N5 2


CUESTIONARIO:

1.-HACER UN DIAGRAMA DE UN CIRCUITO UTILIZADO Y EN UN CUADRO

APARTE, DAR LOS VALORES DE IL Y VL OBTENIDOS POR MEDICIN DIRECTA, YEL CORRESPONDIENTE VALOR DE RL DETERMINADO INDIRECTAMENTE.

Circuito Utilizado:

Tabla de valores de IL y VL con su respectivo RL medido indirectamente:

IL VL RL

0.3227 1.54 4.77223427

0.2936 2 6.8119891

0.2854 2.3 8.05886475

0.2765 2.87 10.3797468

0.434 5.573 12.8410138

0.2302 3.55 15.4213727

0.2824 4.08 14.4475921

0.2318 4.41 19.0250216

0.2054 4.93 24.0019474

0.1855 5.36 28.8948787

0.1723 5.76 33.4300638

0.1331 5.82 43.7265214

0.1279 6.09 47.6153245


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INFORME FINAL N5 3


2.-EN LA MISMA TABLA INDICAR EL VALOR DE LA POTENCIA PL QUE SE CONSUMEEN RL Y PF QUE ES LA QUE ENTREGA LA FUENTE EN CADA CASO DE LOSDETERMINADOS ANTERIORMENTE.

IL VL RL PL PF

0.3227 1.54 4.77223427 0.496958 2.07981441

0.2936 2 6.8119891 0.5872 1.89745459

0.2854 2.3 8.05886475 0.65642 1.89450803

0.2765 2.87 10.3797468 0.793555 1.9556292

0.2422 3.11 12.8406276 0.753242 1.64488677

0.2302 3.55 15.4213727 0.81721 1.62268901

0.2824 4.08 14.4475921 1.152192 2.36438835

0.2318 4.41 19.0250216 1.022238 1.83895285

0.2054 4.93 24.0019474 1.012622 1.65389723

0.1855 5.36 28.8948787 0.99428 1.5173158

0.1723 5.76 33.4300638 0.992448 1.44369481

0.1331 5.82 43.7265214 0.774642 1.04391927

0.1279 6.09 47.6153245 0.778911 1.02755883

3.-GRAFICARPL VS RL PARA DETERMINAR GRFICAMENTE EL VALOR DE RLCON EL QUE SE OBTIENE EL VALOR DE LA RESISTENCIA DE CARGA QUE ABSORBE LA

MXIMA POTENCIA.

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1.4

0 10 20 30 40 50

VL

RL


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INFORME FINAL N5 4


En el grfico anterior podemos observar que el valor de RL que absorbe la mxima potenciaes 14.4476 .

4.-CALCULAR EN CADA CASO EL VALOR DE LA EFICIENCIA N.

Tabla de Eficiencias:RL n

4.77223427 0.23894344

6.8119891 0.30946722

8.05886475 0.34648573

10.3797468 0.40577989

12.8406276 0.45792939

15.4213727 0.50361468

14.4475921 0.48731081

19.0250216 0.55588048

24.0019474 0.61226416

28.8948787 0.65528877

33.4300638 0.68743615

43.7265214 0.74205163

47.6153245 0.75802083

5.-GRAFICAR N VS.RL Y DETERMINAR EL VALOR DE N CORRESPONDIENTE ALVALOR DE RL QUE DA LA POTENCIA MXIMA.

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0 10 20 30 40 50

n

RL


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INFORME FINAL N5 5


El valor de n correspondiente al valor de RL que disipa la mxima potencia es 0.4873.

6.-COMPARAR EL VALOR DE RL OBTENIDO GRFICAMENTE, QUE DA LA MXIMAPOTENCIA, CON LA RESISTENCIA EQUIVALENTE DE THEVENIN.

La resistencia equivalente de Thevenin es 15.2 mientras que la resistencia que disipa la

mxima potencia que obtuvimos es 14.4476 .

El error porcentual es

. Esto nos muestra que son valores muy

cercanos y podemos decir que se cumple el Terorema de Mxima Transferencia de Potencia.

