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Práctica 7 G03

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1007562842 – 1004719372 1

Informe Práctica N° 7 – Laboratorio de


Circuitos
Juan Sebastián Rojas C. - Geovanny García Moncada
Risaralda, Universidad Tecnológica de Pereira, Pereira, Colombia
Facultad de ingenierías, Programa Ingeniería Electrónica.
Prof. Diego González Ocampo
23 de abril de 2020
sebastian.rojas3@utp.edu.co – g.garcia1@utp.edu.co

con los cuales se busca comprobar los procedimientos


Resumen – El manejo de programas, relacionados con la realizados con anterioridad en el preinforme número 7.
simulación de circuitos electrónicos. Proteus permite realizar
los diagramas de las redes eléctricas, a su vez, permite medir II. DATOS OBTENIDOS
los valores de la corriente, el voltaje y la potencia de cada una Circuito 1 - teorema de superposición
de las resistencias de los circuitos. La aplicación de los
teoremas de superposición y máxima transferencia de potencia. Al aplicar el teorema de superposición y realizar la simulación
Están presentes los cálculos de reducción de los circuitos y los en el Circuito 1, con el programa de simulación de circuitos, se
valores de Corriente y Voltaje. obtuvieron los siguientes datos.
Índice de Términos – Resistencia, Programas, Simulación, El Circuito 1, presenta un toda de 3 resistencia, de valores
Circuito, Corriente, Voltaje, Montaje, teoremas de distintos, una fuente de voltaje de 12V y una fuente de corriente
superposición, teoremas de máxima transferencia de potencia. de 10mA como lo muestra la Figura 1.

Abstract - The management of programs related to the


simulation of electronic circuits. Proteus allows you to make
diagrams of electrical networks, in turn, it allows you to
measure the values of current, voltage and power of each of the
circuit resistances. The application of the superposition
theorems and maximum power transfer. Circuit derating
calculations and Current and Voltage values are present.
Figura 1. Circuito 1.
Index of Terms - Resistance, Programs, Simulation, Circuit,
Current, Voltage, Assembly, superposition theorems,
maximum power transfer theorems. Para hallar el valor de voltaje o corriente para cualquiera de
los elementos del circuito, se deben redibujar por aparte,
I. INTRODUCCIÓN teniendo en cuenta que en cada caso se debe pasar de una
fuente de voltaje a un cortocircuito y de una fuente de
corriente a un circuito abierto.
En el presente informe de laboratorio, se evidenciarán las
mediciones correspondientes a los valores de tensión, corriente
y potencia para los elementos de los circuitos lineales.

Se presentarán las simulaciones de los circuitos en programas


como Proteus, el cual permitirá la fácil obtención de valores
reales, como lo son la corriente, el voltaje y la potencia.

Los temas de mayor importancia en el presente informe son los


teoremas de superposición y máxima transferencia de potencia,
Figura 2. Circuito 1 con fuente de Corriente.
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𝑉820 = 6𝑉 + 4,07𝑉= 10,07V


Hallar corrientes - Divisor de corriente
Corrientes
(820Ω)
𝐼𝑏 = 10 𝑚𝐴 = 4,97 𝑚𝐴 𝐼680 = 7,27𝑚𝐴 + (−5,03𝑚𝐴)= 2,24mA
(1650Ω)

(830Ω) 𝐼150 = 7,27𝑚𝐴 + (−5,03𝑚𝐴)= 2,24mA


𝐼𝑎 = 10 𝑚𝐴 = −5,03 𝑚𝐴
(1650Ω)
𝐼820 = 7,27𝑚𝐴 + 4,97𝑚𝐴= 12,24mA
Posterior se debe calcular el valor de la tensión, aplicando la ley
de ohm y teniendo en cuenta las corrientes Ia e Ib.
Simulación Circuito en Proteus
𝑉680 = 680Ω ∗ (−5,03mA) = -3,42V
Al realizar el diseño y la simulación correcta del Circuito 1, en
Proteus, se obtuvieron los valores reales de corriente y voltaje,
𝑉150 = 150Ω ∗ (−5,03mA) = -0,75V
los cuales, fueron medidos a cada una de las resistencias. Así
como lo muestra la Figura 4.
𝑉820 = 820Ω ∗ (4,97mA) = 4,07V

Figura 3. Circuito 1 con fuente de Tensión.


