Lab 9 de Electricos

7/24/2019 Lab 9 de Electricos

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UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAOFACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA Y ELECTRÓNICAESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA ELÉCTRICA

ANÁLISIS DE CIRCUITOS ELÉCTRICOS I

LABORATORIOS No 09: MÁXIMA TRANSFERENCIA DE POTENCIA PROFESOR: Ing. SOLIS FARFAN ROBERTO ENRIQUE

I. OBJETIVO:

- Comprobar en forma experimental el teorema de la Maxima Transferencia de

Potencia

- Adiestrar al alumno en el conexionado y el manejo del Watimetro

II. FUNDAMENTO TEÓRICO:

TEOREMA DE LA MÁXIMA TRANSFERENCIA DE POTENCIA

El teorema de la máxima trans!r!n"ia #! $%t!n"ia nos enseña que una fuente

de tensión independiente en serie con una resistencia R s o una fuente de corriente

independiente en paralelo con una resistencia R s proporciona la potencia m!xima a la

resistencia de car"a R # que satisface la relación$ R L R s%

Este teorema tambi&n plantea lo si"uiente$

Una carga recibirá una potencia máxima de una red bilateral lineal de cd cuando su

valor total resistivo sea exactamente igual a la resistencia de thevenin. Esto significa

que la potencia entregada por las fuentes del circuito activo serán repartidas en igual

cantidad a la resistencia interna del circuito y a la carga externa conectada.

Cuando se llegue a la condición de la máxima transferencia de potencia, la máxima

eficiencia de una red activa lineal será igual al 5!.

Considere el esquema de la fi"ura '%

e

-

+

"#

" $

(i"% ' (uente de tensión )e* en serie con la resistencia " s

que alimenta a la resistencia de car"a " $.



!" V!" V

-

+

+

-

"%

"&

"' "

(

A

B

+ '

, . /

+ 0

, .1 /

+ 2

, '13 /

+ 4

, 05/

)ig %

#a potencia en la resistencia de car"a es$

L

2

LS

L

2R

RR

eRIP

+

==

Para encontrar el 6alor m!ximo 7acemos la deri6ada con respecto a " $ i"ual a cero$

0RRR

e

dR

d

dR

dPL

2

LSLL

=

+

=

(inalmente para la condición de m!xima transferencia de potencia$ R L

& R S %

8ay que tener en cuenta que la potencia proporcionada a un elemento resisti6o no puede

determinarse usando el principio de la superposición sino debe determinarse usando la

corriente total y el 6oltaje total que pasa por el elemento%

III. MATERIALES Y E#UIPOS:

- 9os fuentes de tensión de corriente directa%

- :n amper;metro de corriente directa

- :n 6olt;metro de corriente directa

- :n mult;metro di"ital- +esistencias de . .1 '13 y 05 Ω

- Cables de conexión

- :n <at;metro 9C

IV. PROCEDIMIENTO



'% Montar el circuito de la (i"ura '% 9esconecte la resistencia R4 y mida la tensión

entre los puntos A y =%

0% 8alle la resistencia equi6alente 6ista desde los puntos A y =%

2% :se el circuito T7e6enin equi6alente para determinar la corriente en la resistenciaR4 y la tensión VAB%

4% 9eterminar el 6alor de la resistencia que debe ponerse en el lu"ar de R4 de la fi"ura

>o 0 que implica la m!xima transferencia de potencia%

% Monte el circuito de la fi"ura 2 y considere R4 un reóstato de 3 Ω% <ariando el

reóstato desde su mayor 6alor apunte la lectura del 6at;metro cuando esta sea

m!xima% ?uite el reóstato del circuito y mida su 6alor ó7mico compare con el

6alor 7allado en @5%

V. CUESTIONARIO

!. D$%&$s'($ )*)+,'-)%$*'$ $+ T$o($%) /$ +) M1-%) T()*s2$($*-) /$Po'$*-)

