Aporte Trabajo Colaborativo 2 Analisis De Circuitos

Enviado por • 18 de Noviembre de 2014 • 4.248 Palabras (17 Páginas) • 533 Visitas

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ANÁLISIS DE CIRCUITOS

TRABAJO COLABORATIVO NO. 2

GRUPO: 243003_7

INTEGRANTES: WILLIAM FABIÁN PULIDO - 1057465 394

WILFREDO VARGAS CELY – 1057599489

ÁLVARO FABIÁN MOGOLLÓN -

DIEGO FERNANDO TIBADUIZA -

FREDY DARÍO MONDRAGÓN -

TUTOR: JAIRO LUIS GUTIÉRREZ

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA UNAD

ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS TECNOLOGÍA E INGENIERÍA

CEAD – SOGAMOSO

INTRODUCCIÓN

En este trabajo podremos encontrar las diferentes definiciones que utilizamos en el curso de análisis de circuitos, incluyendo los diferentes teoremas q parten del estudio de estos mismos para hallar los diferentes valores que se requieren para el correcto funcionamiento de este tipo de circuitos y comprobándolos de forma virtual para verificar su correcto funcionamiento.

Los circuitos eléctricos dc se utilizan en una amplia gama de aplicaciones a nivel general, con el desarrollo de las nuevas tecnologías toda herramienta, maquina o electrodoméstico tiende a ocupar menos espacio y entregar mejores rendimientos, esto se logra integrando circuitos más pequeños los cuales se pudieron construir gracias a la corriente dc. Es por lo tanto indispensable para quienes estudiamos ingenierías que se relacionan con estas tecnologías entender y conocer todo lo referente a estos circuitos y su análisis respectivo.

Objetivos:

• Reconocer las características principales de análisis de circuitos por medio de mallas y nodos aplicando conceptos de superposición, Thevenin y Norton.

• Aplicar las leyes para análisis de circuitos, como lo son ohm, Kirchhoff.

• Manejar adecuadamente elementos reales para el montaje de circuitos en práctica real sobre protoboard.

• Dominar los conceptos de corriente, resistencia y voltaje, sus magnitudes y la relación que existe entre cada una de ellas.

• Reconocer las resistencias, su función, sus características, tipos y funcionamiento.

• Dominar algunos de los simuladores sugeridos en el módulo y guía del trabajo colaborativo como son proteus 8 y circuit wizard.

DEFINICIONES:

1) NODOS: un nodo es un punto de conexión entre dos o más elementos de un circuito.

2) SÚPER- NODO: Cuando hay una fuente de voltaje que ninguno de sus bornes está conectado al nodo de referencia, no se puede expresar la corriente que pasa a través de ésta en términos de voltaje, por lo tanto se utiliza la técnica del supernodo.

3) MALLAS: es cualquier trayectoria cerrada que se encuentre en un circuito.

4) SÚPER - MALLAS: Existe una supermalla cuando una fuente de corriente está entre dos mallas esenciales. Para tratar la supermalla, se trata el circuito como si la fuente de corriente no estuviera allí.

5) SUPERPOSICIÓN (TEOREMA DE LA SUPERPOSICIÓN): sólo se puede utilizar en el caso de circuitos eléctricos lineales, es decir circuitos formados únicamente por componentes lineales (en los cuales la amplitud de la corriente que los atraviesa es proporcional a la amplitud de voltaje a sus extremidades).

El teorema de superposición ayuda a encontrar:

• Valores de voltaje, en una posición de un circuito, que tiene más de una fuente de voltaje.

• Valores de corriente, en un circuito con más de una fuente de voltaje.

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 voltaje restantes por un corto circuito, y todas las fuentes de corriente restantes por un circuito abierto.

Por ejemplo, si el voltaje total de un circuito dependiese de dos fuentes de tensión:

6) TEOREMA DE NORTON: Cualquier red compuesta por resistores lineales, fuentes independientes y fuentes dependientes puede ser sustituida, en un par de nodos, por un circuito equivalente formado por una sola fuente de corriente y un resistor en paralelo.

La resistencia se calcula (igual que para el equivalente de Thevenin) anulando las fuentes independientes del circuito (pero no las dependientes) y reduciendo el circuito resultante a su resistencia equivalente vista desde el par de nodos considerados.

El valor de la fuente de corriente es igual a la corriente que circula en un cortocircuito que conecta los dos nodos.

7) TEOREMA DE THEVENIN: Cualquier red compuesta por resistores lineales, fuentes independientes y fuentes dependientes, puede ser sustituida en un par de nodos por un circuito equivalente formado por una sola fuente de voltaje y un resistor serie.