7.-OBSERVACIONES, CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES DE LA EXPERIENCIA

REALIZADA.Observaciones

- Se observ que existe una resistencia para la cual se disipa la mxima potencia en uncircuito equivalente de Thevenin.

- De una manera equivalente se observ que el valor de esta resistencia es igual a laresistencia equivalente de Thevenin.

- Tambin se observ que la eficiencia de la resistencia que disipa la mxima potencia esaproximadamente 50%.

Conclusiones

- Se comprob experimentalmente el Teorema de Mxima Transferencia de Potencia.- Los errores fueron producto de la variacin del voltaje de la fuente, ya que al variar el

valor de la carga tambin vara el valor del voltaje suministrado.- Los errores tambin se deben a la idealizacin de los instrumentos, ya que estos

instrumentos poseen cierta resistencia interna.

Recomendaciones

-Se recomienda cambiar los elementos que no hagan buen contacto, y los que seencuentren defectuosos, ya que estos pueden ocasionar errores en la medicin.

- Se recomienda calibrar correctamente el multmetro antes de realizar las mediciones,calibrarlo en un rango apropiado para evitar dificultades.

- Se recomienda verificar constantemente que el valor del voltaje suministrado semantiene constante, mediante el uso de un voltmetro y variando el potencimetropara ajustarlo correctamente.


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INFORME FINAL N5 6


8.-MENCIONAR3 APLICACIONES PRCTICAS DE LA EXPERIENCIA REALIZADACOMPLETAMENTE SUSTENTADAS.

Parmetros de dispersin

Los parmetros de dispersin o parmetros-S son propiedades usadas en ingeniera elctrica,ingeniera electrnica, e ingeniera de sistemas de comunicacin y se utilizan para describir elcomportamiento elctrico de redes elctricas lineales cuando se someten a varios estmulosde rgimen permanente por pequeas seales. Son miembros de una familia de parmetrossimilares usados en ingeniera electrnica, siendo otros ejemplos: Parmetros-Y,1Parmetros-Z,2 Parmetros-H, Parmetros-T3(tambin llamados Parmetros-ABCD4). Apesar de ser aplicables a cualquier frecuencia, los parmetros-S son usados principalmentepara redes que operan en radiofrecuencia (RF) y frecuencias de microondas, ya querepresentan parmetros que son de utilidad particular en RF. En general, para redes

prcticas, los parmetros-S cambian con la frecuencia a la que se miden, razn por la cualsta debe especificarse para cualquier medicin de parmetros-S, junto con la impedanciacaracterstica o la impedancia del sistema. Los parmetros-S se representan en una matriz ypor lo tanto obedecen las reglas del lgebra de matrices. Muchas propiedades elctricas tilesde las redes o de componentes pueden expresarse por medio de los parmetros-S, como porejemplo la ganancia, prdida por retorno, relacin de onda estacionaria de tensin (ROEV),coeficiente de reflexin y estabilidad de amplificacin. El trmino 'dispersin' (del ingls,scattering) es probablemente ms comn en ingeniera ptica que en ingeniera de RF, puesse refiere al efecto que se observa cuando una onda electromagntica plana incide sobre unaobstruccin o atraviesa medios dielctricos distintos. En el contexto de los parmetros-S,dipersin se refiere a la forma en que las corrientes y tensiones que se desplazan en unalnea de transmisin son afectadas cuando se encuentran con una discontinuidad debida porla introduccin de una red en una lnea de transmisin. Esto equivale a la ondaencontrndose con una impedancia diferente de la impedancia caracterstica de la lnea.

