Práctica 6 Lección 5 – La fuentes de tensión

Práctica 6

Lección 5 – La fuentes de tensión

SECCION - JUEVES 10-12

Jeffry S. Cruz 20171000534, Ricardo J. Salinas 20171001208, Borman E. Sánchez 20151902139,  

Kevin A. Velásquez 20171004522, Alessandro A. Aguilar 20171000212

Resumen- Hay muchos casos, en que se dispone de más de una fuente de voltaje para suministrar energía y cada una de estas fuentes de voltaje tiene una resistencia interna diferente (resistencia propia de cada fuente). Todo eso, alimentando una carga RL. El teorema de Millman nos muestra un método sencillo para obtener un circuito equivalente.

Este teorema permite calcular la tensión total en un circuito de 2 nodos, conociendo las admitancias y las fuentes de tensión de cada una de las ramas, en la práctica se utiliza la tarjeta de circuito impreso EB-102 para poder comprobar este principio.    

Palabras Clave – Admitancia, Fuente, Millman, Teorema, Voltaje.

I. INTRODUCCIÓN

En los circuitos resistivos, se transfiere potencia máxima a la carga cuando la resistencia de la carga es igual a la resistencia de Thévenin de la fuente, o resistencia interna. En este caso las potencias disipadas en la carga y en la fuente son iguales.

Las fuentes de tensión / voltaje, sean estas baterías, generadores, etc., no son ideales (perfectas). Una fuente de tensión real está compuesta de una fuente de tensión ideal en serie con una resistencia llamada resistencia interna.

Esta resistencia, no existe en la realidad de manera de que nosotros la podamos ver. Es una resistencia deducida por el comportamiento de las fuentes de tensión reales.

II. OBJETIVOS  

• Determinar con medición la resistencia interna de una fuente.
• Determinar la regulación de una fuente de tensión.
• Comparar las fuentes de tensión y evaluar su calidad utilizando la regulación como criterio.

III. MARCO TEÓRICO

Se puede demostrar que toda fuente de tensión, por supuesto incluyendo las fuentes de poder y las baterías, puede reemplazarse por una fuente ideal de tensión en serie con una resistencia pequeña.

Una fuente de tensión real se puede considerar como una fuente de tensión ideal, en serie con una resistencia Rg, a la que se denomina resistencia interna de la fuente (figura 2). En circuito abierto, la tensión entre los bornes A y B (VAB) es igual a Eg (VAB=Eg), pero si entre los mencionados bornes se conecta una carga, RL, la tensión pasa a ser--

V A B = E g ∗ R L /R L + R g

[pic 1]

Figura a) fuente de tensión y su equivalente

que como puede observarse depende de la carga conectada. En la práctica las cargas deberán ser mucho mayores que la resistencia interna de la fuente (al menos diez veces) para conseguir que el valor en sus bornes no difiera mucho del valor en circuito abierto.

La potencia que entrega o consume una fuente se determina multiplicando su fem o voltaje por la corriente que la atraviesa P = V I. Si esta corriente atraviesa a la fuente desde el terminal negativo hacia el positivo entonces diremos que la fuente entrega energía.

Si dicha corriente atraviesa a la fuente desde el terminal positivo hacia el negativo entonces la fuente consume energía.

Como ejemplos de fuentes de tensión real podemos enumerar los siguientes: 

1-. Batería

2-. Pila

3-. Fuente de alimentación

4-. Célula fotoeléctrica

Una fuente real no puede entregar toda la potencia a la carga que alimente debido a su resistencia interna. En la fuente real de tensión de la figura 3a), la potencia total entregada viene dada por:

[pic 2]

Parte de esta potencia se disipa en la resistencia interna Rg de la propia fuente, de manera que la potencia útil, Pu, generada, esto es, la carga entregada a la carga RL será;

[pic 3]

[pic 4]

Figura b) fuentes reales con carga, de tensión y su equivalente de intensidad

IV. MATERIALES Y EQUIPO

1. 1 computador Base PU-2000 (Figura 1.5)
2. 1 tablero maestro.
3. 1 tarjeta de circuito impreso EB-101
4. 1 VOM (Digital o Análogo)

[pic 5]

Figura 4.1

V. PROCEDIMIENTO

Nota: Ponga al PU-2000 en el mismo modo de funcionamiento y con el mismo índice de experimentos que tenia al finalizar la lección anterior.

1. Colocamos la targeta EB-102 en el PU-200 por las guias y las introducimos hasta el conector.
2. Encendimos el tablero maestro y ajustamos las fuentes.
3. Incrementamos el indice de experiment a 9.
4. Conectamos el cursor del potenciómetro con su terminal inferiror, como se indicó en la fig. (a)

[pic 6]

1. Pusimos PS-1 a 5V

1. Medimos la tensión y la corriente del potenciómetro dependiendo del giro (%) que este tenía (Tabla.1).

1. Calculamos la potencia de salida (Tabla.1)

Tabla 1: fuente de tensión con distintas cargas

1. Repetimos el paso 6 para la carga P1. Anote los resultados en la tabla 1.
2. En la figura 3 dibujamos el grafico de la tensión de salida (en el eje vertical) en función de la corriente de carga (en el eje horizontal) para la carga = (P1+R16) y para la carga =P1.

[pic 7]

VI. ANALISIS DE RESULTADOS

En base a los resultados obtenidos vemos que por medio de la ley de Ohm nuestros valores cambian con respecto al porcentaje de giro en nuestro ya que la resistencia de aumenta conforme aumenta el porcentaje de giro, como a través de la ley de Ohm tenemos una relación lineal entre la resistencia y el voltaje, pero vemos que es inversamente proporcional a la corriente.

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