Fisica

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Apunte de electrotécnia: Método de resolución de circuitos. Método de Thevenin.
Ejercicio ¿? : Empleando el método de Thevenin, calcular la caída de tensión en R6 y la potencia disipada en R8,verificar por otro método.

a) Caída de tensión en R6 :
I. Resistencia de Thevenin (se realiza cambio estrella triángulo).
RA = R AB.R AC/(R AB + R AC + R CB)
RB = R AB.R BC/(R AB + RAC + R CB)
RC = R CB.R AC/(R AB + R AC + R CB)
R AB = R3
R BC = R7
R CD = R1 + R8
RA = 8 Ω.25Ω/(8Ω + 25 Ω + 2 Ω) RA = 5,715 Ω
RB = 8 Ω.2 Ω/(8 Ω + 25 Ω + 2 Ω) RB = 0,457 Ω


RC = 2 Ω.25Ω/(8 Ω + 25 Ω + 2 Ω) RC = 1,429 Ω
Rx = RA + R2 + R5 Rx = 5,715 Ω + 10 Ω + 10 Ω Rx = 25,715 Ω Serie
Ry = RC + R9 + R4 Ry = 1,429 Ω + 7 Ω + 5 Ω Ry = 13,429 Ω Serie
1/Rz = (Rx + Ry)/Rx.Ry Rz =25,715 Ω.13,429Ω/(25,715 Ω + 13,429 Ω) Rz = 8,822 Ω Paralelo
R eq = Rz + RB R eq = 8,822 Ω + 0,457 Ω R eq = 9,279 Ω R TH = 9,279 Ω Serie
II. Caída de potencial de Thevenin (se aplica método de mallas).
(1) V1 + V3 = I1.(R1 + R3 + R8 + R7) - I2.(R1 + R8)
(2) V4-V2 +V1 = I2.(R2 +R1 +R4 +R5 +R9 +R8) -I1.(R1 + R8)

(1) 20V + 5V =I1.(5Ω + 8Ω + 20Ω + 2Ω)- I2.(5Ω + 20Ω)
(2) 10 V - 30 V + 20 V =I2.(10 Ω + 5 Ω + 20 Ω + 7 Ω + 5 Ω + 10 Ω)- I1.(5 Ω + 20 Ω)
(1) 25 V = I1.35 Ω- I2.25 Ω Determinantes
(2) 0 V = - I1.25Ω + I2.57 Ω
I1 = 1,040 A
I2 = 0,456 A
i1 = 0,58 A
i4 = 0,46 A
i8 = 0,58 A
i2 = 0,46 A
i5 = 0,46 A
i9 = 0,46 A
i3 = 1,04 A
i7 = 1,04 A
V12 = R7.i1 + R9.i2 + R4.i2 + V4 V12 = 2 Ω.0,58 A + 7 Ω.0,46 A + 5 Ω.0,46 A + 10 V
V12 = V3 - R3.i1 + V2 - R2.i2 - R5.i2 V12 = 5 V -8 Ω.0,58 A + 30 V - 10 Ω.0,46 A - 10 Ω.0,46 A
V12 = 17,55 V
V12 = 17,55 V
V TH = 17,55 V
I TH = V TH/(R TH + R6) I TH = 17,55 V/(9,279 Ω + 8 Ω)  I TH = 1,02 A
VR6 = R6.I TH VR6 = 8 Ω.1,02 A  VR6 = 8,128 V
b) Potencia en R8 :

