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• Romario Santana

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Universidad Tecnológica de Panamá Centro Regional de Coclé Facultad de Ingeniería Industrial

SISTEMAS ELÉCTRICOS

II Semestre (II año)

Informe de laboratorio n°5 Tema: FUENTES REALES Y TEOREMA DE SUPERPOSICIÓN Profesor: Desiderio Bourdet

Integrantes:  Morán, Jacinto 2-762-2255  Santana, Héctor 2-732-1827  Santana, Romario 6-722-1815  Vargas, Milena 8-953-603

Fecha de entrega: Jueves 24 de octubre Año lectivo: 2019

OBJETIVOS  Determinar la resistencia interna de una fuente en forma experimental.  Comprobara experimentalmente el teorema de superposición. INTRODUCCIÓN TEÓRICA Una fuente real de voltaje se presenta en teoría de circuitos como una fuente ideal, en serie con una resistencia. En las fuentes modernas, la resistencia interna es sumamente pequeña resultando despreciable en la mayoría de las aplicaciones prácticas, para determinar el valor de estaresistencia, seutiliza una resistencia de carga de bajo valor resistivo, de forma tal que se produzca una variación apreciable en el voltaje de la fuente, sin carga, al voltaje de la fuente con la resistencia de carga. Esta variación es debida a su resistencia interna, la cual, si se mide la corriente en el circuito con carga, puede ser entonces determinadas aplicando la ley de Ohm. El teorema de superposición es una consecuencia de la linealidad de los circuitos eléctricos y establece en forma más general, que el efecto de varias excitaciones en un solo circuito, puede ser analizado como la suma de los efectos producidos por cada excitación por separado.

MATERIALES Y EQUIPO:    

Fuente de poder de C. D. Multímetros digitales (2). Resistores: 𝑅1 = 0.91 KΩ, 𝑅2 = 0.91 KΩ, 𝑅3 = 2 KΩ, de 0.25 W y 𝑅1 =95 Ω de 0.5 W. Plantilla y alambre de conexión.

PROCEDIMIENTO: 1. Determinación de la Resistencia Interna de una Fuente Real de Voltaje. 1.1. Arme el circuito mostrado en la figura 5-1. Ajuste el voltaje de la fuente, antes de conectar al circuito, a 3V C.D. exactamente.

𝑅1 = 95 Ω

Figura 5-1 1.2. Tome las lecturas de la corriente y el voltaje en la resistencia de carga: 𝐼1 = 29.85 mA 𝑉1= 2.89 V 1.3. Calcule la caída de Voltaje de la Resistencia interna de la fuente Caída de Voltaje = 0.11 V 1.4. Calcule el valor de la resistencia interna de la fuente. Resistencia Interna = 96.87 Ω

2. Teorema de Superposición. 2.1. Arme el circuito mostrado en la figura 5-2 (a) Ajuste el voltaje de la fuente a 8 V C.D. en el circuito armado.

2.2. Tome las lecturas de la corriente y el voltaje en la resistencia 𝑅3 . Valor de las corrientes y resistencias calculadas teóricamente y experimentalmente. Valores 𝑉𝑅3 𝐼𝑅3 3.25 V 1.63 mA Valor calculado 3.24 V 1.626 mA Valor medido 2.3. Arme el circuito mostrado en la figura 5-2. (b). Ajuste el voltaje de la fuente a 10 V C.D. Utilice las mismas resistencias. 2.4. Tome las lecturas de la corriente y el voltaje en la resistencia 𝑅3 , en el circuito (b).

Valor de las corrientes y resistencias calculadas teóricamente y experimentalmente. Valores 𝑉𝑅3 𝐼𝑅3 4.073 V 2.03 mA Valor calculado 4.1076 V 2.062 mA Valor medido

2.5. Resuelva analíticamente el circuito mostrado en la figura 5-3. Encuentre el voltaje y la corriente en la resistencia 𝑅3 . Utilice en sus cálculos los valores reales de las resistencias 𝑅1 , 𝑅2 𝑦 𝑅3 , medidas con el ohmímetro.

2.6. ¿Son equivalentes el voltaje y la corriente calculados para la resistencia 𝑅3 del circuito de la figura 5-3, con la suma de los valores encontrados experimentalmente en los puntos 2-2 y 2-4? Calcule el % de error. Valores de las corrientes y resistencias calculadas teóricamente y experimentalmente Valores 𝑉𝑅3 𝐼𝑅3 7.332V 3.665 mA Valor calculado 7.329 V 3.688 mA Valor medido 0.041% 0.63% % de error 2.7. Mencione las posibles fuentes de error.  Mal calibración de la fuente de voltaje.  Mal lectura de los aparatos como Voltímetro y amperímetro.  Pérdida de valores en redondeos en cálculos.  Mal confección del circuito.

2.8. Calcule la potencia disipada por la resistencia 𝑅3 en los circuitos 5-2 (a) y (b). 𝑃𝑅3 = 5.27mW 𝑃1 𝑅3 =8.47mW 𝑃(1+2) 𝑅3 = 3.74mW 2.9. Calcule la potencia disipada por la resistencia 𝑅3 en el circuito 5-3. 𝑃𝑅3 (real) = 27.03 mW 𝑃𝑅3 = 26.872mW 2.10. Compare la suma de las potencias obtenidas en el punto 2.8 con la obtenida en el punto 2.9. ¿Son equivalentes? Explique.

CONCLUSIONES  Gracias a esta experiencia hemos llegado a comprobar la funcionalidad del método de superposición para resolver circuitos eléctricos.  Además, le encontramos una gran funcionalidad ya que este método puede usarse para reducir un circuito complejo a dos o más circuitos sencillos lo que lo vuelve una herramienta muy útil a la hora de resolver circuitos.

BIBLIOGRAFÍA  Guía de laboratorio suministrada por el profesor.