LABORATORIO 6 THEVENIN - UNTECS CIRCUITOS ELECTRICOS II

TEOREMA DE THEVENIN EN REGIMEN ALTERNO SENOIDAL Y PUENTE DE MPEDANCIAS

INTEGRANTES:

CANCHARI LA ROSA, SAYUMI

ARROYO MENDOZA, JASMIN

PATRICIO AVILA, RUBEN

PROFESOR:

MENDOZA PANDURO, ANGEL

EXPERIMENTO Nº 6

TEOREMA DE THEVENIN EN REGIMEN ALTERNO SENOIDAL

Y PUENTE DE IMPEDANCIAS

OBJETIVO:

Analizar en forma experimental el Teorema propuesto y el puente de impedancias. El alumno obtendrá en forma práctica los valores del circuito equivalente thevenin, con lo cual se simplifica el análisis de circuitos complejos. Así mismo verificará en forma práctica la aplicación del puente de impedancia.

MATERIAL Y EQUIPO:

Osciloscopio

Generador de funciones

1 Multímetro digital

5 Resistencias: 1 K ,1.2 K, 2 K y 2 de 2.2 K

2 Potenciómetros de 10 K

2 Condensadores: 0.01 F, 0.047 F

1 Bobina: 3.9H

Protoboard.

Alicate

MARCO TEÓRICO:

Teorema de Thevenin

Cualquier circuito, por complejo que sea, visto desde dos terminales concretos, es equivalente a un generador ideal de tensión en serie con una resistencia, tales que:

La fuerza electromotriz del generador es igual a la diferencia de potencial que se mide en circuito abierto en dichos terminales

La resistencia es la que se "ve" HACIA el circuito desde los terminales en cuestión, cortocircuitando los generadores de tensión y dejando en circuito abierto los de corriente

Para aplicar el teorema de Thévenin, por ejemplo, en el caso de la Figura 6, elegimos los puntos X e Y y, suponemos que desconectamos todo lo que tenemos a la derecha de dichos puntos, (es decir, estamos suponiendo que las resistencias R3 y R4, las hemos desconectado físicamente del circuito original) y miramos atrás, hacia la izquierda.

En esta nueva situación calculamos la tensión entre estos dos puntos (X,Y) que llamaremos la tensión equivalente Thévenin Vth que coincide con la tensión en Bornes de la resistencia R2 y cuyo valor es :

El siguiente paso es, estando nosotros situados en los puntos indicados (X Y) mirar hacia la izquierda otra vez y calcular la resistencia que vemos, pero teniendo en cuenta que debemos suponer que los generadores de tensión son unos cortocircuitos y los generados de corriente son circuitos abiertos, en el caso de nuestro circuito original, sólo hay un generador de tensión que, para el cálculo que debemos hacer lo supondremos en cortocircuito y ¿ qué es lo que vemos ?

Pues si miráis la figura 6, lo que vemos es que, las resistencias R1 y R2 están en paralelo.

Por lo que la resistencia equivalente Thévenin, también llamada impedancia equivalente, Z th. vale:

El circuito estudiado a la izquierda de los puntos X, Y se reemplaza ahora por el circuito equivalente que hemos calculado y nos queda el circuito de la figura 7, donde ahora es mucho más fácil realizar los cálculos para obtener el valor Vo

Puente De Impedancias

Permite la medición de resistencias, capacidades e inductancias. Es posible incluso conocer hasta con qué tolerancia se fabricó el componente en medición. En general se compone de un “puente” en el cual se tiene que encontrar la condición de equilibrio para realizar la medición. El instrumento que detecta e indica la condición de equilibrio puede ser un voltímetro o cualquier otro instrumento apropiado. Este instrumento posee, además, un oscilador que genera la señal necesaria para la medición de inductancias y capacidades

PROCEDIMIENTO:

a. Arme el circuito de la figura 1:

Figura 1

b. Regule el generador para una señal senoidal de amplitud y frecuencia que se indica en la Figura 1.

c. Coloque en c-d la resistencia de 2 K como carga y medir la tensión en ella:

TENSIÓN THEVENIN

d. Mida la tensión de los puntos c-d a circuito abierto:

IMPEDANCIA THEVENIN

e. Retire el generador y conectarlo en los bornes c-d cortocircuitando los puntos

a-b, tal como se muestra en la fig. 2

Figura 2

f. Mida la tensión entre c y d, y de la resistencia de 2.2 K ubicada en serie para determinar la impedancia equivalente:

; I  = VR / R

PUENTE DE IMPEDANCIA

Figura 3

g. Coloque los potenciómetros en su valor medio aproximadamente y energice la red con el generador como en la primera parte, y mida la tensión en c-d.

h. Regule el potenciómetro R2 hasta conseguir que en el multímetro (en c-d) indique el mínimo de tensión. Anote los valores de la nueva tensión y de la resistencia R2.

Manteniendo R2 del paso anterior, regular el potenciómetro Rp hasta conseguir otro mínimo de Vcd, el cual debe seguir disminuyendo. Anote igualmente estos nuevos valores.

Tener mucho cuidado con la escala y con los movimientos bruscos que pueden elevar rápidamente el valor de V.

j. Siga el procedimiento regulando sucesivamente R2 y Rp en forma alternada hasta el punto más cercano al equilibrio del puente: idealmente Vcd = 0. Tome 3 muestras mínimas adicionales, anotando los valores respectivos.

Si es necesario colocar capacidades menores que Cp en paralelo y/o conectar resistencias en serie a los potenciómetros. Esto queda a criterio de los alumnos y es función de los elementos utilizados y sus tolerancias.

Pueden hacerse varios experimentos para medir otras capacidades.

Nota:

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