Clculos del experimento

Desarrollo experimental

Material usado

Fuente de alimentacin de corriente directa.ProtoboardResistencias 990, 99.2, 552, 990, 1470, 2180, 2960, 3150.Multimetro Cables caimn-caimnCables utp

Figura 2.1 - Materiales usados durante elexperimento

Figura 2.2 - Resistencias, cable utp y protoboard usado durante elexperimento

Metodologa usada en el uso de los instrumentos de medicin.

Con el circuito ya armado previamente el cual consta de una fuente de alimentacin en corriente directay 2 resistencias conectadas en serie a la fuente de alimentacin, de estas 2 resistencias una resistenciaes fija y tiene un valor de 990, la otra es una resistencia de carga la cual varia durante el experimentopara obtener diferentes potencias disipadas en la misma.

Posteriormente proced a medir el voltaje de las resistencias de carga, una por una, esto debido a quesolo contaba con un multimetro y es mas rpido medir primero el voltaje de las resistencias de carga yposteriormente medir las corrientes que actan a traves ellas para no estar abriendo y cerrando elcircuito constantemente, sino que solo se cambia la resistencia de carga, haciendo el proceso mas gil.

Antes de conectar el circuito a la fuente de alimentacin, ajuste el valor de esta a 10 V, encendindola atravs del botn rojo de encendido y girando la perilla de ajuste de voltaje (La fuente ya ajustada semuestra en la figura 2.3).

Una vez ajustada la fuente proced a conectarla al circuito y para medir el voltaje de la resistencia decarga de 99.2 . Para conectar el multimetro para medir corriente coloque sus terminales en paralelo ala resistencia de carga de 99.2 . Antes de energizar el circuito configure el multimetro para quemidiera corriente girando la perilla de este a la posicin [2-V]. Hecho esto, prosegu con encender lafuente de alimentacin del circuito. Registrando as mi primer medicin de .905 V la cual se muestraen la figura 2.4.

Figura 2.3

Ya obtenida mi medicin, desenergize el circuito y sustitu la resistencia de carga por la de 552 de lacual ahora medira corriente. nicamente gire la perilla del multimetro a la posicin [20 V] y volv aencender la fuente de alimentacin para obtener mi segunda medicin con un valor de 3.54 V la cual semuestra en la figura 2.5.

Figura 2.4

Figura 2.5

Volv a apagar la fuente de alimentacin y retire la resistencia de carga para colocar ahora la de 990 ,nuevamente encend la fuente de alimentacin, para obtener un valor de 4.66 V el cual se muestra en lafigura 4.6.

Para mi cuarta medicin volv a apagar la fuente y sustitu la resistencia de carga por una nueva de1470 , re-encend la fuente y obtuve la medicin de 5.93 V que se muestra en la figura 2.7.

Figura 2.6

Figura 2.7

Ya obtenida la medicin apague la fuente de alimentacin y volv a cambiar la resistencia de carga, enesta ocasin por una de 2180 . Encend mi fuente de poder para as obtener una medicin de 6.82 Vmostrada en la figura 2.8.

Nuevamente apague la fuente de alimentacin y cambie la resistencia de carga por una de 2960. Volv aencender la fuente de alimentacin y obtuve una lectura de 7.43 V la cual se muestra en la figura 2.9.

Figura 2.8

Figura 2.9

Para mi ultima medicin, apague la fuente de poder y sustitu la resistencia de carga por la ultima lacual tenia un valor de 3150 . Encend la fuente de poder y obtuve un dato de 7.56 V, una vez obtenidami medicin apague la fuente de poder.

Ya que obtuve todas las lecturas de los voltajes en las resistencias de carga, prosegu a medir lascorrientes de las resistencias de carga. Para esto desconecte las terminales del multimetro de laresistencia de carga, abr el circuito entre la resistencia fija de 990 y la resistencia de carga paracolocar ah las terminales del circuito y medir as corriente, una vez conectado el multimetro proced aajustarlo girando la perilla a la posicin [20m-A]. Cambie la resistencia de carga por la de menor valorque es la de 99.2 . Una vez hecho todo esto, el circuito estaba listo para ser medido (Figura 2.11), asque encend la fuente de alimentacin presionando el botn rojo de encendido para as obtener unamedicin de 9.17 mA (Figura 2.12 y 2.12)

Figura 2.10

Circuito preparado para medir corriente

Medicin de la corriente obtenida para la resistencia de 99.2

Figura 2.11

Figura 2.12 Figura 2.13

Una vez obtenida mi primera medicin de corriente continu por medir la corriente en la siguienteresistencia de carga la cual posea un valor de 552. Apague la fuente de voltaje e hice el cambio deresistencias en el circuito, volv a encender la fuente de poder para obtener un nuevo dato de

Figura 2.14

Figura 2.15 Figura 2.16

Ya obtenida mi medicin, apague la fuente de poder, y nicamente sustitu la resistencia de carga de552 por otra con un valor de 880 , volv a encender la fuente de poder y obtuve un dato de 5.31 mAel circuito con la resistencia de carga de 880 se muestra en la figura 2.17, y la medicin obtenida enla figura 2.18.

Para mi cuarta medicin de corriente apague la fuente de alimentacin y retire la resistencia de carga de880 para poner ahora una resistencia de carga de 1470 . Encend la fuente de alimentacin y obtuveun valor de 4.04 mA, el circuito con la resistencia de 1470 se muestra en la figura 1.19 y el datoobtenido en la medicin se muestra en la figura 1.20.

