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• Dario Rosales tapia

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UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO FACULTAD DE INGENIERIA ELÉCTRICA Y ELECTRÓNICA ESCUELA DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA

TEMA TRANSFORMACION DE FUENTES CURSO CIRCUITOS ELECTRICOS I GRUPO

91G PROFESOR INTEGRANTES

2020

TABLA DE CONTENIDO I. OBJETIVO.................................................................................................................................3 II.CONCEPTOS BÁSICOS...........................................................................................................3 EL PRINCIPIO O TEOREMA DE SUPERPOSICIÓN...................................................5 Ejemplo 1 principio de superposición......................................................................6 FUENTE IDEAL DE VOLTAJE......................................................................................7 FUENTE IDEAL DE CORRIENTE.................................................................................7 FUENTE PRÁCTICA DE CORRIENTE.........................................................................8 TRANSFORMACIÓN DE FUENTES.............................................................................8 III.

EQUIPOS Y MATERIALES............................................................................................9

IV.

PROCEDIMIENTO........................................................................................................10

13 V.CUESTIONARIO....................................................................................................................13 VI.

BIBLIOGRAFIA..............................................................................................................14

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I. OBJETIVO Un teorema importante en el análisis de circuitos es la transformación de fuentes, ya que nos permite convertir una fuente de voltaje en una fuente de corriente y viceversa. Esta conversión es útil al aplicar otros teoremas de las redes como el Teorema de Thevenin y el Teorema de Norton, ya que incluso se puede obtener uno a partir del otro al aplicar una transformación de fuentes.

II. CONCEPTOS BÁSICOS Las fuentes de voltaje (fuente ideal con resistencia serie) conectadas en serie se pueden reemplazar por una fuente de voltaje equivalente (fuente ideal equivalente con resistencia serie equivalente) correspondiente a la suma algebraica de las fuentes ideales y a la suma de las resistencias en serie. Similarmente para las fuentes de corriente (fuente ideal con resistencia paralelo) conectadas en paralelo se pueden reemplazar por una fuente de corriente equivalente (fuente ideal equivalente con resistencia paralelo equivalente) correspondiente a la suma algebraica de las fuentes ideales y a la resistencia paralelo equivalente. simplificar una red es transformando las fuentes de voltaje en fuentes de corriente equivalentes o viceversa. Por ejemplo, una fuente de tensión ideal en serie con una resistencia puede representarse, con respecto a sus terminales de salida, como una combinación en paralelo de una fuente ideal de corriente y la resistencia en cuestión,  Este razonamiento se puede aplicar a un inductor o a un capacitador en vez de la resistencia.  La transformación de fuentes simplifica el análisis de un circuito, mediante transformaciones de fuentes. Es posible transformar la combinación fuente de voltaje en serie con una resistencia en una fuente de corriente en paralelo con esta misma resistencia. El valor de la fuente de corriente debe ser igual al valor de la fuente de voltaje dividido ente la resistencia. 3

También es posible transformar la combinación fuente de corriente en paralelo con una  resistencia en

la

combinación

serie

fuente

de

voltaje

con

resistencia.

 El valor de la fuente de voltaje debe ser igual al producto de Is por la resistencia (R).

es importante notar que esta transformación no afecta el cálculo de las corrientes y/o  voltajes de los elementos que no fueron transformados

y

que

se

encuentran

conectados entre las terminales a y b como se

muestra

en

la

imagen

.

sin embargo, si se desea calcular la potencia

que

entrega

la

fuente

transformada, este cálculo debe hacerse utilizando el circuito original y no el transformado.

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EL PRINCIPIO O TEOREMA DE SUPERPOSICIÓN Establece que la respuesta (una corriente o un voltaje) en cualquier parte de un circuito lineal que tenga más de una fuente independiente, se puede obtener como la suma de las respuestas individuales debidas a cada fuente independiente. En otras palabras, en cualquier red resistiva lineal que contenga varias fuentes, el voltaje entre terminales o la corriente a través de cualquier resistor o fuente se puede calcular sumando algebraicamente todos los voltajes o corrientes individuales causados por cada fuente independiente, actuando individualmente. Es decir, todas las demás fuentes de voltaje

independientes se

sustituyen

por cortocircuitos,

y

todas

las fuentes

de

corriente independientes se sustituyen por circuitos abiertos. En cada momento solo hay activa una sola fuente independiente. Las fuentes dependientes permanecen siempre activas. También pueden dejarse activas dos fuentes y desactivarse las demás. Se tratan entonces estas fuentes como una super fuente. Una fuente también puede dividirse en varias fuentes. Sin embargo, el circuito más simple se obtiene cuando una fuente está completamente inactiva.

