Laboratorio #8 Unprg

 

  UNIVERSIDAD NACIONAL PEDRO RUIZ GALLO FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA ELECTRICA

CURSO:  LABORATORIO DE CIRCUITOS ELECTRICOS I

LABORATORIO N° 8

TITULO: POTENCIA Y MAXIMA TRANSFERENCIA TRANSFERENCIA DE POTENCIA

DOCENTE: GUTIERREZ ATOCHE EGBERTO

NOMBRE: REYES PARRILLA RICHAR N.

23 de Enero del 2017

 

 

LABORATORIO N° 08 POTENCIA Y MAXIMA TRANSFERENCIA DE POTENCIA

 

I) OBJETIVOS:

 

Demostrar que la potencia disipada por por elementos pasivos es igual a

 

la potencia entregada por elementos activos. Analizar y verificar en forma experimental el teorema de la máxima potencia de tranferencia.

II) FUNDAMENTO TEORIO

- 

Potencia: La potencia disipada por un dispositivo en la transformación de la energía eléctrica en energía calorífica, viene dada por las fórmulas:

P=I2xR P=E2/R

- 

Teorema de la máxima transferencia de potencia:  se refiere al estudio de una carga R L que conectada a un dipolo activo puede obtener una potencia lo mayor posible.  Consideremos un dipolo con fuentes reales:

D.A

 

RL 

Para hallar la potencia de R l máxima, se puede aplicar el teorema de Thevenin y representar al dipolo por una fuente de tensión real y de esta manera obtener la formulad de PRL:

 

 

=

  + 

=×

 



   + 

   = . = ℎ ×

 ( +  )

 

Para conseguir la condición de máximo, hay que derivar e igualar a cero en función de la variable RL.

 

=

 

(   +  ) − 2 (   +  )   = 0  × (   +  )

(   +  ) = 2 (   +  )    =   

De igual manera podemos obtener la misma condición evaluando por Norton.

  =

  =

 

4

 

( )  4

 

 

La primera condición se ha desarrollado por Thevenin, mientras que la segunda es por Norton. NOTA:  la potencia máxima no implica que la tensión ni la corriente sean máximas. La eficiencia viene dada por:

=

  



III) COMPONENTES, EQUIPOS E INSTRUMENTOS

 

Fuentes de poder: Las fuentes que se ha utilizado en la práctica de laboratorio es la que se muestra en la figura, el regulador es manual y gracias a esta convertimos la corriente alterna en corriente continua. El voltaje máximo que brinda esta fuente es de 18.35 V y mínimo de 1.35 V, además se han utilizado utili zado un cargador de celular de 5.11V.

 

Un protoboard: Como se sabe el protoboard es un instrumento muy importante en el aprendizaje básico de circuitos eléctricos, ya que nos ayuda a construir y probar  prototipos de circuitos antes de llegar a la impresión mecánica de estos, en sistemas de de  producción comercial. 

 

  Resistores

de carbón de varios valores: Para esta ocasión se han utilizado resistores de carbón de 3kΩ, 3.3kΩ y de 1 kΩ, la razón por la que se han escogido estos valores pequeños, es que la precisión de la intensidad de corriente es más notable para estos, que para las resistencia de valores elevados. 

 

Un multitester digital: Como hasta ahora, la mayoría de nosotros sabemos los  beneficios y cuidados que debemos tener en cuenta al utilizar un voltímetro, es que es tedioso manifestar cada uno de los puntos que se debe tener en cuenta para su utilización, se dará entonces solo las características físicas de este; el multitester multitest er que se ha utilizado para medir los diferentes voltajes, en nuestro trabajo ha sido un multitester amarillo digital marca TECH modelo TM-132

 

VI) PROCEDIMIENTO 1.  Dibujar el siguiente circuito eléctrico resistivo en el computador.

2.  Dar cualquier valor a los resistores del circuito eléctrico ( valor de la resistencia :  , ,     ) 3.  Regular las fuentes de      ( asignar valores )

 

4.  5.  6.  7. 

Colocar el resistor de mayor valor de   hasta cero ( corto circuito) Tomar las correspondientes lecturas de   ,   y anótelos en la tabla 01. Calcular el valor    Medir con el ohmímetro los valores de los resistores utilizados.

