Teorema De Thevenin

Laboratorio de Análisis de Circuitos
Práctica 2
Teorema de Thévenin (Proteus)
Objetivos
1. Diseñar un circuito resistivo con una fuente independiente de voltaje que satisfaga la relación entre el voltaje y la corriente de salida determinada por una gráfica.
2. Verificar la validez del teorema de Thévenin por medio del diseño de un circuito resistivo formado por resistores con valorescomerciales, que sea equivalente a un circuito formado por un solo resistor, también con valor comercial.
Introducción
A lo largo de la historia han ido apareciendo diferentes métodos para analizar los circuitos eléctricos, debido a que se ha aumentado su complejidad. Debido a eso la dificultad para diseñarlos se ha incrementado y como también se busca la optimización de éstos para usar lamenor energía posible o reducir costos, han surgido nuevos métodos como el principio de superposición, teorema de Thévenin o el de Norton.
El teorema de Thévenin se usa para determinar un circuito equivalente en donde tenemos un circuito en serie que consta de un voltaje VTH que es el voltaje de circuito abierto entre las dos terminales de una resistencia que es la que queremos analizar, sobre todocuando es un elemento con resistencia variable, y una resistencia RTH cuyo valor es el de la resistencia equivalente del circuito mientras dejamos en corto circuito la fuente de voltaje.
Este teorema se basa en un principio de equivalencia, donde las condiciones a las que está el elemento que deseamos analizar son equivalentes a las del circuito equivalente de Thévenin, y esto es lo queanalizaremos en esta práctica.
Material
* Computadora
* Software Proteus
Desarrollo
1.- Esquematizar el primer circuito en el programa Proteus

2.- Hacer el circuito equivalente de Thévenin e ir variando el valor de RL, verificar con un voltímetro y un amperímetro que efectivamente RL en el circuito original y en el de Thévenin tengan los mismos valores.

3.- Repetimos el paso 1 y 2 peroahora con el segundo circuito

|
Circuito original |

|
Circuito equivalente |
Datos obtenidos
Primer circuito
Abriendo las terminales entre RL y dejando en corto circuito la fuente de voltaje se determina la resistencia de Thévenin RTH
a

b

Ahora tenemos que la resistencia R1 y R3 están en paralelo, y ellas dos están en serie con R2, calculamos la resistencia equivalenteR1(R3)R1+R3+R2=Req=RTH
5205+20+4=8
RTH=8Ω
Para calcular el VTH usamos un divisor de voltaje, porque al abrir el circuito en las terminales a y b, R2 no siente ninguna corriente y no pinta, por eso la fuente de voltaje esta en serie con R1 y R2, condición necesaria para usar divisor de voltajes, y como R3 está en paralelo con RL el voltaje para las dos resistencias es el mismo, por eso calculamos elvoltaje para R3
Vn=VfRnReq
Vcab=502025=40
Vcab=40 V
Después de determinar RTH y VTH podemos hacer el circuito equivalente en Proteus e ir variando los valores de RL en los dos circuitos para comprobar que son equivalentes.
Se obtuvieron los siguientes resultados:
a) Circuito 1 original
R(Ω) | I(A) | V(V) |
0 | 5 | 0 |
100 | 0.37 | 37 |
120 | 0.313 | 37.5 |
150 | 0.253 | 38 |180 | 0.213 | 38.3 |
220 | 0.175 | 38.6 |
680 | 0.0581 | 39.5 |
820 | 0.0483 | 39.6 |
1.2k | 0.0331 | 39.7 |
1.8k | 0.0221 | 39.8 |
∞ | 0 | 40 |

b) Circuito 1 equivalente
R(Ω) | I(A) | V(V) |
0 | 5 | 0 |
100 | 0.37 | 37 |
120 | 0.313 | 37.5 |
150 | 0.253 | 38 |
180 | 0.213 | 38.3 |
220 | 0.175 | 38.6 |
680 | 0.0581 | 39.5 |
820 | 0.0483 | 39.6 |
1.2k | 0.0331| 39.7 |
1.8k | 0.0221 | 39.8 |
∞ | 0 | 40 |
Para este caso los resultados fueron exactamente iguales.
c) Circuito 2 original
R(Ω) | I(A) | V(V) |
0 | -0.67 | 0 |
100 | -0.0714 | -7.14 |
120 | -0.0606 | -7.27 |
150 | -0.0494 | -7.41 |
180 | -0.0417 | -7.5 |
220 | -0.0345 | -7.59 |
680 | -0.0116 | -7.86 |
820 | -0.00962 | -7.88 |
1.2k | -0.0066 | -7.92 |
1.8k |...