Informe de Circuitos Eléctricos I: Experimento 05 - Teorema de Superposición, Monografías, Ensayos de Análisis de Circuitos Eléctricos

¡Descarga Informe de Circuitos Eléctricos I: Experimento 05 - Teorema de Superposición y más Monografías, Ensayos en PDF de Análisis de Circuitos Eléctricos solo en Docsity!

INFORME DE CIRCUITOS ELÉCTRICOS I

EXPERIMENTO 05

“TEOREMA DE SUPERPOSICIÓN”

ÍNDICE

• RESUMEN
• ABSTRACT
• INTRODUCCIÓN
• CAPÍTULO I
• OBJETIVOS
  • Objetivo General:
  • Objetivos Específicos:
• CAPÍTULO II
• MATERIALES Y MÉTODOS
  • Materiales:
  • Procedimiento:
• CAPÍTULO III
• RESULTADOS
• CAPÍTULO IV
• CUESTIONARIO
• CAPÍTULO V
• OBSERVACIONES
• CAPÍTULO VI
• CONCLUSIONES
• CAPÍTULO VII
• REFERENCIAS

ABSTRACT

In this report " SUPERPOSITION THEOREM '' the main objective was to acquire the necessary theoretical knowledge to be able to carry out an adequate experimental application and to make a correct analysis of each one of the voltages, resistances and currents presented; all this through the use of Kirchoff's laws, the mesh method and the node method. Using these methods it can be difficult to analyze some of the results; For this reason, the Superposition Theorem is used, where the total voltage of a resistance in a mesh with 2 or more voltage or voltage sources, is equal to the sum of the voltages that these sources give independently of the resistance. To carry out these experiences, different materials were used such as a Virtual Power Supply, a Virtual Digital Multimeter, different virtual resistors of ¼ W at 5% and a 50K potentiometer. After carrying out this experiment and its subsequent analysis and comparison of the results, it could be observed that the simulation results and the theoretical results presented a great similarity. Finally, it was possible to understand and verify the importance of the Superposition Theorem in the calculation of electrical circuits and the help that it give us KEYWORDS : Circuits, Superposition, Equivalent, Tolerance, Voltage.

INTRODUCCIÓN

En el campo de la electrónica, el Teorema de superposición es una propiedad axiomática dentro de las leyes lineales, donde se hace actuar una fuente a la vez dentro de un circuito eléctrico. Este teorema es de mucha ayuda ya que sirve para encontrar los valores de tensión en un nodo perteneciente a un circuito, el cual presenta más de una fuente independiente. La ventaja de utilizar este teorema es que al tratarse de un cálculo independiente por fuente, no se requiere uso de técnicas matemáticas. Pues el teorema de superposición establece lo siguiente: ● La corriente o el voltaje de un elemento en una red lineal bilateral es igual a la suma algebraica de las corrientes o voltajes producidos independientemente por cada fuente. ● Al aplicarse, es posible considerar los efectos de dos fuentes al mismo tiempo y reducir el número de redes que se tienen por analizar, pero en general Nú 𝑚𝑒𝑟𝑜 𝑑𝑒 𝑟𝑒𝑑𝑒𝑠 𝑝𝑜𝑟 𝑎𝑛𝑎𝑙𝑖𝑧𝑎𝑟 = 𝑁ú𝑚𝑒𝑟𝑜 𝑑𝑒 𝑓𝑢𝑒𝑛𝑡𝑒𝑠 𝑖𝑛𝑑𝑒𝑝𝑒𝑛𝑑𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒𝑠. Es así que para considerar los efectos de cada fuente independientemente se necesita que las fuentes sean removidas y reemplazadas sin afectar el resultado final. Para remover una fuente de voltaje, al momento de aplicar este teorema, la diferencia en potencial entre las terminales de la fuente de voltaje debe ser igual a cero (cortocircuito) y para remover una fuente de corriente requiere que sus terminales sean abiertas (circuito abierto).

CAPÍTULO II

MATERIALES Y MÉTODOS

1. Materiales: ● 1 Fuente de alimentación virtual. ● 1 Multímetro digital virtual.

● 6 resistencias virtuales (1/4 W al 5%): 2x 300 , 2x 500 , 2x 1k. ● 1 potenciómetro de 5k. ● Software Multisim 14.2.

CAPÍTULO III

RESULTADOS

1. Para los circuitos de la Fig. V-1, simular y medir los parámetros indicados la Tabla V-1. Fig. V-

CÁLCULOS

Analizando las resistencias y hallando una resistencia total o equivalente: Req = 0.96k Ω = 960 Ω a. E encendida, I apagada Por método de mallas, las intensidades de corriente serían: ● I1 x 960 = 18 I1 = 18.75 mA ● I2 = 0 mA ● I3 = 18.75 mA ● I4 = 18.75 mA Los valores de los voltajes en las resistencias mediante la ley de Ohm son: V = I x R ● V1 = (330)(18.75) V1 = 6.187 V ● V2 = (1200)(0) V2 = 0 V ● V3 = (300)(18.75) V3 = 5.625 V ● V4 = (330)(18.75)

c. E encendida, I encendida Por método de mallas, las intensidades de corriente serían: ● I1 = 10.94 mA ● I2 = 25 mA ● I3 =35.94 mA ● I4 = 10.94 mA Los valores de los voltajes en las resistencias mediante la ley de Ohm son: V = I x R ● V1 = 3.610 V ● V2 = 30 V ● V3 = 10.78 V ● V4 = 3.610 V

GRÁFICOS

Figura 1. E encendida, I apagada. Voltaje Corriente

Figura 3. E encendida, I encendida. Voltaje Corriente

TABLA V-

Voltajes (V) Corrientes (I) E V 1 V 2 V 3 V 4 I I 1 I 2 I 3 SIMULADO E encendida, I apagada 18 6.187 0 5.625 -6.187 0 18.5m 0 18.5m E apagada, I encendida 0 -2.57 30 5.157 -2.57 25m 18.5m 25m 17.19m E encendida, I encendida 18 3.609 30 10.78 3.609 25 18.5 25 35. MEDIDO E encendida, I apagada 18 6.187 0 5.625 6.187 0 18.5 0 18. E apagada, I encendida 0 -2.577 30 5.157 -2.577 25 -7.81 25 17. E encendida, I encendida 18 3.610 30 10.78 3.610 25 10.94 25 35.

● E encendida / I apagada a. Corrientes: I 1 = 6.4 mA I 2 = 0.0205 A = 20.5 mA I 3 = 20.5 - 6.4 = 14.1 mA I 4 = 50 - 20.5 = 29.5 mA I 5 = 20.5 mA b. Voltajes: V 1 = 0.33 K (6.4 mA) = 2.112 V V 2 = 1.2 K (20.5 mA) = 24.6 V V 3 = 0.3 K (14.1 mA) = 4.23 V V 4 = 2 K (29.5 mA) = 59 V V 5 = 1.5 K (20.5 mA) = 30.75 V V 6 = 0.33 K (6.4 mA) = 2.112 V ● E encendida / I apagada a. Corrientes: I 1 = 12.7 mA I 2 = 19.3 mA I 3 = 31.9 mA I 4 = 30.7 mA I 5 = 19.3 mA

b. Voltajes: V 1 = 0.33 K (12.7 mA) = 4.191 V V 2 = 1.2 K (19.3 mA) = 23.16 V V 3 = 300 (31.9 mA) = 9.57 V V 4 = 2 K (30.7 mA) = 61.4 V V 5 = 1.5 K (19.3 mA) = 28.95 V V 6 = 0.33 K (12.7 mA) = 4.191 V