Ejemplo 1 principio de superposición

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FUENTE IDEAL DE VOLTAJE Una fuente de voltaje ideal es aquella que entrega un voltaje constante a una carga y se representa de la forma siguiente.

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Figura 1.

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En éste caso el voltaje constante entregado por la fuente se tiene entre los puntos A y B indicados, lo que significa que al conectar una carga RL entre los puntos A y B el voltaje suministrado por la fuente permanecerá constante independientemente del valor de RL.

Fuente práctica de voltaje. En la práctica no existen las fuentes ideales de voltaje, ya que siempre existirá cierta caída de voltaje debida a la resistencia interna de la fuente. Esta caída de voltaje se puede modelar representando la resistencia interna de la fuente (RS) conectada en serie con la fuente de voltaje, como se indica en la figura 2.

Figura 2. Fuente práctica de voltaje

FUENTE IDEAL DE CORRIENTE. Una fuente ideal de corriente es aquella que proporciona una corriente constante a una carga y se representa de la forma siguiente. En éste caso la corriente constante entregada por la fuente se tiene entre los puntos A y B indicados, lo que significa que al conectar una carga RL entre los puntos A y B la corriente suministrada por la fuente permanecerá constante independientemente del valor de RL

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Figura 3. Fuente ideal de corriente.

FUENTE PRÁCTICA DE CORRIENTE. En la práctica no existen las fuentes ideales de corriente, ya que siempre existirá cierta pérdida de corriente debido a la resistencia interna de la fuente. Esta pérdida de corriente se puede modelar representando la resistencia interna de la fuente (RS) conectada en paralelo con la fuente de corriente, como se indica en la figura 4.

Figura 4. Fuente práctica de corriente

TRANSFORMACIÓN DE FUENTES. Es posible convertir una fuente de voltaje en una de corriente y viceversa siguiendo el proceso siguiente. Las conversiones anteriores se pueden realizar debido al efecto conocido como equivalencia terminal, lo que significa que, si se conecta una carga RL en las terminales 10

de una fuente de voltaje, tanto la corriente como el voltaje en la carga serán los mismos que se tendrían si la carga fuera alimentada por la fuente de corriente equivalente y viceversa.

NOTA : El profesor debe realizar una breve introducción del experimento y sus objetivos. Así mismo debe permanecer durante toda la sesión del experimento, para responder y formular las preguntas necesarias.

III. EQUIPOS Y MATERIALES

 Simulador MULTISIM, PROTEUS o cualquier otro simulador.  Resistencias  Protoboard  Multimetro  Fuente variable

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IV. PROCEDIMIENTO Para las fuentes prácticas de voltaje y corriente mostradas a la izquierda, realice las transformaciones a fuentes de corriente y/o voltajes correspondientes en los espacios de la derecha

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2. Para cada uno de los casos anteriores utilice el simulador NI MULTISIM y conecte una resistencia de carga RL de 330 ohms, midiendo en todos los casos el voltaje y la corrient de la resistencia de carga (VL e IL). Dibuje nuevamente los circuitos del punto 1 indicando la resistencia de carga RL y sus valores de voltaje y corriente (VL e IL).

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3. Para cada uno de los circuitos anteriores indique como son los voltajes y corrientes en la resistencia de carga comparando los resultados de las fuentes originales con sus equivalentes.

Explique.

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Como podemos ver en los gráficos de cada uno de los circuitos, podemos apreciar que existen cambios tanto en el voltaje y en la intensidad de corriente

V.

CUESTIONARIO 1.

¿Qué significa equivalencia terminal? Equivalencia terminal es el valor obtenido al hacer diferentes tipos de operaciones para hallar un solo valor entre dos puntos

2.

¿Cómo es el valor de la resistencia interna de una fuente de voltaje en comparación con la resistencia interna de su fuente equivalente de corriente? Una fuente de tensión tiene una resistencia interna muy pequeña Es una resistencia deducida por el comportamiento de las fuentes de tensión reales.

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3.

¿Cómo es el valor de la resistencia interna de una fuente de corriente en comparación con la resistencia interna de su fuente equivalente de voltaje? Una fuente de corriente es diferente tiene una resistencia interna muy grande.

VI. BIBLIOGRAFIA

 Hayt, William, Kemmerly, Jack, Análisis de circuitos en ingeniería, McGrawHill, Octava Edición.  Edminister, Joseph, Circuitos eléctricos, McGrawHill, Primera Edición. Sugerida.  Floyd, Thomas, Principios de circuitos eléctricos, McGrawHill, Octava Edición.

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