Matriz de parmetros-S genrica

Para la definicin de una red multi-puerto genrica, se asume que todos los puertos salvo elque se encuentra bajo consideracin o el par de puertos bajo consideracin tienen una cargaconectada a ellos idntica a la impedancia del sistema y que cada puerto tiene asignado unentero 'n' que vara de 1 a N, donde N es el nmero total de puertos. Para un puerto n, ladefinicin de parmetros-S asociados se realiza en funcin de 'ondas de potencia' incidente y

reflejada, y respectivamente. Ondas de potencia son versiones normalizadas de las

ondas viajeras de tensin incidente y reflejada correspondientes, y respectivamente,de acuerdo a la teora de lneas de transmisin. stas estn relacionadas con la impedancia

del sistema de la siguiente manera:
http://es.wikipedia.org/wiki/Ingenier%C3%ADa_el%C3%A9ctricahttp://es.wikipedia.org/wiki/Ingenier%C3%ADa_electr%C3%B3nicahttp://es.wikipedia.org/wiki/Comunicaci%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Redes_el%C3%A9ctricashttp://es.wikipedia.org/wiki/Linealhttp://es.wikipedia.org/wiki/Entradahttp://es.wikipedia.org/wiki/Admitanciahttp://es.wikipedia.org/wiki/Par%C3%A1metros_de_dispersi%C3%B3n#cite_note-1http://es.wikipedia.org/wiki/Par%C3%A1metros_de_dispersi%C3%B3n#cite_note-1http://es.wikipedia.org/wiki/Par%C3%A1metros_de_dispersi%C3%B3n#cite_note-1http://es.wikipedia.org/wiki/Impedanciahttp://es.wikipedia.org/wiki/Par%C3%A1metros_de_dispersi%C3%B3n#cite_note-2http://es.wikipedia.org/wiki/Par%C3%A1metros_de_dispersi%C3%B3n#cite_note-2http://es.wikipedia.org/wiki/Par%C3%A1metros_H%C3%ADbridoshttp://es.wikipedia.org/wiki/Par%C3%A1metros_de_Transmisi%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Par%C3%A1metros_de_Transmisi%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Par%C3%A1metros_de_Transmisi%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Par%C3%A1metros_de_Transmisi%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Par%C3%A1metros_de_Transmisi%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Par%C3%A1metros_de_Transmisi%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Frecuenciahttp://es.wikipedia.org/wiki/Radiofrecuenciahttp://es.wikipedia.org/wiki/Microondashttp://es.wikipedia.org/wiki/Impedancia_caracter%C3%ADsticahttp://es.wikipedia.org/wiki/Impedancia_caracter%C3%ADsticahttp://es.wikipedia.org/wiki/Impedancia_caracter%C3%ADsticahttp://es.wikipedia.org/wiki/Matriz_%28matem%C3%A1tica%29http://es.wikipedia.org/wiki/%C3%81lgebra_linealhttp://es.wikipedia.org/wiki/Ganancia_%28electr%C3%B3nica%29http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=P%C3%A9rdida_por_retorno&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Relaci%C3%B3n_de_onda_estacionaria_de_tensi%C3%B3n&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/wiki/Coeficiente_de_reflexi%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Amplificadorhttp://es.wikipedia.org/wiki/Ingenier%C3%ADa_%C3%B3pticahttp://es.wikipedia.org/wiki/Onda_electromagn%C3%A9ticahttp://es.wikipedia.org/wiki/Diel%C3%A9ctricohttp://es.wikipedia.org/wiki/Corriente_el%C3%A9ctricahttp://es.wikipedia.org/wiki/Diferencia_de_potencialhttp://es.wikipedia.org/wiki/L%C3%ADnea_de_transmisi%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Discontinuidadhttp://es.wikipedia.org/wiki/Impedanciahttp://es.wikipedia.org/wiki/L%C3%ADnea_de_transmisi%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/L%C3%ADnea_de_transmisi%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Impedanciahttp://es.wikipedia.org/wiki/Discontinuidadhttp://es.wikipedia.org/wiki/L%C3%ADnea_de_transmisi%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Diferencia_de_potencialhttp://es.wikipedia.org/wiki/Corriente_el%C3%A9ctricahttp://es.wikipedia.org/wiki/Diel%C3%A9ctricohttp://es.wikipedia.org/wiki/Onda_electromagn%C3%A9ticahttp://es.wikipedia.org/wiki/Ingenier%C3%ADa_%C3%B3pticahttp://es.wikipedia.org/wiki/Amplificadorhttp://es.wikipedia.org/wiki/Coeficiente_de_reflexi%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Relaci%C3%B3n_de_onda_estacionaria_de_tensi%C3%B3n&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=P%C3%A9rdida_por_retorno&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/wiki/Ganancia_%28electr%C3%B3nica%29http://es.wikipedia.org/wiki/%C3%81lgebra_linealhttp://es.wikipedia.org/wiki/Matriz_%28matem%C3%A1tica%29http://es.wikipedia.org/wiki/Impedancia_caracter%C3%ADsticahttp://es.wikipedia.org/wiki/Impedancia_caracter%C3%ADsticahttp://es.wikipedia.org/wiki/Impedancia_caracter%C3%ADsticahttp://es.wikipedia.org/wiki/Microondashttp://es.wikipedia.org/wiki/Radiofrecuenciahttp://es.wikipedia.org/wiki/Frecuenciahttp://es.wikipedia.org/wiki/Par%C3%A1metros_de_Transmisi%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Par%C3%A1metros_de_Transmisi%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Par%C3%A1metros_de_Transmisi%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Par%C3%A1metros_de_Transmisi%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Par%C3%A1metros_H%C3%ADbridoshttp://es.wikipedia.org/wiki/Par%C3%A1metros_de_dispersi%C3%B3n#cite_note-2http://es.wikipedia.org/wiki/Impedanciahttp://es.wikipedia.org/wiki/Par%C3%A1metros_de_dispersi%C3%B3n#cite_note-1http://es.wikipedia.org/wiki/Admitanciahttp://es.wikipedia.org/wiki/Entradahttp://es.wikipedia.org/wiki/Linealhttp://es.wikipedia.org/wiki/Redes_el%C3%A9ctricashttp://es.wikipedia.org/wiki/Comunicaci%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Ingenier%C3%ADa_electr%C3%B3nicahttp://es.wikipedia.org/wiki/Ingenier%C3%ADa_el%C3%A9ctrica


