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ANALISIS DE CIRCUITOS

Unidad Dos: Fase 2: Reconocer los diferentes métodos de análisis de circuitos resistivos

Presentado al Tutor: Daniel Esteban Serrano

Entregado por el Estudiante: Robinson Serrano Serrano Código: 91185884

Grupo: 243005_15

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA - UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS TECNOLOGÍA E INGENIERÍA MARZO DE 2019 BOGOTA DC

1

OBJETIVOS 

Comprender correctamente la forma de hallar la corriente de un circuito aplicando el método de análisis de mallas.



Realizar análisis por voltaje de nodos del circuito.



Lograr hallar el porcentaje de error obtenido entre los valores teóricos y prácticos.

2

ACTIVIDADES A DESARROLLAR 1. Elegir uno de los circuitos que se encuentran en el Anexo 1 e informarlo a través del foro y tema de la actividad.

2. Definir de manera clara y corta los siguientes conceptos: Nodos, súper nodos, súper mallas, método de superposición, teorema de Norton, Teorema de Thevenin, máxima transferencia de potencia. (en lo posible acompañadas de una imagen y todo debidamente referenciado bajo normas APA).  Nodos Un nodo es un punto donde se cruzan (se unen o se dividen), dos o más elementos del circuito, los cuales pueden ser una fuente de voltaje o corriente, resistencias, capacitores, inductores, o demás elementos que componen el circuito. Imagen 1

Tomada

de:

https://aliencircuits.blogspot.com/2016/03/nodos-lazos-ramas-y-corto-

circuitos.html 3

 súper nodos Un súper nodo es una fuente de voltaje entre dos nodos con tensiones desconocidas. Este puede aplicarse con fuentes dependientes o independientes. Imagen 2

Tomada

de:

https://electricidadparaingenieros.com/inicio/circuitos-resistivos-supernodo-

supermalla/  súper mallas Existe una súper malla cuando una fuente de corriente se encuentra entre dos mallas esenciales, para esto se trata el circuito como si la fuente de corriente no estuviera allí y esto produce una ecuación que incorpora las dos corrientes de malla. Imagen 3

Tomada de:

https://www.youtube.com/watch?v=WEI7sXDfFE4 4

 Método de superposición Es un método aplicable a circuitos eléctricos lineales (tiene componentes únicamente en los cuales la amplitud de la corriente que circula por ellos es proporcional a la amplitud de la tensión en sus terminales). Con este método se puede calcular la corriente o el voltaje en cualquier rama de un circuito estimulado por varias fuentes de energía, ya sean de corriente o de voltaje. Imagen 4

Tomada

de:

http://educativa.catedu.es/44700165/aula/archivos/repositorio/2750/2954/html/44_teorema_de_sup erposicin.html  Teorema de Norton Cualquier parte de un circuito formada por fuentes y resistencias puede ser reemplazado por una única fuente de corriente y una resistencia en paralelo. Imagen 5

Tomada de:

https://www.fisicanet.com.ar/fisica/electrotecnia/ap05_teorema_de_norton.php 5

 Teorema de Thevenin Su objetivo es simplificar los cálculos de un sistema eléctrico complejo por un circuito eléctrico equivalente mucho más simple, constituido por una fuente de tensión y una resistencia. Imagen 6

Tomada de:

https://www.fisicapractica.com/thevenin.php

 Máxima transferencia de potencia Es la máxima potencia que utiliza un aparato eléctrico o electrónico con la mínima perdida en las líneas de conexión o líneas de alimentación. Imagen 7

Tomada de:

https://www.youtube.com/watch?v=uPcY8fedBdA

6

3.

Hallar los siguientes valores de manera teórica y ubicarlos en una tabla de manera organizada: 

Corriente en cada uno de los resistores del circuito.

𝐼1 = 1𝐴 𝐼2 = 3𝐴 −12 + 60(𝐼3 − 𝐼1) + 60 ∗ 𝐼3 + 40(𝐼3 − 𝐼4) − 12 = 0 160𝐼3 − 40𝐼4 = 12 + 60 + 12 𝟏𝟔𝟎𝑰𝟑 − 𝟒𝟎𝑰𝟒 = 𝟖𝟒

Primera ecuación

12 + 40(𝐼4 − 𝐼3) + 120 ∗ 𝐼4 + 14 + 80(𝐼4 − 𝐼2) = 0 −40𝐼3 + 240𝐼4 = −12 − 14 + 240 −𝟒𝟎𝑰𝟑 + 𝟐𝟒𝟎𝑰𝟒 = 𝟐𝟏𝟒

Segunda ecuación

Ahora resuelvo las dos ecuaciones, en este caso utilizo el método de igualación

160𝐼3 − 40𝐼4 = 84

−40𝐼3 + 240𝐼4 = 214

𝟏𝟔𝟎𝑰𝟑 − 𝟒𝟎𝑰𝟒 = 𝟖𝟒 −40𝐼4 = 84 − 160𝐼3 𝐼4 =

84 − 160𝐼3 −40 7

−𝟒𝟎𝑰𝟑 + 𝟐𝟒𝟎𝑰𝟒 = 𝟐𝟏𝟒 240𝐼4 = 214 + 40𝐼3 𝐼4 =

214 + 40𝐼3 240

84 − 160𝐼3 214 + 40𝐼3 = −40 240 240(84 − 160𝐼3) = −40(214 + 40𝐼3) 20160 − 38400𝐼3 = −8560 − 1600𝐼3 −38400𝐼3 + 1600𝐼3 = −8560 − 20160 −36800𝐼3 = −28720 𝐼3 =

