Teorema de máxima transferencia de potencia

Universidad de San Carlos de Guatemala. Facultad de Ingeniería. Departamento de Física. Física III. Sección: “N”. Laboratorio de Física. Aux: Carlos Álvarez.

PRACTICA No. 4

Doni Eliseo Ax Morales Carne: 2003-21203

Introducción: Muchas aplicaciones de circuitos requieren que la máxima potencia disponible de una fuente se transfiere a un resistor de carga Rc, y en el mundo de la industriaelectrónica y de comunicaciones, el problema es alcanzar la máxima intensidad de la señal en la carga, entre otros; que en la siguiente informe se da a conocer que es la inductancia, que es un circuito R-L y el principio de la máxima transferencia de potencia en resumidas palabras cuando la resistencia de la carga tiende a una equivalencia a la resistencia interna de la fuente.

Objetivos:General:  Comprobar experimentalmente el teorema de la máxima transferencia de potencia. Específicos:    Determinar un circuito R-L, encontrar sus diferencias y comportamiento. Calcular la inductancia en una bobina. Calcular la impedancia y la reactancia inductiva en un circuito R-L.

Hipótesis: Que la máxima transferencia de potencia se da cuando la impedancia de la impedancia de laresistencia es la misma que la impedancia de la bobina.

Marco Teórico:

Inductancia: Llamaremos inductancia al campo magnético creado por una corriente al pasar por una bobina o solenoide de hilo conductor enrollado alrededor de la misma que forma un inductor. Un inductor puede utilizarse para crear señales cambiantes rápidas o lentas. La inductancia depende de las características del conductor y dela longitud del mismo, si se enrolla un conductor la inductancia aumenta. Con muchas espiras se alcanzara mayor inductancia que con pocas. La inductancia también depende de que material este hecho el núcleo de la bobina, por ejemplo si el núcleo de una bobina es de ferrita, aumentamos considerablemente la inductancia en comparación si su núcleo es de aire. La unida de la inductancia es el Henrio,en una bobina habrá un henrio de inductancia, cuando el cambio de un amperio/segundo en la corriente eléctrica que fluye a través de ella provoque una fuerza electromotriz opuesta de un voltio. Circuitos R-L: En un circuito R-L se tiene una resistencia y una bobina en serie por lo tanto la corriente en ambos elementos es la misma. La tensión en la resistencia esta en fase con la corriente alternaque pasa por ella. Pero la tensión en la bobina esta adelantada noventa grados a la corriente que pasa por esta, la siguiente grafica nos ayudara a comprender este fenómeno.

Las siguientes ecuaciones determinan el valor de la fuente de voltaje que alimenta estos elementos. Los valores se expresan en forma de magnitud y ángulo. = Ѳ= + ( )

Cuando se alimentan por una fuente de corrientealterna la resistencia y la bobina de un circuito R-L, la corriente alterna que es la misma en ambos elementos varia su polaridad de forma regular. Las variaciones de la corriente alterna no afectan el comportamiento eléctrico del elemento más pasivo de este circuito, ósea la resistencia. Ahora bien la bobina no es solamente una inductancia si no que también posee cierta resistencia óhmica al paso deesta corriente alterna. La resistencia y la inductancia sumadas forman una cantidad llamada reactancia inductiva. = Desarrollo experimental: Aconticuacion se dara una guia para realizar el eperimento y comprobar el teorema de maxima transferencia de potencia. Materiales utilizados en el desarrollo de la práctica:  Generador de ondas.  Un resistor variable.  Una bobina.  Dos multimetros.  Juegode caimanes y cables de conexión. Magnitudes físicas a medir:   Voltaje: recordemos que el voltaje lo podemos calcular por la ley de ohm o por la siguiente ecuación = √ + . Inductancia: se le denomina inductancia en la bobina a la relación del Ф flujo magnético y a la intensidad de corriente eléctrica. = . Impedancia inductiva: es la relación entre la tención y la corriente. La parte real de...