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• BRYAN FLORES

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1. TEMA: Simulación examen en PROTEUS 2. OBJETIVOS: 

GENERAL: Analizar circuitos en serie, paralelos y mixtos en corriente continua y alterna con la ayuda del software PROTEUS



ESPECIFICOS: -Reconocer los elementos de un circuito con generadores de corriente alterna y visualizarlos en el software PROTEUS. -Comprobar las leyes de nodos, mallas, entre otras y comprobar los cálculos teóricos y experimentales.

3. MARCO TEORICO RAMA, NODO Y LAZO Una rama representa un solo elemento, como una fuente de tensión o un resistor. Un nodo es el punto de conexión entre dos o más ramas. Un lazo es cualquier trayectoria cerrada en un circuito. Corriente alterna Se denomina a la corriente eléctrica en la que la magnitud y el sentido varían cíclicamente. La forma de oscilación de la corriente alterna más comúnmente utilizada es la oscilación senoidal con la que se consigue una transmisión más eficiente de la energía, a tal punto que al hablar de corriente alterna se sobrentiende que se refiere a la corriente alterna senoidal. Sin embargo, en ciertas aplicaciones se utilizan otras formas de oscilación periódicas, tales como la triangular o la cuadrada. Utilizada genéricamente, la CA se refiere a la forma en la cual la electricidad llega a los hogares y a las industrias. Sin embargo, las señales de audio y de radio transmitidas por los cables eléctricos, son también ejemplos de corriente alterna. En estos usos, el fin más importante suele ser la transmisión y recuperación de la información codificada (o modulada) sobre la señal de la CA.

CONEXIONES EN SERIE

Dos o más elementos están en serie si comparten un solo nodo y conducen en consecuencia la misma corriente. CONEXIONES EN PARALELO Dos o más elementos están en paralelo si están conectados a los dos mismos nodos y tienen en consecuencia las mismas tenciones entre sus terminales. LEY DE LA CORRIENTE DE KIRCHHOFF(LCK) La ley de corriente de Kirchhoff (LCK) establece que la suma algebraica de las corrientes que entran a un nodo (o frontera cerrada) es de cero. Matemáticamente, la LCK implica que: 𝑁

∑ 𝑖𝑛 = 0 𝑛=1

Donde N es el número de ramas conectadas al nodo e 𝑖𝑛 es la nésima corriente que entra al (o sale del) nodo. Una forma alterna de la LCK: La suma de las corrientes que entran a un nodo es igual a la suma de las corrientes que salen de él. LEY DE LA TENSION DE KIRCHHOFF (LTK) La ley de tensión de Kirchhoff (LTK) establece que la suma algebraica de todas las tensiones alrededor de una trayectoria cerrada (o lazo) es cero. Matemáticamente, la LCK implica que: 𝑀

∑ 𝑣𝑛 = 0 𝑚=1

Donde M es el número de tensiones (o el número de ramas en el lazo) y 𝑣𝑚 es la nésima tensión. Lo que puede interpretarse como: Suma de caídas de tensión = Suma de aumentos de tensión El teorema de Norton y Thevenin Para circuitos eléctricos es dual del teorema de Thévenin. Se conoce así en honor al ingeniero Edward Lawry Norton, de los Laboratorios Bell, que lo publicó en un informe interno en el año 1926.1 El alemán Hans Ferdinand Mayer llegó a la misma conclusión de forma simultánea e independiente. Establece que cualquier circuito lineal se puede sustituir por una fuente equivalente de intensidad en paralelo con una impedancia equivalente.

Al sustituir un generador de corriente por uno de tensión, el borne positivo del generador de tensión deberá coincidir con el borne positivo del generador de corriente y viceversa.

EL OSCILOSCOPIO El osciloscopio es básicamente un dispositivo de visualización gráfica que muestra señales eléctricas variables en el tiempo. El eje vertical, a partir de ahora denominado Y, representa el voltaje; mientras que el eje horizontal, denominado X, representa el tiempo. Se puede determinar: -Directamente el periodo y el voltaje de una señal. -Indirectamente la frecuencia de una señal. -Determinar que parte de la señal es DC y cual AC. -Localizar averías en un circuito. -Medir la fase entre dos señales. -Determinar que parte de la señal es ruido y como varia este en el tiempo.

