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Universidad Nacional Mayor de San Marcos

Facultad de Ingeniería Electrónica y Eléctrica

FACULTAD DE INGENIERÍA ELECTRONICA Y ELÉCTRICA CIRCUITOS ELÉCTRICOS I - LABORATORIO EXPERIENCIA N. 7: “TRIPOLOS” INFORME FINAL 7 ALUMNOS:  CCORA QUINTO, WILLIAM- 16190113  SEVILLA SANCHEZ, GERARDO ALEXANDER- 16190185  CASTILLO PERALTA, CHRISTIAN ERNESTO- 16190156  CCAPA ALARCÓN, KEN- 11190267 DOCENTE: MANDUJANO MIESES, ROBERTO HORARIO: 2-4 PM GRUPO: 11

2017

CIRCUITOS ELÉCTRICOS I

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EXPERIENCIA N° 8 TEOREMA DE SUPERPOSICIÓN

I.

RESUMEN Esta experiencia de laboratorio tuvo como finalidad la verificación experimental del teorema de superposición utilizado para el análisis de circuitos eléctricos. El procedimiento consistió en implementar dos circuitos resistivos de conexión mixta y tomar las medidas eléctricas de una carga en específico para luego compararlas con las obtenidas teóricamente a través del método de superposición y observar si estas coincidían o no. Los materiales empleados en esta experiencia fueron los siguientes: 2 fuentes de poder DC, multímetro digital, miliamperímetro analógico DC, resistores fijos, un protoboard y cables de conexión diversos. Al finalizar el experimento y una vez analizados las medidas obtenidas, concluimos que el método de superposición es una técnica fiable de análisis de circuitos eléctricos pues los porcentajes de errores obtenidos se hallaban dentro del margen de tolerancia.

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II.

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INTRODUCCIÓN BASE TEÓRICA PRINCIPIO DE SUPERPOSICIÓN "La corriente o la tensión que existe en cualquier elemento de una red lineal bilateral es igual a la suma algebraica de las corrientes o las tensiones producidas independientemente por cada fuente" Considerar los efectos de cada fuente de manera independiente requiere que las fuentes se retiren y reemplacen sin afectar al resultado final. Para retirar una fuente de tensión al aplicar este teorema, la diferencia de potencia entre los contactos de la fuente de tensión se debe ajustar a cero (en corto); el retiro de una fuente de corriente requiere que sus contactos estén abiertos (circuito abierto). Cualquier conductancia o resistencia interna asociada a las fuentes desplazadas no se elimina, sino que todavía deberá considerarse. La corriente total a través de cualquier porción de la red es igual a la suma algebraica de las corrientes producidas independientemente por cada fuente; o sea, para una red de dos fuentes, si la corriente producida por una fuente sigue una dirección, mientras que la producida por la otra va en sentido opuesto a través del mismo resistor, la corriente resultante será la diferencia entre las dos y tendrá la dirección de la mayor. Si las corrientes individuales tienen el mismo sentido, la corriente

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resultante será la suma de dos en la dirección de cualquiera de las corrientes. Esta regla es cierta para la tensión a través de una porción de la red, determinada por las polaridades y se puede extender a redes con cualquier número de fuentes. El principio de la superposición no es aplicable a los efectos de la potencia, puesto que la pérdida de potencia en un resistor varía con el cuadrado (no lineal) de la corriente o de la tensión. Por esta razón, la potencia en un elemento no se puede determinar sino hasta haber establecido la corriente total (o la tensión) a través del elemento mediante la superposición. DESARROLLO: La aplicación del teorema consiste en estimular el circuito con una sola fuente a la vez, calculando los valores de las corrientes y voltajes en todas las ramas del circuito. Luego se realiza el cálculo estimulando el circuito con la siguiente fuente de energía, manteniendo el resto de ellas desactivadas como en el primer caso y así sucesivamente. Finalmente se calculan las corrientes y voltajes en las ramas a partir de la suma algebraica de los valores parciales obtenidos para cada fuente. Para desactivar las fuentes, las de corriente se sustituyen por un corto circuito y las de voltaje por un circuito abierto.

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OBJETIVOS   

III.

Verificar experimentalmente en forma cualitativa la propiedad de superposición. Conocer los fundamentos básicos del teorema de superposición. Comprobar las condiciones necesarias para que se cumpla el teorema de superposición.

MATERIALES Y MÉTODOS MATERIALES  02 fuentes de poder DC y cables de conexión diversos

 01

miliamperímetro analógico DC

Resistencias internas: Escala 10  4,5 Ω Escala 30  1.9 Ω CIRCUITOS ELÉCTRICOS I

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Escala 100  0.8 Ω Escala 300 0.4 Ω

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 01 multímetro digital

Resistencia interna: Para las escalas de 40.0 mA y 400.0 mA, la resistencia interna es aproximadamente 1Ω.  Protoboard,

resistores de 2KΩ (2), 1KΩ (3), 470Ω y conectores

PROCEDIMIENTO 1. Analizar teóricamente el circuito que se muestra en la imagen y determinar la tensión V5 y la intensidad de corriente de salida I5 mediante el principio de superposición. Realice la simulación e implemente el circuito. Complete la tabla 8.1.

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Se nos pide medir la caída de tensión y la intensidad de corriente que circula a través de R5 para lo cual colocaremos el miliamperímetro en serie con R5 para medir I5 y el voltímetro en paralelo con R5 para medir V5. NOTA: El efecto de carga se considera despreciable.

Los datos recolectados se ordenarán en la siguiente tabla:

Valor teórico Valor simulado Valor medido

TABLA 8.1 I5 (mA) 3.1344 3.1300 3.3000

V5 (V) 6.269 6.270 6.560

NOTA: Los valores teóricos y simulados fueron presentados en el informe previo. Ahora procederemos con los cálculos de errores porcentuales:

Error % 

Valorteórico  Valormedido  (100%) Valorteórico

Para la intensidad de corriente en R5 (I5):

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Error % 

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3.1344  3.3000  (100%)  5.283% 3.1344

Para la caída de tensión en R5 (V5):

Error % 

6.269  6.560  (100%)  4.642% 6.269

Como podemos observar, los errores porcentuales están dentro del margen de tolerancia (