LABORATORIO N° 7 THEVENIN Y MAXIMA TRANFERENCIA DE POTENCIA

LABORATORIO N° 7

THEVENIN Y MAXIMA TRANFERENCIA DE POTENCIA

1. OBJETIVO

• Determinar en forma teórica las aplicaciones de Thevenin y Máxima Transferencia de Potencia.
• Determinar experimentalmente la condición necesaria para hallar la Máxima Transferencia de Potencia.
• Verificar el teorema de Thevenin y el teorema de Máxima Transferencia de Potencia.
• Analizar el comportamiento de un circuito DC mrdiante la aplicación del principio de la Máxima Transferencia de Potencia

1. MARCO TEÓRICO

Teorema de Thévenin

Establece que si una parte de un circuito eléctrico lineal está comprendida entre dos terminales A y B, esta parte en cuestión puede sustituirse por un circuito equivalente que esté constituido únicamente por un generador de tensión en serie con unaresistencia, de forma que al conectar un elemento entre los dos terminales A y B, la tensión que cae en él y la intensidad que lo atraviesa son las mismas tanto en el circuito real como en el equivalente.

[pic 1]

Cálculo de la tensión de Thévenin

Para calcular la tensión de Thévenin, Vth, se desconecta la carga (es decir, la resistencia de la carga) y se calcula VAB. Al desconectar la carga, la intensidad que atraviesa Rth en el circuito equivalente es nula y por tanto la tensión de Rthtambién es nula, por lo que ahora VAB = Vth por la segunda ley de Kirchhoff.

Debido a que la tensión de Thévenin se define como la tensión que aparece entre los terminales de la carga cuando se desconecta la resistencia de la carga también se puede denominar tensión en circuito abierto.

Para calcular la resistencia de Thévenin, se desconecta la resistencia de carga, se cortocircuitan las fuentes de tensión y se abren las fuentes de corriente. Se calcula la resistencia que se ve desde los terminales AB y esa resistencia RABes la resistencia de Thevenin buscada Rth = RAB.

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.

Podemos enunciar la ley que rige la Máxima Transferencia de Potencia a una carga en un circuito.La ley de máxima transferencia de potencia nos proporción a la relación entre la potencia de entrada y la potencia de salida, es decir entre el trabajo aplicado y el trabajo obtenido.

1. CÁLCULO TEÓRICO

• CIRCUITO A:

Utilizando las ecuaciones de corriente podemos hallar la intensidad que circula por la resistencia de 1KΩ.

[pic 2]

[pic 3]

I1 = 8.163mA

I2 = 8.859mA

• CIRCUITO B:

Empleando el teorema de THEVENIN podemos hallar el voltaje de thevenin y la resistencia de thevenin por ello obtuvimos lo siguiente.

[pic 4]

[pic 5]

[pic 6]

• CIRCUITO C:

Para obtener la mayor potencia tenia que ser el RL = Rth asi que:

[pic 7]

[pic 8]

• CIRCUITO D:

Hallamos el Vth y la Rth para poder determinar la potencia máxima de una manera mas corta:

[pic 9]

[pic 10]

[pic 11]

1. MATERIALES Y EQUIPOS

• Fuente de alimentación de 20V

[pic 12]

• Fuente de alimentación de 5v (puede ser USB)

[pic 13]

• Protoboard

[pic 14]

• Cablecillos y Resistencias de ½ watt indicadas en las figuras

[pic 15]

• Alicate de corte

[pic 16]

• Multitester

[pic 17]

• Programa PROTEUS

[pic 18]

1. PROCEDIMIENTO

1. Implemente el circuito de la figura y mida la corriente I que pasa por la resistencia de 1K.[pic 19]

Medimos el voltaje en la resistencia de 1KΩ y utilizando la fórmula de

   pudimos hallar la intensidad que circula por esa resistencia[pic 20]

[pic 21]

I = 8.1Ma

• IMÁGENES:

[pic 22]                  [pic 23][pic 24][pic 25]

[pic 26][pic 27]

• PROGRAMA PROTEUS:[pic 28]

[pic 29]

1. Simplifique el circuito de la figura del paso “a” con el teorema de THEVENIN y mida la corriente que pasa por la resistencia en análisis.

[pic 30]

[pic 31][pic 32]

I = 8mA

Después de analizar el Vth y el Rth , vemos que tenemos los voltajes y resistencia equivales al circuito total asi podremos dar una aproximación sin resolver el circuito tan complejo.

Vth = 24.92 por la suma de ambos voltajes, pero los otros dijeron que el Rth: 2KΩ puesto en las resistencias de 6.2KΩ y 3 KΩ no afectarían ya que no pasan corriente por dicha resistencia, por ello era le mejor.

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