P7 Thevenin
Páginas: 17 (4068 palabras)
Publicado: 9 de marzo de 2015
Práctica 7:
“Análisis de Circuitos Resistivos por medio del Teorema de Thévenin”
1. Objetivo
Comprobar experimentalmente la aplicación del teorema de Thévenin en el análisis de circuitos eléctricos resistivos en corriente directa.
2. Consideraciones Teóricas
En ocasiones, el interés por conocer el comportamiento de un circuito eléctrico se limita a una pequeña sección de él, en comparacióncon su dimensión total. En tales casos puede aplicarse el teorema de Thévenin, el cuál permite concentrar el análisis en la sección de interés, sustituyendo el resto del circuito por otro mucho más simple pero equivalente. La equivalencia radica en que la sección de interés no se verá afectada en su comportamiento eléctrico por la sustitución.
El teorema de Thévenin establece que [1,2,3]:“Cualquier red eléctrica lineal activa que contenga una o más fuentes de tensión o corriente, puede ser reemplazada por una fuente ideal de tensión conectada en serie con un resistor”.
La magnitud de la tensión de la fuente ideal se conoce como tensión equivalente de Thévenin ETH, mientras que a la magnitud del resistor en serie se le denomina resistencia equivalente de Thévenin RTH. Específicamente, laequivalencia consiste en que el circuito equivalente de Thévenin producirá las mismas características de tensión y corriente en las terminales de entrada de la sección de interés [1]. La figura 1 es un ejemplo del concepto de equivalente de Thévenin; la sección del circuito encerrada con línea discontinua es la que se conservará para su análisis, mientras que la encerrada en línea punteada es laque resulta más conveniente simplificar reduciéndola a su circuito equivalente de Thévenin. Una vez obtenido el equivalente de Thévenin, la sección de interés puede ser analizada rápidamente dada la sencillez del circuito resultante. Además, cualquier nuevo circuito puede ser conectado entre las terminales a y b del equivalente de Thévenin de la sección reducida, y éste seguirá siendo válido[1,2].
La determinación de las magnitudes de la tensión y la resistencia de Thévenin implica la aplicación de una serie de pasos en forma sistemática y cuidadosa. A continuación se expondrá esta serie de pasos mediante un ejemplo, para después presentarlos en forma resumida.
Figura 1. Simplificación de un circuito complejo a un circuito equivalente de Thévenin.
Considérese el circuito de la figura2a, en el cual se desea conocer las variables eléctricas en la resistencia R4, comúnmente denominada resistencia de carga. Por lo tanto, se obtendrá el equivalente de Thévenin del circuito formado por la fuente de tensión E1 y el conjunto de resistencias R1, R2 y R3.
Figura 2. Ejemplo de obtención del equivalente de Thévenin.
El primer paso es identificar y retirar del circuito al elemento oelementos de interés; en este caso es la resistencia de carga R4. Se obtiene el circuito de la figura 2b, el cual se reducirá a su equivalente de Thévenin.
El segundo paso es obtener la magnitud de la tensión de Thévenin ETH, analizando el circuito por cualquier técnica conveniente. Se debe calcular la tensión de circuito abierto entre las terminales a y b, que en este caso es exactamente igual ala caída de tensión en las terminales del resistor R3. Dicha caída de tensión es la tensión de Thévenin. Por divisor de tensión se tiene:
Figura 3. Circuito sin fuentes para el cálculo de la resistencia equivalente de Thévenin.
Como tercer paso se obtiene la magnitud de la resistencia equivalente de Thévenin RTH. Para ello, primeramente deben desactivarse todas las fuentes independientespresentes en el circuito resultante del paso 1. Desactivar una fuente significa hacer su magnitud igual a cero y que, por lo tanto, ya no aporte energía al circuito [2,3]. Las siguientes reglas son la forma más clara y efectiva de desactivar una fuente según su tipo:
Las fuentes independientes de tensión se desactivan sustituyéndolas por un cortocircuito.
