EXPERIENCIA # 03TEOREMA DE THEVENIN

1. OBJETIVOS :

Determinar analíticamente los valores de la tensión de Thevenin VTH y de la resistencia de Thevenin RTH , en un circuito de corriente continua en régimen permanente alimentado por una sola fuente de tensión

Comprobar experimentalmente los Valores de VTH y de RTH

2. EQUIPO A UTILIZAR :

Componentes de los circuitos: 01 Base de conexiones a presión, DIN A4. 01 Resistencia de 100 , 2 W, 5 %. 01 Resistencia de 150 , 2 W, 5 %. 01 Resistencia de 1 k, 2 W, 5 %. 01 Socket E-10 montado de un lado. 01 Lámpara incandescente de 3.8 V, 70 mA.

Instrumentos de medición y accesorios: 01 Amperímetro. 01 Voltímetro

Fuente de Alimentación: 01 Fuente de tensión estabilizada 0 a +/- 25 V.

Conectores y accesorios: 03 Cables de conexión, rojo, 50 cm. 03 Cables de conexión, negro, 50 cm. 01 Set de 10 puentes.

3. PROCEDIMIENTO :

UNIVERSIDAD NACIONAL JORGE BASADRE GROHMANNAREA ACADEMICA DE INGENIERÍA MECÁNICA

1. Medir los valores de las resistencias

2. Arme el circuito como se muestra en la figura 1, utilizando las resistencias R 1, R2

y R3. Asegúrese de que la polaridad de la fuente de voltaje sea la correcta y que el rango de medida haya sido correctamente seleccionado, empleando la fuente de tensión continua ajustada a 15 V.

3. Calcular los valores teóricos de VTH y de RTH a partir de los valores de resistencias y de tensión medidos. cuidadosamente, si todos los instrumentos de medición están correctamente conectados.

4. DETERMINACION EXPERIEMENTAL DEL EQUIVALENTE DE THEVENIN

Se procederá del modo siguiente

a. Tensión de Thevenin : Con el circuito de la figura montado medir la tensión entre los puntos a y b observando que la tensión de la fuente se mantenga en el valor original de 15 V es conveniente utilizar simultáneamente dos voltímetros uno en la fuente y otro en los terminales ay b.

b. Resistencia de Thevenin : Desconectar la fuente de tensión (desenchufar los cables de salida ) realizar un cortocircuito entre los puntos 1 y 1 y finalmente medir el valor de la resistencia equivalente entre los puntos a y b :El valor indicado será el de RTH

Anotar los valores obtenidos en la Tabla I

TABLA I COMPARACION DE LOS VALORES CALCULADOS Y MEDIDOSCALCULADA MEDIDA %

DESVIACION

RTH

VTH

5.- COMPROBACION EXPERIMENTAL DEL TEOREMA DE THEVENIN

Se trata de comprobar que el circuito de Thevenin se comporta igual que el circuito original cuando se conecta cualquier elemento o red entre los puntos a y b. Realizaremos la prueba conectando las mismas resistencias s entre los puntos a y b del circuito original por un lado y del circuito equivalente por otro.

5.1 Medidas de tensión e intensidad en el circuito original

a. Montar el circuito original.

b. Conectar de forma secuencial resistencias de carga (Rc) de valores nominales 47, 100 ,150 y 1000 Ω, entre los puntos ay b .Medir antes los valores exactos de las mismas

c. Medir los valores de tensión e intensidad en cada resistencia de carga Rc. Es importante que la fuente de tensión se mantenga en su valor original de 15 V ,por lo que será conveniente medir la tensión de bornes de la fuente antes de realizar las medidas en la resistencia de carga .La comprobación de la fuente hay que realizarla cada vez que se cambia de resistencia de carga (después de conectarla ).Anotar los valores V ,I de la resistencia Rc en la tabla II

5.2. Medidas de tensión e intensidad en el circuito equivalente de Thevenin

a. Desmontar el circuito anterior y montar ahora el circuito equivalente de Thevenin .Para ello ajustar un reóstato al valor RTH calculado en el apartado 3 .Medir con el ohmímetro(multimetro en función Ω)y ajustar el reóstato hasta el valor deseado.

b. Montar la red equivalente de Thevenin formado por la fuente de tensión en serie con el reóstato antes ajustado.

c. Con la fuente apagada y ajustada a cero, conectar la primera resistencia de carga RC

d.- Repetir las medidas de V e I para las otras dos resistencia s de carga ,.no olvidar ajustar la fuete al valor de VTH después de conectar cada resistencia de carga.

4. CUESTIONARIO :

4.1. Desarrolle el fundamento teórico.

Cualquier dipolo activo a-b compuesto de combinación de elementos activos y pasivos, pueden representarse con respecto a sus terminales, como un circuito serie formando por una fuente ideal de tensión Vo(t) y un elemento operativo Zs(p) entre terminales a-b.

La fuente de tensión Vo(t) es el voltaje entre los terminales a-b, del dipolo activo debido a las fuentes en su interior cuando esta conectado a sus terminales(voltaje a circuito abierto).Zs(p) es la impedancia de excitación de lados terminales a-b, del dipolo si todas las fuentes del interior de la red A se hace cero(fuentes de tensión se cortocircuito y fuentes de corrientes se ponen en circuito abierto).Si la red A tiene fuentes controladas, estas no pueden hacerse cero, y

Zo=VoIo

donde Io es la corriente que circula entre los terminales a-b cuando

estos cortocircuitos (corriente de corte circuito).

MEDIDA DEL FLUJO DE CORRIENTE A TRAVÉS DE UNA RESISTENCIA EN RELACIÓN AL VOLTAJE APLICADO PARA VARIOS VALORES DE RESISTENCIAS:

4.2. Trazar los valores medidos en la grafica corriente-voltaje de las tres diferentes resistencias. Tome una unidad del papel milimetrado para 1 V y para 0,01 A.

4.3. ¿Qué relación ha observado entre la corriente y el voltaje?

4.4. Determine los cocientes V/I para los valores medidos en la tabla 1 y coloque los resultados en la columna correspondiente.

4.5. Represente la relación entre corriente I, tensión V y resistencia eléctrica R en forma de una ecuación ¿Qué observación no debe faltar?

4.6. Tome de la grafica para la corriente de 50 mA, los valores correspondientes de la tensión para las resistencias de 100 y 150 , y calcule por medio de ellos R1 y R2.

CARACTERÍSTICAS DE UNA LÁMPARA INCANDESCENTE:

4.7. Calcule la resistencia para cada valor de voltaje y corriente y registre estos valores en la tabla 2.

4.8. Trazar la corriente como una función del voltaje aplicado en un grafico, con los valores de la tabla 2.

4.9. Trazar la resistencia como una función del voltaje aplicado en un grafico, con los valores de la tabla 2.

4.10. Dibuje la curva correcta de corriente para el caso de que se use una resistencia fija de 50 en lugar de una lámpara incandescente en el grafico obtenido en el punto 4.8.

5. OBSERVACIONES Y CONCLUSIONES :

Dar sus propias observaciones y conclusiones de la experiencia.

6. BIBLIOGRAFÍA

Dar la bibliografía empleada en el informe.