I. Caída de potencial de Thevenin (se aplica método de mallas).
(1) -V2- V3 = I1.(R2 + R3 + R5 + R6) - I2.R4  - 30 V - 5 V = I1.(10 Ω + 8 Ω + 8 Ω + 10 Ω) -I2.8 Ω
(2) V4 = I2.(R4 + R6 + R7 + R9) - I1.R4 10 V = - I1.8 Ω + I2.(5 Ω + 8 Ω + 2 Ω + 7 Ω)
(1)-35 V = I1.36 Ω- I2.8 Ω Determinantes
(2) 10 V = - I1.8 Ω + I2.22 Ω
I1 = 0,948 A
I2 = 0,110 A
i3 = 0,948 A
i4 = 0,110 A
i6 = 1,06 A
V AB = - V1 + R1.i1 + V2 - R2.i3 - R5.i3 + R4.i4 - V4 + R9.i4
V AB = - V1 + R1.i1 + V2 - R2.i3 - R5.i3- R6.i6 - R7.i4
V AB = -20 V + 30 V - 10 Ω.0,948 A - 10Ω.0,948 A + 5 Ω.0,110 A - 10 V + 7 Ω.0,110 A V AB = -17,64 V
V AB = -20V + 30V - 10Ω.0,948A- 10Ω.0,948A- 8Ω.1,06A- 2Ω.0,110A V AB = -17,64V  V TH = 17,64 V
II.
Resistencia por Thevenin (se realiza cambio estrella triángulo).
RC = R3.(R2 + R5)/(R2 + R3 + R5 + R6)
RD = R3.R6/(R2 + R3 + R5 + R6)
RE = R6.(R2 + R5)/(R2 + R3 + R5 + R6)
RC = 8 Ω.(10 Ω + 10 Ω)/(10 Ω + 8 Ω + 10 Ω + 8 Ω)
RD = 8 Ω.8Ω/(10 Ω + 8 Ω + 10 Ω + 8 Ω)
RE = 8 Ω.(10 Ω + 10 Ω)/(10 Ω + 8 Ω + 10 Ω + 8 Ω)
RC = 4,44 Ω
RD = 1,78 Ω
RE = 4,44 Ω
RF = RD + R7 RF = 1,78 Ω + 2 Ω RF = 3,78 Ω Serie
RG = RE + R4 + R9 RG = 4,44 Ω + 5 Ω + 7 Ω RG = 16,44 Ω Serie
RH =RF.RG/(RF + RG) RH = 3,78 Ω.16,44 Ω/(3,78 Ω + 16,44 Ω) RH = 3,07 Ω Paralelo
R eq = RC + RH + R1 R eq = 4,44 Ω + 3,07 Ω + 5 Ω R eq = 12,52 Ω  R TH = 12,52 ΩSerie
I TH =V TH/(R TH + R8) I TH = 17,64 V/(12,52 Ω + 20 Ω)  I TH = 0,54 A
PR8 = R8.I TH ² = 20 Ω.(0,54 A) ²  PR8 = 5,884 W
c) Verificación por el método de las mallas :

(1) V1 + V3 = I1.(R8 + R7 + R3 + R1) - I2.R3 - I3.R7
(2) -V2 - V3 = - I1.R3 + I2.(R6 + R5 + R3 + R2) - I3.R6
(3) V4 = - I1.R7 - I2.R6 + I1.(R6 + R7 + R9 + R4)
(1) 20 V + 5 V = I1.(20 Ω + 2 Ω + 8 Ω + 5 Ω)- I2.8 Ω- I3.2Ω
(2) -30 V - 5 V = - I1.8 Ω + I2.(8 Ω + 10 Ω + 8 Ω + 10 Ω)- I3.8 Ω
(3) 10 V = - I1.2 Ω- I2.8 Ω + I1.(8 Ω + 2 Ω + 7 Ω + 5 Ω)
(1) 25 V = I1.35 Ω- I2.8 Ω- I3.2 Ω
(2) -35 V = - I1.8 Ω + I2.36 Ω- I3.8 Ω Determinante
(3) 10 V = - I1.2 Ω- I2.8 Ω + I1.22 Ω
I1 =0,542 A
i1 = I1 = 0,542 A
i3 = i2 + i1 = 1,35 A I2 =-0,805 A
i2 = I2 = 0,805 A
i6 = i2 + i4 = 1,02 A I3 = 0,211 A
i4 = I3 = 0,211 A...
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