−28720 −36800

𝑰𝟑 = 𝟎. 𝟕𝟖A

𝐼4 =

214 + 40 ∗ 0.78 240

𝐼4 =

245.2 240

𝑰𝟒 = 𝟏. 𝟎𝟐

Ahora hallo el valor de cada una de las resistencias del circuito 𝑹𝟏 = 𝐼1 − 𝐼3 = 1 − 0.78 = 𝟎. 𝟐𝟐𝑨 𝑹𝟐 = 𝐼3 = 𝟎. 𝟕𝟖𝑨 𝑹𝟑 = 𝐼3 − 𝐼4 = 0.78 − 1.02 = −𝟎. 𝟐𝟒𝑨 𝑹𝟒 = 𝐼4 = 𝟏. 𝟎𝟐𝑨 𝑹𝟓 = 𝐼4 − 𝐼2 = 1.02 − 3 = −𝟏. 𝟗𝟖𝑨

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

Voltaje en cada uno de los componentes del circuito.

Aplicando la ley de Ohm: 𝑅1 = 0.22𝐴

𝑅1 = 60Ω

𝑅2 = 0.78𝐴

𝑅2 = 60Ω

𝑅3 = −0.24𝐴

𝑅3 = 40Ω

𝑅4 = 1.02𝐴

𝑅4 = 120Ω

𝑅5 = −1.98𝐴

𝑅5 = 80Ω

𝑅1 = 0.22𝐴 ∗ 60Ω = 𝟏𝟑. 𝟐𝑽 𝑅2 = 0.78𝐴 ∗ 60Ω = 𝟒𝟔. 𝟖𝑽 𝑅3 = −0.24𝐴 ∗ 40Ω = −𝟗. 𝟔𝑽 𝑅4 = 1.02𝐴 ∗ 120Ω = 𝟏𝟐𝟐. 𝟒𝑽 𝑅5 = −1.98𝐴 ∗ 80Ω = 𝟏𝟓𝟖. 𝟒𝑽



Potencia en cada uno de los componentes del circuito.

𝑅1 = 0.22𝐴

𝑅1 = 13.2𝑉

𝑅2 = 0.78𝐴

𝑅2 = 46.8𝑉

𝑅3 = −0.24𝐴

𝑅3 = −9.6𝑉

𝑅4 = 1.02𝐴

𝑅4 = 122.4𝑉

𝑅5 = −1.988𝐴

𝑅5 = 158.4. 𝑉

𝑅1 = 0.22𝐴 ∗ 13.2𝑉 = 2.90𝑤 𝑅2 = 0.78𝐴 ∗ 46.8𝑉 = 36.5𝑤 𝑅3 = −0.24𝐴 ∗ −9.6𝑉 = 2.3𝑤 𝑅4 = 1.02𝐴 ∗ 122.4𝑉 = 124.8w

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𝑅5 = −1.98𝐴 ∗ 158.4𝑉 = 313.6𝑤 4. Realizar el montaje del circuito en uno de los simuladores propuestos, evidenciando las medidas tomadas.

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5. Anexar en el trabajo capturas de pantalla tomados del simulador.

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6. Elaborar una tabla en la que incorporen los valores teóricos y prácticos obtenidos del circuito elegido. Es necesario registrar el porcentaje de error obtenido entre los valores teóricos y prácticos, usando para ello la siguiente fórmula: 𝑉𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑡𝑒ó𝑟𝑖𝑐𝑜 − 𝑉𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑝𝑟á𝑐𝑡𝑖𝑐𝑜 ∗ 100% = 𝑃𝑜𝑟𝑐𝑒𝑛𝑡𝑎𝑗𝑒 𝑑𝑒 𝑒𝑟𝑟𝑜𝑟 𝑉𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑡𝑒ó𝑟𝑖𝑐𝑜

ELEMENTO

VOLTAJE TEORICO (v)

CORRIENTE TEORICA (mA)

POTENCIA TEORICA (W)

VOLTAJE MEDIDO

R1 R2 R3 R4 R5

13.2 46.8 9.6 122.4 158.4

220 780 240 1020 1980

2.9 36.5 2.3 124.8 313.6

21 39 18 132 152

CORRIENTE % ERROR % ERROR MEDIDA (VOLTAJE) CORRIENTE (Ma) 350 650 450 1100 1900

-59.091 16.667 -87.500 -7.843 4.040

Link de la simulación https://www.multisim.com/content/oa5ckXR7eV26Yvt2tsG9sP/circuito4/

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-59.091 16.667 -87.500 -7.843 4.040

CONCLUSIONES



Al realizar el análisis del circuito por medio del método de mallas podemos conocer la corriente de cada uno de los elementos del circuito.



Realizando un análisis por voltaje de nodos del circuito podemos conocer los valores de corriente de cada uno de los elementos que lo componen.



Es de vital importancia la realización de la comprobación del circuito en algún simulador con el fin de determinar el porcentaje de error.

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BIBLIOGRAFÍA Kemmerly, J., Jr. Hayt,, W., & M. Durbin, S. (2007). Análisis de circuitos en ingeniería (7a. ed.). McGraw-Hill Interamericana. Area Tecnologia. (s Hayt, W., Kemmerly, J., & Durbin, S. (2017). Análisis de circuitos en ingeniería (7a. ed.). McGraw-Hill Interamerican. López Mujal Roses , R., & Marín Genescà, M. (2016). Teoría de circuitos: problemas. Universitat Politècnica de Catalunya. Wagner Mendivelso, M. E. (2017). Método de superposición. Zipaquira.

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