UNIVERSIDAD NACIONALPEDRO RUIZ GALLO

FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA ELECTRICA

LABORATORIO DE ELECTRICIDAD Y MAQUINAS ELECTRICAS

CURSO

LABORATORIO DE CIRCUITOS ELCTRICOS I

CATEDRATICO

GUTIERREZ ATOCHE EGBERTO

PRACTICA DE LABORATORIO N 05

ANLISIS DE MALLA Y NODAL

DATOS PERSONALES

DAZ GUEVARA YORBIN GILBERTO

092045-G2011-II

I. OBJETIVOS: Dibujar circuitos elctricos resistivos en el computador Obtener mediante simulacin las medidas de los voltajes y corriente en cada elemento de circuito elctrico resistivo. Analizar en forma analtica los circuitos elctricos mediante el anlisis de mallas o del anlisis nodal.II. FUNDAMENTO TEORICO:Anlisis de circuitos por el mtodo de las mallas.El siguiente mtodo de formato es usado para abordar el anlisis de mallas.1. Asignar una corriente de malla a cada trayectoria cerrada independiente en el sentido de las manecillas del reloj (Figura 1).2. El nmero de ecuaciones necesarias es igual al nmero de trayectorias cerradas independientes escogidas. La columna 1 de cada ecuacin se forma sumando losvaloresde resistencia de los resistores por los que pasa la corriente de malla que interesa y multiplicando el resultado por esa corriente de malla.3. Debemos considerar los trminos mutuos, se restan siempre de la primera columna. Es posible tener ms de un trmino mutuo si la corriente de malla que interesa tiene un elemento en comn con ms de otra corriente de malla. Cada trmino es el producto del resistor mutuo y la otra corriente de malla que pasa por el mismo elemento.4. La columna situada a la derecha del signo igual es la suma algebraica de las fuentes de tensin por las que pasa la corriente de malla que interesa. Se asignan signos positivos a las fuentes de fuerza electromotriz que tienen una polaridad tal que la corriente de malla pase de la terminal negativa a la positiva. Se atribuye un signo negativo a los potenciales para los que la polaridad es inversa.5. Se resuelven las ecuaciones simultneas resultantes para las corrientes de malla deseadas.

Figura 1. Una red elctrica donde claramente se distinguen dos mallas. Ntese como las corrientes de malla se dibujan en el sentido de las agujas del reloj.

Anlisis de circuitos por el mtodo nodal.El siguiente mtodo de formato es usado para abordar el anlisis nodal1. Escoger un nodo de referencia y asignar un rtulo de voltaje con subndice a los (n 1) nodos restantes de la red (Figura 2).2. El nmero de ecuaciones necesarias para una solucin completa es igual al nmero de tensiones con subndice (N - 1). La columna 1 de cada ecuacin se forma sumando las conductancias ligadas al nodo deintersy multiplicando el resultado por esa tensin nodal con subndices.3. A continuacin, se deben considerar los trminos mutuos, se restan siempre de la primera columna. Es posible tener ms de un trmino mutuo si la tensin nodal de la corriente de inters tiene un elemento en comn con ms de otra tensin nodal. Cada trmino mutuo es el producto de la conductancia mutua y la otra tensin nodal enlazada a esa conductancia.4. La columna a la derecha del signo deigualdades la suma algebraica de las fuentes de corriente ligadas al nodo de inters. A una fuente de corriente se le asigna un signo positivo si proporciona corriente a un nodo, y un signo negativo si toma corriente del nodo.

Figura 2. Una red elctrica donde claramente se distinguen cuatro nodos. Ntese como uno de los nodos se tom como referencia, o sea, su potencial es cero.5. Resolver las ecuaciones simultneas resultantes para las tensiones nodales deseadas.multisimCmo Leer una Seal desde un Archivo de Texto en Multisim?En Multisim podemos encontrar el Generador de Seales, fuentes de AC, DC, etc., pero en ocasiones es necesario incluir en la simulacin una seal que tiene puntos de voltaje/corriente contra el tiempo. Por ejemplo:

Tiempo (s)Voltaje (V)

00

0.0010

0.0025

0.003-5

0.0041

La tabla anterior muestra la seal en una relacin voltaje contra tiempo, pero tambin podra ser voltaje contra corriente.Para poder modelar estas seales personalizadas en Multisim hacemos uso de las fuentes PWL(Piecewise Linear), lo cual se traduce enFuente Lineal a Segmentos. Estas fuentes se encuentran en la base de datos de Multisim en el GrupoSources, sealar fuentes de voltaje Y fuentes de seal de corriente.