Figura 4. Simulación Circuito 1 en Proteus.
Hallar voltajes - Divisor de tensión
Al obtener los valores reales de corriente y voltaje del Circuito
(820Ω) 1, se puede aplicar el teorema de superposición. Para aplicar el
𝑉680 = 12𝑣 = 4,97 𝑚𝐴 teorema que se mención o anteriormente se debe hacer el
(1650Ω)
montaje por separado como en la figura 2 y 3. Lo anterior se
(820Ω) evidencia en la Figura 5 y Figura 6.
𝑉150 = 12𝑣 = 4,97 𝑚𝐴
(1650Ω)

(820Ω)
𝑉820 = 12𝑣 = 4,97 𝑚𝐴
(1650Ω)

Posterior se debe calcular el valor de corriente total, aplicando


la ley de ohm y teniendo en cuenta el valor de la fuente y la
Resistencia total.
𝑉
I=
𝑅
12𝑉 Figura 5. Simulación Circuito 1 con fuente de Corriente.
I= = 7,27 𝑚𝐴
1650Ω
Después haber realizado los anteriores pasos se pueden calcular
los valores reales de tanto tensión como corriente para cada una
del as impedancias, pero en este caso teniendo en cuenta tanto
las fuentes de tensión como la de corriente.

Voltajes

𝑉680 = 4,9𝑉 + (−3,42𝑉)= 1,48V

𝑉150 = 1,1𝑉 + (−0,75𝑉)= 0,35V


Figura 5. Simulación Circuito 1 con fuente de Tensión.
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Después de haber realizado los montajes de manera


independiente para cada fuente, se pueden calcular los valores
finales o reales, para cada resistencia. Esto se hace a través de
una suma entre los valores obtenido con la fuente de tensión y
la fuente de corriente.
Figura 7. Circuito Rth.
Voltajes

𝑉680 = 4,95𝑉 + (−3,38𝑉)= 1,57V Para calcular el valor teórico, de la reducir total de las
resistencias (Rth) se rezalizó el siguiente calculo.
𝑉150 = 1,09𝑉 + (−0,75𝑉)= 0,34V
𝑅𝑡ℎ = (((10Ω||10Ω) + 15Ω)||100Ω) + 27Ω
𝑉820 = 5,96𝑉 + 4,12𝑉= 10,08V
= 43,66 Ω
Corrientes
Posterior a esto se debe hallar el valor de Vth, este por medio
𝐼680 = 7,27𝑚𝐴 + (−4,97𝑚𝐴)= 2,3mA de una reducción al circuito y con la aplicación del divisor de
voltaje sobre una resistencia que este en paralelo con RL. Así
𝐼150 = 7,27𝑚𝐴 + (−4,97𝑚𝐴)= 2,3mA como se pueden evidenciar en la figura 8.

𝐼820 = 7,27𝑚𝐴 + 5.03𝑚𝐴= 12,3mA

Circuito 2

Al aplicar el teorema de máxima transferencia de potencia y


realizar la simulación en el Circuito 2, con el programa de Figura 8. Circuito 2 con primer divisor de voltaje.
simulación de circuitos, se obtuvieron los siguientes datos.
9,2 Ω
𝑉9,2 = 12 𝑉 ∗ ( ) = 5,75 𝑉
El Circuito 2, presenta un toda de 6 resistencia, de valores 19,2 Ω
diferentes, de las cuales una es RL y una fuente de voltaje cuyo
valor es de 12 V, como lo muestra la Figura 6. Con base en lo anterior se puede hacer un segundo divisor de
voltaje dobre la resitenica de 100 Ω, que esta se encuentra en
paralelo con RL y tienen un mismo valor de voltaje. Así como
se evidencia en la figura 9.

Figura 6. Circuito 2.

Figura 9. Circuito 2 con segundo divisor de voltaje.