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INFORME FINAL N5 7


Y

Para todos los puertos de la red, las ondas de potencia reflejadas pueden definirse entrminos de la matriz de parmetros-S y las ondas de potencia incidentes a travs de lasiguiente ecuacin:

Los elementos de los parmetros-S se representan individualmente con la letra mayscula 'S'seguida de dos subndices enteros que indican la fila y la columna en ese orden de la posicindel parmetro-S en la matriz de parmetros-S.

La fase de un parmetro-S es la fase espaciala la frecuencia de prueba, y no la fase temporal(relacionada con el tiempo).

Redes de dos puertos

La matriz de parmetros-S para una red de dos puertos es probablemente la ms comn ysirve como base para armar matrices de rdenes superiores correspondientes a redes msgrandes. En este caso, la relacin entre las ondas de potencia reflejada e incidente y la matrizde parmetros-S est dada por:

Expandiendo las matrices en ecuaciones, se tiene:

Y

Cada ecuacin da la relacin entre las ondas de potencia reflejada e incidente en cada uno de

los puertos de la red, 1 y 2, en funcin de los parmetros-S individuales de la red, , ,

y . Si consideramos una onda de potencia incidente en el puerto 1 ( ) pueden

resultar ondas existentes tanto del puerto 1 mismo ( ) o del puerto 2 ( ). Sin embargo, si,de acuerdo a la definicin de parmetros-S, el puerto 2 est terminado en una carga idntica
http://es.wikipedia.org/wiki/Tiempohttp://es.wikipedia.org/wiki/Tiempo


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INFORME FINAL N5 8


a la impedancia del sistema ( ), entonces, debido al teorema de transferencia de potencia

mxima, ser absorbida totalmente haciendo igual a cero. Por lo tanto

Y

De forma similar, si el puerto 1 est terminado en la impedancia del sistema, entonces sehace cero, dando

Y

Cada parmetro-S de una red de dos puertos tiene las siguientes descripciones genricas:

es el coeficiente de reflexin de la tensin del puerto de entrada.

es la ganancia de la tensin en reversa.

es la ganancia de la tensin en directa.

es el coeficiente de reflexin de la tensin del puerto de salida.
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