Objetivos:

Universidad Tecnolgica de Panam Facultad de Ingeniera Elctrica

LaboratorioTeoremas de Thvenin y Norton

Objetivos:

Demostrar experimentalmente la validez del teorema de Thvenin y Norton para la reduccin de circuitos.

Introduccin Terica:

El teorema de Thvenin y su dual, el teorema de Norton pueden ser utilizados para simplificar el anlisis de un circuito o de una seccin de un circuito muy complejo, llevndolo a un simple circuito equivalente.El teorema de Thvenin establece que cualquier circuito conectado entre dos terminales, puede ser reemplazado por un circuito equivalente consistente en una fuente de voltaje, llamado voltaje Thvenin, en serie con una resistencia Rth (resistencia Thvenin). El voltaje Thvenin se obtiene determinando el voltaje de circuito abierto entre los terminales del circuito original. La resistencia equivalente de la red desde sus 2 terminales, con todas las fuentes desactivadas.El Teorema de Norton es similar al Teorema de Thvenin, slo que en este caso, el circuito equivalente consta de una fuente ideal de corriente, llamada corriente Norton, en paralelo con una resistencia, Rn (resistencia de Norton). La corriente de Norton constituye la corriente de la red original, de estar estos en corto circuito, y la resistencia Norton se encuentra en forma idntica a la resistencia Thvenin.

Parte A:

Materiales y Equipo:

Fuente de Poder C.D.

Multmetros Digitales (2)

Resistores de W: R 1 =1.5 K( , R2 = 2.2 K( , R3 = 2.2 K( , R 4= 3.3 K( , R5 = 5K( .

Potencimetro de 5K(.

Procedimiento:

1. Anlisis del circuito original.

1.1 Arme el circuito mostrado en la figura 1.

Figura 1

1.2 Conecte la fuente de poder entre los terminales A A', ajstela a 20 V C.D.

1.3 Tome las lecturas de corriente y voltaje a travs de la resistencia de carga R1I = ___________________mA (medido)

V= _________________ V (medido)1.4. Coinciden las respuestas obtenidas por medicin con los valores tericos esperados? Calcule el % de error.

1.5 Proceda a desconectar la fuente de poder.

2. Medicin de la Resistencia Thvenin.

2.1 Conecte los terminales A- A'

2.2.Desconecte la resistencia de carga R1 entre los terminales B- B' conecte un multmetro como ohmimetro, tal como se muestra en la figura 6-2.

Figura 2

2.3. Tome la lectura de la resistencia de Thvenin.

Rth = _________________K.

3. Medicin de Voltaje Thvenin.

3.1 Para determinar el voltaje Thvenin experimentalmente debe proceder a armar el circuito original, desconectando la resistencia de carga R1, tal como se muestra en la figura 6-3.

Figura 6-3

3.2 La lectura de voltmetro corresponde al voltaje Thvenin.

Vth= _______________V.

3.3. Coinciden los valores equivalentes Thvenin obtenidos experimentalmente con los valores tericos esperados? Calcule el % de error.

% de error(Rth) = ___________________.

% de error (Vth) = __________________.

4.Utilizacin del circuito equivalente Thvenin.

4.1. Arme el circuito mostrado en la figura 4, utilizando los valores experimentales de Rth y Vth. Para obtener la resistencia Thvenin, utilice un potencimetro como restato, de acuerdo a las instrucciones de su instructor.

Figura 6-4.

4.2. Tome las lecturas de la corriente y el voltaje en la resistencia de carga.

I = ______________mA

V=________________V

4.3 Compare los resultados del punto 4.2 con los obtenidos en el punto 1.3. Qu conclusin pude establecer de acuerdo a estos resultados?.

4.4. Anexe todos los clculos tericos realizados. Calcule adems, la potencia disipada por la resistencia de carga R1.

4.5. Explique las posibles fuentes de error.

Investigacin:

1. Presente la demostracin terica del teorema de Thvenin, de acuerdo al principio de superposicin.

Parte B:

Materiales y Equipo:

Se utilizar el equipo listado en la seccin 6-A.

Procedimiento:

Se utilizara el circuito original de la figura 6-1.

1.Determinacin de la corriente de Norton.

1.1 Arme el circuito mostrado en la figura 5. Ajuste el voltaje de la fuente a 20 V C.D.

Figura 5

1.2 Tome la lectura del ampermetro, que corresponde a la corriente de Norton.

In=__________________mA (experimental).1.3 El valor de la resistencia Norton ser el mismo que el de la resistencia Thvenin, obtenida en la parte A:

Rn= _________________K(.

2.Simulacin del equivalente Norton.

2.1. Para simular el circuito equivalente Norton, se utilizar el arreglo mostrado en la figura 6- 6.

B

Fuente de

Voltaje

Variable

B

Figura 6-6

La fuente de voltaje variable en serie con la resistencia Rs simular una fuente de corriente ideal. El valor de la corriente se controlar mediante el ajuste del voltaje de la fuente. El ampermetro servir para vigilar que la corriente se mantenga constante.

2.2. Arme el circuito mostrado en la figura 6-6. Utilice el potencimetro como restato para obtener el valor de la resistencia de Norton.

2.3. Conecte la R1 entre los terminales B B' . Conecte un voltmetro de forma que pueda leer el voltaje en R1.

2.4 Vare el voltaje de la fuente lentamente hasta que la lectura del ampermetro sea idntica a la corriente Norton.

2.5 Tome la lectura del voltaje a travs de la resistencia de carga R1V1= ___________________ V.

2.6 Calcule la corriente de carga I y la potencia disipada por R1.

I = ____________________mA.

P= I2R ___________________W.

2.7. Compare sus resultados con los obtenidos para el circuito original. Son aproximadamente iguales? Emita sus conclusiones.

2.8. Compare los resultados obtenidos con el Equivalente Norton con los obtenidos con el Equivalente Thvenin. Son iguales. De existir diferencia, explique sus causas.

2.9. Se cumple con la relacin Vth = In Rth? Explique.

Investigacin:

1. Demuestre el teorema de Norton, utilizando el principio de superposicin.

Bibliografa:

Linear Circuits. Part 1 , Time Domain Analysis Scott Ronald, Aprison Wesley Publishing Co. 1era Edicin 1964.

V

2.2 K(

2.2 K(

1.5 K(

OHM

A

A

2.2 K(

2.2 K(

1.5 K(

+

+

-

20 V

RL= 3.3 K(

+

-

V

A

RTH

VTH

En el circuito equivalente

IN

Rs= 5 K(

A

RN

RL

V

Circuitos I 7/7