Teoria De Circuitos

Análisis comparativo de la solución analítica, simulada, y, experimental de un circuito resistivo

Jandry Banegas#1, Lenin Herrera#1, Hever Pachar#1, Mauricio Sarango#1, Anderson Celdo#1, Jorge L. Jaramillo#2

#1Profesional en formación, EET, Universidad Técnica Particular de Loja

#2Docente, EET, Universidad Técnica Particular de Loja

Loja, Ecuador

1jobanegas@utpl.edu.ec, 1laherrera@utpl.edu.ec, 1hppachar@utpl.edu.ec, 1amceldo@utpl.edu.ec, 1masarango@utpl.edu.ec, 2jorgeluis@utpl.edu.ec

Resumen—Este trabajo presenta los resultados obtenidos al diseñar, analizar y simular un circuito resistivo para el curso de teoría de circuitos, enfocados en la comparación de las soluciones analíticas, simuladas y experimentales.

Palabras claves— Circuito resistivo,

Introducción

Un circuito eléctrico consta de elementos de circuito que están conectados entre sí. Los lugares en que los elementos están conectados entre sí se llaman nodos. Los circuitos que están constituidos totalmente por resistores se pueden reducir a un resistor equivalente único al remplazar repetidamente resistores en serie o en paralelo por resistores equivalentes [1].

Este trabajo está orientado a la explicación de un circuito resistivo con el análisis de las leyes pertinentes para el estudio del mismo, se usó una herramienta CAD para modelar este circuito en un ambiente ideal (es decir sin perdidas de energía), luego se implementó el circuito físico y se estableció las diferencias entre la simulación y el experimento físico

Descripción del circuito

El circuito planteado consta de una fuente de voltaje (5v) y ocho resistencias ubicadas en serie y en paralelo formando así un circuito resistivo mixto (ver figura 4). La simbología utilizada corresponde a la norma ANSI (American National Standards Institute)

Fig.4. Circuito Planteado realizado en Circuit Maker

Solución analítica del circuito planteado

Primero se resolvió la configuración en paralelo de R1-R2-R3 en donde tenemos:

1⁄Rt123=1⁄R1+1⁄R2+1⁄R3

1⁄Rt123=1⁄560+1⁄560+1⁄560

1⁄Rt123=3⁄560

Rt123=560/3 Ω

Fig.5. Configuración de R1-R2-R3 y su Resistencia equivalente

Luego se resolvió la configuración en paralelo de R7 y R8 en donde tenemos:

Rt78=(R7*R8)/(R7+R8)=(560*560)/(560+560)=108900/660

Rt78=165Ω

Fig.6. Configuración de R7-R8 y su resistencia equivalente

Con esto se formó un circuito con las resistencias equivalentes Rt123 y Rt78 (ver figura 7) y se utilizó el método de contornos para encontrar cada una de las intensidades y voltajes del circuito debido a que con este método se encuentra directamente las corrientes, se maneja fácilmente las fuentes de voltaje, funciona mejor en circuitos con pocas mallas.

Malla1:

5-560⁄3 I1-330(I1-I2)-560I1=0

En donde:

646I1-198I2=3

Malla 2:

-330(I1-I2)+330I2+165I2=0

En donde:

330I1-825I2=0

Se obtuvo las intensidades I1 y I2 resolviendo el sistema de ecuaciones

646I1-198I2=3 (x-55)

330I1-825I2=0 (x 198)

I1=165/31174

I1=5.29 mA

Se reemplazó la I1 en la ecuación de la malla 2:

22I1-55I2=0

I2=1815/857285

I2=2.12 mA

La I3 se la dedujo mediante la ley de Kirchhoff de la corriente:

I1=I3+I2

I3=I1-I2

I3= 5.29-2.12

I3= 3.17mA

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