Por equivalente se entiende que su comportamiento ante cualquier red externa conectada a dicho par de nodos es el mismo al de la red original (igual comportamiento externo, aunque no interno).

La resistencia se calcula anulando las fuentes independientes del circuito (pero no las dependientes) y reduciendo el circuito resultante a su resistencia equivalente vista desde el par de nodos considerados. Anular las fuentes de voltaje equivale a cortocircuitarlas y anular las de corriente a sustituirlas por un circuito abierto.

El valor de la fuente de voltaje es el que aparece en el par de nodos en circuito abierto.

8) MAXIMA TRANSFERENCIA DE POTENCIA :El teorema de máxima transferencia de potencia establece que, dada una fuente, con una resistencia de fuente fijada de antemano, la resistencia de carga que maximiza la transferencia de potencia es aquella con un valor óhmico igual a la resistencia de fuente. También este ayuda a encontrar el teorema de Thevenin y Norton.

El teorema establece cómo escoger (para maximizar la transferencia de potencia) la resistencia de carga, una vez que la resistencia de fuente ha sido fijada, no lo contrario. No dice cómo escoger la resistencia de fuente, una vez que la resistencia de carga ha sido fijada. Dada una cierta resistencia de carga, la resistencia de fuente que maximiza la transferencia de potencia es siempre cero, independientemente del valor de la resistencia de carga.

DESARROLLO DEL TRABAJO:

1. hallamos la RT

RESISTENCIA TOTAL= 244Ω

CORRIENTE = V/R= 24/244=0.098 A

POTENCIA =V*I=24*0.098= 2,352W

Segunda parte

Análisis con la segunda fuente

RESISTENCIA TOTAL= 788Ω

CORRIENTE = V/R= 15/788=0.019 A

POTENCIA =V*I=15*0.019= 0.285W

RESISTENCIA TOTAL= 244Ω

CORRIENTE = V/R= 24/244=0.098 A

POTENCIA =V*I=24*0.098= 2,352W

Con estos datos procedemos a hallar los valores definitivos del circuito haciendo las sumas correspondientes

RESISTENCIA TOTAL= 788Ω+ 244Ω=1302 Ω

CORRIENTE = V/R= 15/788=0.019 A+0.098 A=0.117

POTENCIA =V*I=15*0.019= 0.285W+2,352W=2637

Caída de voltaje en circuito con Fuente de 24v

Numero de resistencia Caída de voltaje por cada resistencia

R1 9.81v

R2 14.2v

R3 14.2v

R4 1.53v

R5 1.53v

R6 11.4v

R7 12.7v

R8 0.97v

R9 1.16v

R10 0.08v

R11 0.34v

R12 0.34v

R13 0.05v

R14 0.14v

Caída de voltaje con fuente de 15v

Numero de resistencia Caída de voltaje por cada resistencia

R1 0.03v

R2 0.03v

R3 0.03 v

R4 0.13v

R5 0.13v

R6 1.47

R7 0.17v

R8 1.22

R9 9.29v

R10 6.88

R11 0.42v

R12 0.42v

R13 4.05v

R14 4.07v

Ampere (amperio): unidad de medición de la corriente eléctrica (A)

1 Amperio = 1 coulombio / seg.

1 Amperio = 1000 mA.

Amperímetro: instrumento de medición utilizado para medir la corriente que atraviesa un dispositivo. Este instrumento se coloca en serie con el dispositivo

Amplificador transistorizado: Circuito basado en el transistor con una ganancia de potencia mayor a 1.

Amplitud: Valor pico de una onda. En ondas simétricas es el valor de la mitad del valor pico-pico

Angulo de fase: Es la diferencia de fase entre dios ondas senoidales, usualmente debido a que en el circuito existen capacitores (condensadores) o inductores (bobinas)

Atenuación: El valor por el cual la potencia de una señal disminuye en un filtro o una red de 2 puertos. Usualmente se expresa en decibeles.

Bobinado: cada uno de los lados de un transformador, realizado con muchas espiras arrolladas sobre un núcleo magnético. Estos bobinados se llaman primario y secundario, respectivamente.

Campo magnético: Distribución de la energía magnética en el espacio, creada por un imán o un flujo de corriente.

Circuito paralelo: Circuito por donde el total de la corriente se divide por varias ramas y/o elementos. Circuito que tiene mas de un camino para la corriente

Circuito Serie: Circuito por donde circula la misma corriente por todos los elementos

circuito que tiene un único camino para la corriente

Corriente alterna: (CA) Corriente eléctrica que cambia su amplitud en forma periódica con el tiempo.