Figura 2.17Figura 2.18

Figura 1.19Figura 1.20

Continu por medir la corriente de la quinta resistencia apagando primero la fuente y sustituyendo laresistencia de carga de 1470 por la resistencia de carga de 2180 del circuito, una vez hecho estoencend la fuente de voltaje para as energizar el circuito y obtener una nueva medicin de 3.15 mA, lacual se muestra en la figura 1.22, mientras que el circuito con la resistencia de carga de 2180 , semuestra en la figura 1.22.

Una vez obtenida la medicin de la resistencia de carga de 2180 , proced a medir la corriente quecircula por la resistencia de 2960 , sustituyendo primero la de 2180 por la de 2960 en elcircuito, hecho esto encend la fuente de voltaje para obtener una medicin de 2.51 mA, mostrada en lafigura 1.24.

Figura 1.21

Figura 1.22

Figura 2.23 Figura 2.24

Para mi ultima medicin med la corriente que circula por la resistencia de 3150 , al reemplazar laresistencia de 2960 por esta no sin antes apagar la fuente de alimentacin, el circuito listo se muestra enla figura 2.25. Encend la fuente de alimentacin para obtener mi ultima medicin la cual se muestra enla figura 2.26 y tenia un valor de

Figura 2.25Figura 2.26

Resultados obtenidos

R () I (mA) V (Volts) Potencia (mW)Valor

tericoValor

simuladoValor

experimentalValor

tericoValor

simuladoValor

experimentalValor terico Valor

simuladoValor

experimental

99.2 9.18 9.181 9.17 .911 .911 .905 8.362 8.362 8.29

552 6.48 6.485 6.48 3.58 3.580 3.54 23.21 23.215 22.93

990 5.05 5.051 5.31 4.99 5.000 4.66 25.24 25.254 24.74

1470 4.06 4.065 4.04 5.97 5.976 5.93 24.29 24.294 23.95

2180 3.15 3.156 3.15 6.87 6.877 6.82 21.69 21.696 21.483

2960 2.53 2.532 2.51 7.49 7.493 7.43 18.97 18.975 18.65

3150 2.41 2.416 2.39 7.6 7.608 7.56 18.38 18.383 18.06

99.2 552 990 1470 2180 2960 31500

5

10

15

20

25

30

Resultados simulados

Resistencia en Ohms

Pot

enci

a en

mW

99.2 552 990 1470 2180 2960 31500

5

10

15

20

25

30

Resultados teoricos

Resistencia en Ohms

Pot

enci

a en

mW

99.2 552 990 1470 2180 2960 31500

5

10

15

20

25

30

Resultados experimentales

Resistencia en Ohms

Pot

enci

a en

mW

Anlisis de resultados

Analizando de manera rpida la tabla se puede concluir que los resultados obtenidos en el experimentodel laboratorio, y en el anlisis terico, son muy parecidos o iguales en algunos casos, por lo tanto soncorrectos pues los datos obtenidos se sustentan con los valores obtenidos de la simulacin de loscircuitos en la paquetera de Multisim.

El objetivo de esta practica es comprobar el teorema de mxima transferencia, al revisar las 3 grficasde la seccin de anlisis de resultados se observa que la potencia tiene un valor mximo cuando laresistencia de carga tiene un valor igual a la resistencia de Thevenin, y toma un valor menor tambin enlas 3 grficas cuando sus valores son por mucho menores o mayores al de la resistencia de carga, altener un valor en la resistencia de carga un poco menor al de la resistencia de Thevenin, es decir 552Ohms la potencia comienza a disminuir, cuando se llega al menor valor de la resistencia de carga en elanlisis que es de 99.2 Ohms, la potencia baja muy bruscamente, analizando los valores de laresistencia de carga mayores al de la resistencia de Thevenin, pasa el mismo fenmeno, la potenciacomienza a bajar poco a poco conforme se aumenta el valor de las resistencias de carga hasta llegar ala resistencia de anlisis de valor mas alto (3150 Ohms) se observa que en este extremo la potencia noes tan baja como con la resistencia de carga de 99.2 Ohms, lo que esto nos dice es que se necesitanvalores de resistencia mas altos para que esta potencia tenga valores mas bajos. Todo lo mencionado enesta pequea parte del anlisis es lo que nos dice el teorema de mxima transferencia de potencia altener 3 tipos de anlisis distintos se puede demostrar el teorema.

Cabe mencionar que en la grfica de los resultados experimentales, el valor de la potencia es un pocomenor al observado en las grficas de los resultados tericos y de resultados simulados, estaanormalidad puede ser causada por una variacin de la fuente de poder al realizar la medicin o a elcambio del valor de la resistencia ya que al realizar el anlisis cambie de resistencia debido a queextravi la resistencia original, aun as la diferencia de valores no puede ser tan grande entre una y otraresistencia.

Conclusiones

La importancia de este tema es que en muchas situaciones prcticas, un circuito se disea parasuministrar potencia a una carga. Hay aplicaciones en reas como comunicaciones en las que esdeseable maximizar la potencia suministrada a una carga. En el rea de las comunicaciones el estudiode la potencia en los circuitos es muy importante, tanto que existen ramas completas de la ingenieradedicada al estudio de esta. Es por eso que es necesario el estudio de la potencia en un circuito.

En la presente practica observe como la potencia puede ser controlada (en este caso maximizada),mediante el uso de distintos valores de impedancia, esto puede ser til cuando se conoce el valorresistivo dentro de una fuente de alimentacin y se quiere aumentar la potencia que suministra la fuentede alimentacin a un circuito.

Bibliografa

Charles K. Alexander, Fundamentos de Circuitos elctricos.

Tercera edicin, Traduccin: Aristeo Vera Bermdez

Cleveland State University, McGraw-Hill, 2006