V) CUESTIONARIO 1.  De la figura 01. Confeccione Confeccione una tabla indicando la potencia de la carga    que consume    anótelo en la tabla 01. N IL(µA) VL(V)

RL(KΩ) 

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

434.79 416.67 400.01 384.62 370.38 357.15 344.83 333.34 322.59 312.51 303.04 294.12 285.72 277.78 270.28 0.43

0.83

1.2

1.54

1.85

2.14

2.41

2.67

2.9

3.12

3.33

3.53

3.71

3.89

4.05

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

2.  Graficar   ,    y   en función de   con el que se obtiene la máxima potencia de transferencia.

VL(V) 4.5 4 3.5 3 2.5 2 1.5 1 0.5 0 1

2

3

4

5

6

7

8 VL(V)

9

10

11

12

13

14

15

 

 

IL(µA) 500 450 400 350 300 250 200 150 100 50 0 1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

9

10

11

12

13

14

15

IL(µA)

PL(µw) 1200 1000 800 600 400 200 0 1

2

3

4

5

6

7

8

14

15

 

3) calcule para cada caso de    la eficiencia “n” tabla 02 N IL(µA) VL(V) RL(KΩ)   RL(KΩ) P(µW) n

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

434.79 416.67 400.01 384.62 370.38 357.15 344.83 333.34 322.59 312.51 303.04 294.12 285.72 277.78

270.28

0.43

0.83

1.2

1.54

1.85

2.14

2.41

2.67

2.9

3.12

3.33

3.53

3.71

3.89

4.05

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

186.96 345.84 480.01 592.31 685.20 764.30 831.04 890.02 935.51 975.03 1009.1 1038.2 1060.0 1080.6 1094.63 0.138

0.256

0.355

0.438

0.507

0.565

0.615

0.658

0.692

0.721

0.746

0.768

0.784

correspondiente te 4) graficar “n” en función de    y determinar el valor de “n” correspondien al valor    que da la potencia máxima.

n 0.900 0.800 0.700 0.600 0.500 0.400 0.300 0.200 0.100 0.000 1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

n

5) Comparar el valor de R L obtenido gráficamente que da la máxima potencia con la resistencia que presenta la red pasiva entre los bornes de R L del circuito. De la figura n°01 anótelos en la tabla # 03.

RL(E)

RL(T)

EA

ER%

15K

22K

7K

31.81

0.799

0.810

 

6) Dar el circuito Thevenin equivalente la red activa que alimenta R L en el circuito utilizado, de la figura 01 mostrando el valor de la resistencia R L que absorbe la máxima potencia transferida y la eficiencia n. 

7) Dibujar el circuito eléctrico resistivo de la figura 01 en el computador.

CIRCUITO E

 

9) Dibujar en el programa de simulación el circuito equivalente de thevenin y comprobar que la IL en este circuito es igual IL del circuito original d la fig 01

10) cuales son las aplicaciones practicas en electricidad de este teorema

 

Un ejemplo práctico son los sistemas de distribución de energía eléctrica, en los que se necesita transferirla máxima energía generada hacia los usuarios.

  Otro ejemplo más sencillo sería los artefactos electrodomésticos que se podrían



clasificar como planchas, tostadoras, u otros, donde se necesita aprovecharla máxima energía que llega por corriente en casa cas a 

 

CONCLUSIONES  

Al realizar esta guía, hemos encontrado una manera muy eficiente y confiable  para encontrar el valor en donde se da la máxima transferencia de potencia. 

 

Se ha llegado a desarrollar la totalidad de los objetivos trazados al inicio, y se han demostrado teórica y experimentalmente el teorema de la máxima transferencia de potencia. 

 

El teorema de Thevenin y Norton, guardan una estrecha relación con el teorema de máxima transferencia de potencia 

REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS

  http://unicrom.com/conversion-estrella-delta-y-delta-estrella   https://analisisdecircuitos1.wordpress.com/parte-1-circuitos-resistivos-cap-11-a-





20-en-construccion/capitulo-19-transformacion-delta-estrella-y-estrella-delta   http://www2.fisica.unlp.edu.ar/materias/FEIII/OLD/2014/FE3_RESISTENCIA_ 



ELECTRICA.pdf   http://www.dcb.unam.mx/users/franciscompr/docs/CC_Resistores.pdf   http://unicrom.com/potenciometro-reostato-resistencia-resistor-variable