Corriente continua: Modo de suministro de energía eléctrica donde la polaridad de la tensión se mantiene constante. (caso contrario a la corriente alterna)

Circuito Delta: Circuito de 3 terminales en la cual las ramas están conectadas entre si formando un triángulo o delta

Circuito equivalente: Circuito donde todas las fuentes de alimentación están representadas por una sola fuente equivalente y las resistencias de carga están representadas por una sola resistencia equivalente.

Circuito Y: Circuito de 3 terminales que tienen uno de sus extremos conectados a un punto común formando una “Y”

Conductancia: (G) = conductancia = 1 / Resistencia. Tiene el valor inverso de la resistencia. Una resistencia de valor alto tiene una baja conductancia y viceversa. Su unidad de medición es el Siemens o Mho.

Corriente: Cantidad de carga que circula por un conductor por unidad de tiempo.

I = Q / t

Coulombio: unidad de medición de la carga eléctrica. 1 coulombio tiene una carga de: 6.28 x 1028 electrones.

Distorsión: Es la alteración de una forma de onda original en algún punto del circuito.

Divisor de tensión: Arreglo en serie de resistencias, en donde la tensión aplicada al conjunto es dividida entre las resistencias de manera proporcional a los valores de estas.

DMM: abreviatura común de Voltímetro digital

Equivalente de Thevenin: Circuito formado por una fuente de tensión en serie con una resistencia, que es equivalente a un circuito.

Fasor: Vector giratorio. Herramienta útil para el análisis de circuitos de corriente alterna

Ferromagnétitco: Material extremadamente sensible al campo electromagnético, cuyas moléculas se ubican de modo de contribuir con él y permanecen magnetizadas aún después de desaparecido el campo magnético.

Filtro: Circuito selectivo, que permite el paso de ciertas frecuencias, mientras bloquea las restantes

Forma de onda senoidal: una forma de onda de tensión (o corriente) con la siguiente expresión matemática: V = Vp sen (wt)

Frecuencia de resonancia: Frecuencia donde los efectos reactivos se cancelan y la impedancia o admitancia alcanzan su mayor valor.

Ganancia de corriente: Relación entre la corriente de salida y de entrada en un circuito amplificador

Histéresis: Fenómeno en el cual el comportamiento actual depende de la historia del sistema.

Impedancia: Oposición que representa un componente o componentes al paso de la corriente alterna.

Impedancia de entrada: Impedancia medida al observar un circuito entre sus terminales de entrada.

Inversor digital: circuito que invierte señales digitales, convirtiendo “0” en “1” y viceversa.

Kilohm: KW; mi1 Ohms, 1 KW = 1000 W

Ley de Ohm: Ley que afirma que en un conductor, el cociente entre la tensión (voltaje) y la intensidad (corriente) es una constante conocida con la resistencia

Lineal (sistema lineal): Sistema o circuito en que la salida crece o decrece proporcionalmente a la entrada.

Máxima transferencia de potencia: es una condición en la cual una resistencia de carga no puede obtener mas potencia de la fuente. Este caso se presenta cuando la resistencia de carga es igual a la resistencia interna de la fuente

Megaohms: 1 millon de Ohms = 1000 000 W

Multímetro: instrumento de múltiples propósitos, que se puede usar para medir resistencias, voltajes, corrientes, etc.

Ohm: Unidad de medición de la resistencia

eléctrica, representada por la letra griega

Óhmetro: instrumento que mide la resistencia. Este instrumento hace circular una corriente por la resistencia y mide el voltaje a través de ella obteniendo su valor.

Onda cuadrada: Onda de corriente alterna (C.A.) que alterna su valor entre dos valores extremos sin psar por los valores intermedios (l contrario de lo que sucede con la onda senoidal y triangular, etc.)

Onda triangular: Onda de corriente alterna (C.A.) en la que la variación de la amplitud en función del tiempo puede ser descrita mediante segmentos rectos, creándose la imagen de un triángulo de base horizantal

Osciloscopio: Instrumento utilizado para la medición de la amplitud y período de señales de corriente alterna. El osciloscopio muestra en la pantalla la forma de onda medida, su forma y su periodo

Polarización en directa: en el diodo es cuando el voltaje en el ánodo es superior al voltaje del cátodo.

Polarización en inversa: en el diodo es cuando el voltaje en el cátodo es superior al voltaje en el ánodo.

Potencia: La velocidad con la que se consume o suministra energía de un sistema.

Potencia = Energía / tiempo. La unidad de medición de la potencia es el Watt o Vatio (W)

Potenciómetro: Es un elemento de 3 terminales que funciona como 2 resistencias variables, pero la suma de ellas siempre permanece constante.

Push-Pull: Amplificador que usa dos transistores que se alternan en su activación. Los transistores se turnan en su activación . Cuando uno está en corte el otro esta en saturación y viceversa.