Las fuentes independientes de...
“Análisis de Circuitos Resistivos por medio del Teorema de Thévenin”
1. Objetivo
Comprobar experimentalmente la aplicación del teorema de Thévenin en el análisis de circuitos eléctricos resistivos en corriente directa.
2. Consideraciones Teóricas
En ocasiones, el interés por conocer el comportamiento de un circuito eléctrico se limita a una pequeña sección de él, en comparacióncon su dimensión total. En tales casos puede aplicarse el teorema de Thévenin, el cuál permite concentrar el análisis en la sección de interés, sustituyendo el resto del circuito por otro mucho más simple pero equivalente. La equivalencia radica en que la sección de interés no se verá afectada en su comportamiento eléctrico por la sustitución.
El teorema de Thévenin establece que [1,2,3]:“Cualquier red eléctrica lineal activa que contenga una o más fuentes de tensión o corriente, puede ser reemplazada por una fuente ideal de tensión conectada en serie con un resistor”.
La magnitud de la tensión de la fuente ideal se conoce como tensión equivalente de Thévenin ETH, mientras que a la magnitud del resistor en serie se le denomina resistencia equivalente de Thévenin RTH. Específicamente, laequivalencia consiste en que el circuito equivalente de Thévenin producirá las mismas características de tensión y corriente en las terminales de entrada de la sección de interés [1]. La figura 1 es un ejemplo del concepto de equivalente de Thévenin; la sección del circuito encerrada con línea discontinua es la que se conservará para su análisis, mientras que la encerrada en línea punteada es laque resulta más conveniente simplificar reduciéndola a su circuito equivalente de Thévenin. Una vez obtenido el equivalente de Thévenin, la sección de interés puede ser analizada rápidamente dada la sencillez del circuito resultante. Además, cualquier nuevo circuito puede ser conectado entre las terminales a y b del equivalente de Thévenin de la sección reducida, y éste seguirá siendo válido[1,2].
La determinación de las magnitudes de la tensión y la resistencia de Thévenin implica la aplicación de una serie de pasos en forma sistemática y cuidadosa. A continuación se expondrá esta serie de pasos mediante un ejemplo, para después presentarlos en forma resumida.
Figura 1. Simplificación de un circuito complejo a un circuito equivalente de Thévenin.
Considérese el circuito de la figura2a, en el cual se desea conocer las variables eléctricas en la resistencia R4, comúnmente denominada resistencia de carga. Por lo tanto, se obtendrá el equivalente de Thévenin del circuito formado por la fuente de tensión E1 y el conjunto de resistencias R1, R2 y R3.
Figura 2. Ejemplo de obtención del equivalente de Thévenin.
El primer paso es identificar y retirar del circuito al elemento oelementos de interés; en este caso es la resistencia de carga R4. Se obtiene el circuito de la figura 2b, el cual se reducirá a su equivalente de Thévenin.
El segundo paso es obtener la magnitud de la tensión de Thévenin ETH, analizando el circuito por cualquier técnica conveniente. Se debe calcular la tensión de circuito abierto entre las terminales a y b, que en este caso es exactamente igual ala caída de tensión en las terminales del resistor R3. Dicha caída de tensión es la tensión de Thévenin. Por divisor de tensión se tiene:
Figura 3. Circuito sin fuentes para el cálculo de la resistencia equivalente de Thévenin.
Como tercer paso se obtiene la magnitud de la resistencia equivalente de Thévenin RTH. Para ello, primeramente deben desactivarse todas las fuentes independientespresentes en el circuito resultante del paso 1. Desactivar una fuente significa hacer su magnitud igual a cero y que, por lo tanto, ya no aporte energía al circuito [2,3]. Las siguientes reglas son la forma más clara y efectiva de desactivar una fuente según su tipo:
Las fuentes independientes de tensión se desactivan sustituyéndolas por un cortocircuito.
Las fuentes independientes de...
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