9EMBT+ACDB> 9E# TEB+EMA 9E MADMA T+A>(E+E>CDA 9E PBTE>CDA$

F G A7ora deri6ando est! expresión respecto a %

'<'<

-

+

+

-

"%

"&

"'

"(

A

B

)ig. &

3+

+



4. D$+ G()2-o /$ +) 2-5&() ! /$'$(%-*$ +) ($s-s'$*-) $6&-7)+$*'$ T8$7$*-*$*'($ +os &*'os A B

;. Co%)($ +) ($s-s'$*-) 8)++)/) $* +) ($5&*') )*'$(-o( o* +) ($s-s'$*-)8)++)/) . <#&= &$/$ /$-( )+ ($s$'o>

+eq @Experimental , 0.0 /

+eq @Teórica , 0.022H/

>otamos que las resistencias son muy cercanas quiere decir que el porcentaje de

error es m;nimo% Esto quiere decir que los reóstatos fueron calibrados de manera

correcta y las mediciones se 7icieron de la misma manera

?. <C&+$s s$(,)* +)s )+-)-o*$s ('-)s /$ $s'os '$o($%)s>

El objetivo de varios circuitos electrónicos es entregar la máxima potencia a un resistor

de carga o como ajustar la carga para efectuar la transferencia de potencia máxima.

Esto se da cuando la resistencia de carga se hace igual a la resistencia del equivalente

de Thevenin. Para una línea de transmisión eléctrica, el objetivo es entregar tanta

potencia de la fuente como sea posible a la carga.

". <Po( 6&= No s$ )+-) $* +,*$)s /$ '()*s%-s-@*>

Para una m!xima transferencia de potencia desde la fuente a la car"a @o sea sin

ener";a reflejada una l;nea de transmisión debe terminar se en una car"a

puramente resisti6a i"ual a la impedancia caracter;stica de la l;nea% #a

impedancia caracter;stica @I3 de una l;nea de transmisión es una cantidad

compleja que se expresa en o7ms que idealmente es independiente de la

lon"itud de la l;nea y que no puede medirse% #a impedancia caracter;stica @que a

6eces se llama resistencia a descar"a se define como la impedancia que se 6e

desde una l;nea infinitamente lar"a o la impedancia que se 6e desde el lar"o

finito de una l;nea que se termina en una car"a totalmente resisti6a i"ual a la

impedancia caracter;stica de la l;nea% :na l;nea de transmisión almacena ener";a

en su inductancia y capacitancia distribuida% i la l;nea es infinitamente lar"a



puede almacenar ener";a indefinidamenteG est! entrando ener";a a la l;nea desde

la fuente y nin"una se re"resa% Por lo tanto la l;nea actJa como un resistor que

disipa toda la ener";a% e puede simular l;nea infinita si se termina una l;nea

finita con una car"a puramente resisti6a i"ual a I toda la ener";a que entra a 7a

l;nea desde la fuente se disipa en la car"a @esto supone una l;nea totalmente sin

p&rdidas%

. R$)+-)( +) S-%&+)-@* $* PS-$ /$ +os -(&-'os /$ +) 2-5&()s No ! No 4.A/&*')(+o )+ -*2o(%$ -*+&$*/o +)s 5(2-)s ($s$'-7)s.

VI. CONCLUSIONES:

- Comprobamos el teorema de m!xima transferencia de potencia al 6er que #a

resistencia equi6alente en T7e6enin es i"ual a la resistencia +# % Comprobamos

que los resultados se asemejan muc7o%- Aplicando lo aprendido en clase sobre la m!xima transferencia de potencia%

8allamos la potencia m!xima que es i"ual a '5.52 W%

- #a potencia que 7allamos de manera experimental es ' W%

- Comprobamos la intensidad de manera teorica para as; poder "raduar de manera

correcta el 6at;metro y no causar daños en los instrumentos de medición%

- >os damos cuenta mediante el an!lisis pre6ioPara una línea de transmisión

eléctrica, el objetivo es entregar tanta potencia de la fuente como sea posible a la

carga.

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