Para aplicar el teorema de máxima transferencia de potencia,
se requieren los valores de Voltaje y Resistencia de Thévenin. 100 Ω
𝑉100 = 5,75 𝑉 ∗ (115 Ω) = 5 𝑉 =Vth
Si se quiere calcular el valor de la resistencia de Thévenin, se
debe pasar la fuente de voltaje a un corto circuito y posterior a
esto, reducir desde el extremo contrario hacia el terminal a y el
terminal b. Así como se evidencia en la figura 7. Al aplicar la formula de Pmax se tien en cuenta que esta se da
solo si:

RL = Rth = 43,66 Ω

𝑉𝑡ℎ2
Pmax =
4𝑅𝐿
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circuitos en el programa electrónico Proteus, se pueden hacer


52 las siguientes conclusiones a mencionar.
Pmax = 4(43,66)
Después de haber aplicado el teorema de superposición en el
Pmax = 0,1431 W circuito 1, se puede concluir que el teorema se cumple y es
cierto tanto para los datos calculados teóricamente, como para
Simulación Circuito en Proteus los datos hallados con el simulador.

Al realizar el diseño y la simulación correcta del Circuito 2, en Aunque los datos reales y teóricos presentan diferencias, se
Proteus, se obtuvo el valor real de la potencia, esto con el fin de puede observar que son mínimas y que dependen
comprobar el teorema de máxima transferencia de potencia. principalmente de los decimales tomados al momento de hacer
los cálculos de manera teórica.
Se diseñaron 3 circuitos, uno con valor RL igual que Rth, uno
con valor superior y otro con valor inferior. Así como se El Circuito 2, presenta un toda de 6 resistencia, de valores
evidencia en las figuras 10, 11 y 12. diferentes, de las cuales una es RL y una fuente de voltaje cuyo
valor es de 12 V

Después de haber aplicado el teorema de máxima transferencia


de potencia en el circuito 2, se puede concluir que el teorema se
cumple y es cierto tanto para los datos calculados teóricamente,
como para los datos hallados con el simulador.

Al realizar los 3 montajes en Proteus (uno con valor RL igual


que Rth, uno con valor superior y otro con valor inferior), se
Figura 10. Circuito 2 con RL = Rth.
pudo comprobar lo mencionado en el teorema y así confirmar
con total seguridad que la máxima transferencia de potencia
solo se da cuando RL es igual a Rth.

Aunque los datos reales y teóricos presentan diferencias casi


nulas, se puede observar que son mínimas y que dependen
principalmente de los decimales tomados al momento de hacer
los cálculos de manera teórica.
(FP, 2017) (Wiki, 2020) (Nacional, 2016) (ELECTRICA, 2020)
Figura 11. Circuito 2 con RL = 143,66 Ω.
IV. REFERENCIAS

ELECTRICA, S. E. (10 de jun de 2020). MAXIMA


TRANSFERENCIA de POTENCIA en CIRCUITOS
ELECTRICOS:
https://www.youtube.com/watch?v=zJ9JxR8wqDs&a
b_channel=SECTORENERGIAELECTRICA
FP, E. (5 de nov de 2017). Youtube. Obtenido de Teorema de
Figura 10. Circuito 2 con RL = 20,66 Ω. superposición.:
https://www.youtube.com/watch?v=kpgTpjeAW2M
Despues de haber realizado la simulación se puede evidenciar &ab_channel=Electr%C3%B3nicaFP
como el teorema se cumple satisfactoriamente, pues la máxima https://www.youtube.com/watch?v=9s42iQMpPH0
Nacional, T. c. (5 de dic de 2016). Youtube. Obtenido de
transferencia de potencia solo se da cuando RL es igual a Rth
Teorema de máxima transferencia de potencia:
https://www.youtube.com/watch?v=uPcY8fedBdA&
ab_channel=Tutor%C3%ADasconIngenioUniversida
dNacional
III. CONCLUSIONES Wiki. (20 de ene de 2020). Teorema de superposición.
Obtenido de
Después de haber hecho la Práctica N°7 propuesta, haber https://es.wikipedia.org/wiki/Teorema_de_superposic
diseñado y realizado los cálculos respectivos, para hallar las i%C3%B3n#:~:text=Este%20teorema%20establece%
corrientes, voltajes y potencias de cada una de las resistencias, 20que%20el,restantes%20por%20un%20circuito%20
pertenecientes a los Circuitos 1 y 2 y haber simulado los abierto

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