Reactancia: Oposición que presenta un dispositivo almacenador de energía (capacitor–condensador o inductor - bobina) al flujo de la corriente. Se mide en Ohms.

Relación de vueltas: Cociente entre el número de espiras entre el primario y el secundario de un transformador. Np / Ns = Vp / Vs.

Realimentación negativa: Es el uso de componentes pasivos con e propósito de mejorar la estabilidad y la respuesta en frecuencia de un sistema o circuito sin sacrificar, si es posible, la ganancia.

Rectificador: circuito que convierte la corriente Alterna (C.A.) en corriente continua (C.C.).

Regulación de tensión: Es la capacidad de mantener una tensión dada, aún con cambios en la carga.

Regulador de tensión: circuito diseñado para mantener una tensión constante, independientemente del valor de la carga.

Reóstato: Resistencia variable.

Resistencia: Es la medida de cuanto se opone un circuito al paso de la corriente eléctrica a través de el. Ver: Resistencia

Respuesta de frecuencia: característica de la ganancia con la variación de la frecuencia de un circuito.

Región activa en un transistor: region en que la juntura BE (base-emisor) está polarizada en directa y la región BC (base-colector) está polarizada en inversa

Reluctancia: Resistencia magnética. Es el cociente del flujo y la fuerza magnetomotriz

Resonancia: Situación donde las reactancias se eliminan entre si, y el circuito posee una mínima impedancia (en circuitos serie) o admitancia (en circuitos paralelo).

Resonancia paralelo: La suceptancia capacitiva e inductiva se cancelan y el valor de la admitancia resultante es igual a la conductancia del circuito.

Resonancia serie: La reactancia capacitiva e inductiva se cancelan y el valor de la impedancia resultante es igual a la resistencia del circuito.

Respuesta en frecuencia: La característica de transferencia de un circuito en función de la frecuencia

RMS: valor eficaz que un instrumento debería medir para una onda seno. Es calculado a partir de una onda rectificada. Si se miden señales que no son senoidales, el valor es erróneo.

Retentividad: Cantidad de magnetización que permanece en un material ferromagnético al quitarle el campo magnético

Superposición: es un principio que comparten todos los sistemas lineales, que afirma que la salida causada por varias entradas a la ves es la suma de las salidas de cada entrada por separado.

Tensión RMS: Valor de tensión en corriente continua que producirá la misma potencia disipada en una resistencia. Ver: Valores RMS, Valores Pico, Valores Promedio

Transformador: Un arreglo de 2 o mas bobinados diseñados para permitir que el campo magnético producido en uno de ellos genere una tensión (voltaje) en el otro

Vatio: (ver Watt)

Volt: Unidad de medición de la diferencia de potencial o tensión eléctrica.

Voltímetro: Instrumento de medición que mide la tensión (voltaje) en un componente. El instrumento se coloca en paralelo con el elemento a medir.

Watt: Medida de potencia. 1 Watt = 1 julio / segundo = 1 voltio x 1 amperio

CIRCUITO

ANALISIS DE VOLTAJE

Voltaje en cada resistencia en la simulación Voltaje en cada

resistencia en

teoría Porcentaje de error

R1 = 9.76

R2 =14.22

R3=14.22

R4=1.40

R5=1.40

R6=9.88

R7=12.82

R8=2.18

R9=8.13

R10=6.96

R11=760,48 mv

R12=760.48 mv

R13=4.10

R14=3.93

CORRIENTE QUE CIRCULA POR CADA RESISTENCIA

corriente en cada resistencia en la simulación Corriente en cada

resistencia en

teoría Porcentaje de error

R1 = 164.89mA

R2 =240.08mA

R3=240.08mA

R4=7.53mA

R5=7.53mA

R6=23.91mA

R7=55.18mA

R8=11.94mA

R9=23.84mA

R10=25.68mA

R11=10.53mA

R12=10.53mA

R13=17.87mA

R14=24.49mA

CONCLUSION:

Con el desarrollo de este trabajo hemos podido repasar los temas vistos en el módulo de análisis de circuitos, más aun hemos tenido que profundizar en los temas ya que la complejidad de estos así lo exige obteniendo un mejor nivel de aprendizaje en cada uno de los temas vistos.

GLOSARIO

Fuentes independientes: son todos aquellos elementos que son capaces de suministrar energía aun circuito por si solas

Tención: es la presión eléctrica que genera la fuente creando una fuerza electromotriz llamada voltaje

Fuentes dependientes: son todas aquellas que tienen igual valor de voltaje a otra fuente que se encuentra en el circuito

Divisor de tención: es el punto en el cual la tención toma los diferentes caminos asía cada resistencia de forma proporcional a la resistencia de cada una.