4. DESARROLLO DE LA PRÁCTICA 

Demuestre que la onda senoidal 𝒀(𝒕) = 𝒀𝒎𝒔𝒆𝒏(𝒘𝒕) tiene un valor de

𝑉𝑟𝑚𝑠 = 

𝑌𝑚 √2

=

0,50 [𝑉] √2

𝒀𝒎 √𝟐

= 0,35 [𝑉]

El valor eficaz de la siguiente forma de onda es: 1 1 𝑓 = = = 0,5 𝑇 2 𝑦−0=

50−0 20

(𝑥 − 0)

𝑦(𝑡) = 25𝑡

1 𝑡 𝑉𝑟𝑚𝑠 = √ ∫ (25𝑡)2 𝑑𝑡 = √834 = 28,87 [𝑉] 𝑇 0

.

 En un circuito RL la corriente se retrasa respecto a la tensión. VERDADERO

 En un circuito RC la corriente se retrasa respecto a la tensión. FALSO



Si el voltaje y la corriente están en fase el circuito es:



En el circuito de la figura calcular 𝑰𝟏 , 𝑰𝟐 𝒚 𝑰𝟑 .

RR

EJERCICIOS 1.-Calcular Vx en el siguiente circuito.

2.-calcular el equivalente de thevenin del siguiente circuito:



Voltaje Thevenin: El voltímetro nos marca el voltaje de Thevenin



Resistencia de Thevenin: El óhmetro nos marca la resistencia de Thevenin

3.-Calcular ix en el siguiente circuito: El amperímetro nos marca el valor de la corriente buscada.

4.- la intensidad de corriente total que circula por el circuito de la figura en I T=18< 𝟒𝟓º A. Calcular la diferencia de potencial entre los puntos A y B.

El voltímetro nos marca la diferencia de potencial entre los puntos A y B.

Este es un generador de corriente alterna con forma de onda sinusoidal, configurada con un valor RMS de 18 Amperios, con un ángulo de desfase de 45º y una frecuencia de 60Hz.

El osciloscopio muestra lo siguiente:

Donde la onda de color amarillo corresponde a la generada por el voltaje que corresponde a la fuente de corriente IT , la azul al de la resistencia de 20 0hm y la verde a la del inductor de 15.9155mh que equivale a j6 en el dominio de la frecuencia (considerando una frecuencia de 60Hz). 5.-La potencia total disipada por el circuito de la figura es de 1100 vatios, calcular la potencia de cada elemento y la lectura del amperímetro.

Resolución en proteus: Los wattmeters me dan la potencia en cada elemento que sumadas me da la potencia disipado por todo el circuito mostrado en la figura del problema, además el amperímetro nos muestra el valor de corriente que corresponde a esa potencia en este circuito.

En este ejercicio se dio como parámetro a la fuente que genera una corriente con forma sinusoidal una frecuencia de 60Hz, sin desfase, además el valor RMS mostrado se calculó con la fórmula de la potencia P=I2R se despejo la I y dio como resultado ese valor RMS.

5. CONCLUSIONES  Cuando un circuito que solo está conectado a fuentes de voltaje y corriente continua, los inductores se hacen cortocircuito y los capacitores circuito abierto.  Cuando se trabaja con fasores se pueden aplicar las mismas técnicas usadas para analizar circuitos en corriente continua siendo así las leyes de Kirchhoff, el análisis nodal y de mallase incluso la ley Ohm.  Los voltímetros y amperímetros nos muestran el valor efectivo de la tensión y corriente respectivamente (valor rms, es decir la amplitud de la onda generada en corriente alterna) 6. RECOMENDACIONES  Cuando se trabaja en corriente alterna es conveniente transformar los elementos del circuito del dominio del tiempo al dominio de la frecuencia, dicho de otro modo, es conveniente trabajar con fasores.  Para ver la forma de onda de la corriente se debe usar un osiloscopio.  Usar el software proteus para verificar si coinciden los valores calculados manualmente con los marcados por el software. 7. FUENTES DE INVESTIGACIÓN

-charles, alexander. & matthew, sadiku. (2006). fundamentos de circuitos electricos (3ed.). me: mcgraw-hill. - recuperado (04/11/2017) de: https://estudiosdelafisica.wordpress.com/2015/04/01/gustav-kirchhoff/