Existen dos maneras de configurar los datos de la seal en esta fuente en Multisim:

1.Ingresar puntos de tiempo y voltaje (o corriente) directamente en una tabla en las propiedades de la fuente PWL.2.Crear un archivo de texto (con extensin .TXT) que tenga dos columnas: una para el tiempo y otra para el voltaje (o corriente).A continuacin describo ambas opciones.Comenzamos por colocar en el espacio de trabajo de Multisim la fuente PWL de voltaje:

Damos doble clic en la fuente PWL para abrir susPropiedadesy seleccionamos la pestaa Value. Despus damos clic en la opcinEnter data points in tablee ingresamos los valores en la tabla. Si queremos que los valores se repitan en el tiempo tambin damos un clic en la opcinRepeat data during simulation.

III. ESPECIFICACIONES DE EQUIPOS, INSTRUMENTOS Y MATERIALES: Un programa de simulacin de circuitos elctricos.

01 circuito elctrico resistivo.

IV. DATOS EXPERIMENTALES: NI(mA)V(V)R(K)

R137.3437.341k

R222.6611.330.5k

R39.3414.011.5k

R421.0731.611.5k

R57.7589.311.2k

R628.9228.921k

R713,31613.3161k

TABLA # 01 DE DATOS

N

1VTVEEAER%VTVEEAER%

2

3

4

5

6

TABLA # 02 DE COMPARACIONESV. PROCEDIMIENTO:1. Dibujar el siguiente circuito elctrico resistivo en el computador:

2. Dar cualquier valor a las fuentes de voltaje y de corriente, como tambin a los resistores del circuito

3. Indicar el sentido de las corrientes y la polaridad en los resistores.

4. Instalar en el programa de simulacin los instrumentos de medicin (voltmetro y ampermetro)

5. Medir virtualmente los voltajes y corrientes de cada elemento del circuito, y anotarlos en la tabla 01NI(mA)V(V)R(K)

R137.3437.341k

R222.6611.330.5k

R39.3414.011.5k

R421.0731.611.5k

R57.7589.311.2k

R628.9228.921k

R713,31613.3161k

TABLA # 01 DE DATOS

6. Capturar la imagen de la simulacin efectuada.

VI. CUESTIONARIO:1. Segn los resultados obtenidos del circuito utilizado, indique el sentido de la corriente y la polaridad de la tensin cada uno de las ramas de cada circuito.

2. Identifique los nodos existentes en el circuito de la figura 01. Compruebe la primera ley de kirchhoff en los nodos respectivos, con los datos obtenidos virtualmente.

3. Compruebe la segunda ley de kirchhoff en las mallas respectivas del circuito utilizado, con los datos obtenidos virtualmente.Comprobando la primera ley de Kirchhoff (Ley de Corriente de Kirchhoff).En el nodo 1:

En el nodo 2:

En el nodo 3:

En el nodo 4:

En el nodo 5:

En el nodo 6:

4. Analizar analticamente el circuito elctrico resistivo y calcule los valores de las corrientes y tensiones en cada elemento el circuito, aplicando el anlisis nodal.

5. Compare los resultados virtuales medidos con los calculados y comentar sus diferencias (tabla de comparacin # 02).N

1VTVEEAER%VTVEEAER%

2

3

4

5

6

6. Evaluar el siguiente circuito utilizando el mtodo de mallas

VII. CONCLUSIONES: Los programas de simulacin de circuitos elctricos es muy importante porque los resultados son exactos y ms rpido de calcular, no hay porque preocuparse si pongo mucha tensin voy a quemar algn instrumento o de poner en riesgo un corto o los instrumentos.

VIII. BIBLIOGRAFIA: Fundamentos de circuitos elctricos Matthew N.O. Sadiku Circuitos elctricos Joseph A. Edminister Anlisis de circuitos elctricos II - Lpez morales Anlisis de circuitos elctricos II Dario Biella

INDICAR EL SENTIDO DE LAS CORRIENTES Y LA POLARIDAD EN LOS RESISTORES.

SEGN LOS RESULTADOS OBTENIDOS DEL CIRCUITO UTILIZADO, INDIQUE EL SENTIDO DE LA CORRIENTE Y LA POLARIDAD DE LA TENSIN CADA UNO DE LAS RAMAS DE CADA CIRCUITO.

IDENTIFIQUE LOS NODOS EXISTENTES EN EL CIRCUITO DE LA FIGURA 01. COMPRUEBE LA PRIMERA LEY DE KIRCHHOFF EN LOS NODOS RESPECTIVOS, CON LOS DATOS OBTENIDOS VIRTUALMENTE.