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CIRCUITOS ELÉCTRICOS II EXPERIMENTO Nº 5

EXPERIMENTO Nº 5

TEOREMA DE THEVENIN EN REGIMEN ALTERNO SENOIDAL


Y PUENTE DE IMPEDANCIAS

OBJETIVO:Analizar en forma experimental el Teorema propuesto y el puente de

impedancias. El alumno obtendrá en forma práctica los valores del circuito equivalente thevenin, con lo cual se simplifica el análisis de circuitos complejos. Así mismo verificará en forma práctica la aplicación del puente de impedancia.

MATERIAL Y EQUIPO:- Osciloscopio- Generador de funciones- 1 Multímetro digital- 5 Resistencias: 1 K ,1.2 K, 2 K y 2 de 2.2 K- 2 Potenciómetros de 10 K- 2 Condensadores: 0.01 F, 0.047 F- 1 Bobina: 3.9H- Protoboard. - Alicate

PROCEDIMIENTO:a. Arme el circuito de la figura 1:

Figura 1

b. Regule el generador para una señal senoidal de amplitud y frecuencia que se indica en la Figura 1.

c. Coloque en c-d la resistencia de 2 K como carga y medir la tensión en ella:


V=53.531mV

TENSIÓN THEVENIN

d. Mida la tensión de los puntos c-d a circuito abierto:

V=1.333 V

IMPEDANCIA THEVENIN

e. Retire el generador y conectarlo en los bornes c-d cortocircuitando los puntos


a-b, tal como se muestra en la fig. 2

Figura 2

f. Mida la tensión entre c y d, y de la resistencia de 2.2 K ubicada en serie para determinar la impedancia equivalente:

VR


PUENTE DE IMPEDANCIA


Figura 3

g. Coloque los potenciómetros en su valor medio aproximadamente y energice la red con el generador como en la primera parte, y mida la tensión en c-d.

V= 690.607 mV

h. Regule el potenciómetro R2 hasta conseguir que en el multímetro (en c-d) indique el mínimo de tensión. Anote los valores de la nueva tensión y de la resistencia R2.


Voltaje mínimo:

V=631.012mV

R2=4000Ω

i. Manteniendo R2 del paso anterior, regular el potenciómetro Rp hasta conseguir otro mínimo de Vcd, el cual debe seguir disminuyendo. Anote igualmente estos nuevos valores.

Tener mucho cuidado con la escala y con los movimientos bruscos que pueden elevar rápidamente el valor de V.

Voltaje mínimo:

Vcd=388.727mV

RP= 7500 Ωj. Siga el procedimiento regulando sucesivamente R2 y Rp en forma alternada hasta el punto más cercano al equilibrio del puente: idealmente Vcd = 0. Tome 3 muestras mínimas adicionales, anotando los valores respectivos.


Si es necesario colocar capacidades menores que Cp en paralelo y/o conectar resistencias en serie a los potenciómetros. Esto queda a criterio de los alumnos y es función de los elementos utilizados y sus tolerancias.Pueden hacerse varios experimentos para medir otras capacidades.

Nota: Para medir los valores de la resistencia, cada vez que se obtenga el equilibrio del puente, se debe tomar las precauciones del caso. Anotar las características de los demás elementos utilizados.

CUESTIONARIO

PRIMERA MUESTRA SEGUNDA MUESTRA TERCERA MUESTRA

R2 (KΩ) 5.645 5.6434 5.642RP (KΩ) 10.350 10.346 10.3437

Vcd (uV) 780.373 527.76 310.199


1. Presente, mediante un esquema el circuito equivalente thevenin del experimento, detallando todos sus valores.

2. ¿Qué precauciones tomó en cuenta para obtener el módulo y argumento de la impedancia Thevenin?

Para obtener el módulo de la impedancia se ha tenido que cortocircuitar la fuente de tensión y sacar la resistencia ubicada entre c y d (2KΩ), luego se ha medido con el ohmímetro entre c y d para verificar el resultado que salió en la operación según los conocimientos teóricos.El argumento de la impedancia va ha depender de los valores óhmicos de la inductancia y de la capacitancia.

3- Simule el puente de impedancia y compare con los resultados del experimento

La diferencia entre los resultados simulados y experimentados depende de los componentes del circuito y del generador de señal

4. ¿Qué arreglos se tiene que realizar en el puente de impedancia?

Para equilibrar el puente de impedancia no basta con modificar la R2 y la RP, sino se tiene que conectar en serie resistencia de 350 Ω aprox a la resistencia RP

INFORME

1.Para el Thevenin, presente un cuadro comparativo de los resultados experimentales, teóricos y simulados, indicando los errores porcentuales,


explique las causas de las divergencias.

Hallando la impedancia Thevenin:

Hallando la tensión Thevenin:

Z1 Z2 Z3


Hallando la intensidad que pasa por la resistencia de 5K:

ERRORES:

Error absoluto Error relativo %Zth (KΩ) 0.928 1.91

Vth (V) 0.0104 0.788I (mA) 0.0008 2.985

2. Del circuito de la Fig. 3 obtener teóricamente la condición de equilibrio del puente utilizado y deducir las ecuaciones, para calcular Cx y Rx en función del resto de los elementos del circuito.

Valoresteóricos

Valoresmedidos

Valoressimulados

Zth (KΩ) 48.692 49.6 49.62 Vth (V) 1.3196 1.3 1.33

I (mA) 0.0268 0.025 0.026


3. A partir de los valores medidos en los potenciómetros, y en base a las fórmulas obtenida en el paso anterior, determine los valores de Cx y Rx y compárelo con su valor real; comente su resultado.

4. Anote las observaciones y conclusiones del experimento.

Observaciones y conclusiones del experimento:

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