laboratorio de circuitos 1




Introducción


En esta experiencia de laboratorio se realizara el tema de teorema de máxima potencia de transferencia ,analizaremos y demostraremos el teorema comprobando en forma analítica y grafica la importancia de la eficiencia tomaremos datos de las diferentes resistencia variables un total de quince yla corriente con ello vamos a construir la gráfica potencia versus resistencia variable y con esa grafica nos daremos cuenta de cuál es la potencia máxima para luego hallar su eficiencia dividiendo la potencia L y la potencia entregada por la fuente .
Luego con las distintas eficiencias halladas y los valores de las distintas resistencias variables construimos una nueva gráfica y determinaremosel valor de la eficiencia correspondiente al valor de la resistencia variable que da la potencia máxima. Como vemos esta experiencia nos ayudó a comprender más el concepto de máxima potencia.








INDICE




Teorema de Máxima Transferencia de Potencia

OBJETIVOS

Demostrar el Teorema de Máxima Potencia de Transferencia con el uso de un potenciómetro en una red pasiva.Verificar el Teorema de Máxima Potencia de Transferencia reduciendo la red pasiva a un circuito Thevenin equivalente.
Ver como varia la tensión y corriente en un potenciómetro.

MARCO TEORICO

El teorema de máxima potencia de transferencia es muy importante hoy en dia , para diversos usos en la vida cotidiana este tema trata de hallar el valor de la carga para un determinado valor de laresistencia de la fuente para obtener la máxima potencia.
Para un circuito en corriente continua se demuestra que la resistencia de la carga tiene que ser igual a la resistencia de la fuente. Pero para el caso de corriente alterna la carga suele representarse con una impedancia como sabemos la corriente alterna hoy en día se utiliza mas que la continua como en el caso de motor eléctricos, centraleseléctricas ,etc.
Su demostración matemática es el siguiente.-
Encontramos el equivalente de Thevenin de un par de bornes de un determinado circuito.


Del circuito de la figura anterior observamos que se puede calcular la potencia directamente en función de la resistencia RL, obteniéndose:

Pero del circuito la corriente es:

Entonces remplazando en la ecuación original:
Paraencontrar la resistencia para la cual se obtiene la máxima potencia de transferencia, derivamos la potencia con respecto a la resistencia RL.



Encontramos la derivada e igualamos a cero. Obteniendo:


Luego el valor de la potencia máxima transmitida es:

Pmax=VS2/ (4xRL)

Dado que la resistencia de una fuente de voltaje es muy pequeña, ya para evitar extraer una corriente excesivade la fuente, lo que podría hacer que se quemara, se pondrá en serie con la fuente una resistencia externa simulando ser la resistencia de la fuente.

Tenemos que recordar que una fuente de voltaje entrega la máxima potencia a una resistencia de carga RL, cuando el valor de esta resistencia es igual a la resistencia equivalente, Req de resto del circuito, ver figura. Esto es, tenemos máximatransferencia de potencia a la carga (Pmax) cuando RL=Req.
El teorema de máxima potencia tiene dos formas de hallarse por los teoremas de Thevenin y Norton .

TEOREMA DE THEVENIN

El Teorema de Thevenin nos establece lo siguiente:
Cualquier red de corriente directa lineal bilateral de dos terminales puede ser remplazada por un circuito equivalente que conste de una fuente de voltaje y unaresistencia en serie.
Este teorema es muy útil donde una componente particular de un circuito se debe analizar o va a ser remplazado repetidamente, por ejemplo en el caso de circuitos complejos en donde se aplican varias cargas, desacuerdo al teorema se establece que ese circuito se puede reemplazar por un circuito equivalente tipo serie el cual consiste en una fuente de voltaje (conocida como...