Circuitos I Potencia y Maxima Transferencia de Potencia

Cochabamba Bolivia Universidad Mayor de San Simon Facultad de Ciencias y Tecnologia

Informe de Laboratorio

Circuitos electricos I   Potencia y Maxima transferencia transferencia de Potencia  Nombre: Carrera: Ing. Electromecanica Horario: Sabado 8:15-9:45 Docente:MSc. Ing. José Espinoza Orozco

Informe #5

 Potencia y Maxima Transferencia de Potencia Objetivo.

Utilizar el vatimetro ara medicion de otencias!



Medir la otencia disiada en un circuito DC con vatimetro!



"eri#icar la conservacion de la energia en circuitos DC!



"eri#icar el teorema de ma$ima trans#erencia de otencia!

!arco teorico.Ley que rige la Máxima Transferencia de Potencia. Podemos enunciar la ley que r ige la Máxima Transferencia de Poencia a una carga en un circuio de c.c.! "#n generador ransfiere la máxima poencia a una carga cuando la resisencia de ésa es igual a la resisencia inerna del generador." Pueso que cualquier red de c.c.$ erminada en una resisencia de carga %& puede ser ransformada en un circuio equi'alene consiuido por un generador T(é'enin )T*$ con una resisencia inerna %T* que alimena la resisencia de carga %&. &a ley de máxima ransferencia de poencia se puede generalizar como sigue! "+uando un red de c.c. esá erminada por una resisencia de carga igual a sus resisencia de T(é'enin$ se desarrolla la máxima poencia en la resisencia de carga."

2. rendimiento de la Transferencia de Potencia. El rendimieno nos proporciona la relaci,n enre la poencia de enrada y la poencia de salida$ es decir$ enre el ra-ao aplicado y el ra-ao o-enido. Por eemplo$ en el caso de un ransformador de corriene alerna$ es la relaci,n enre la poencia de salida aplicada a la carga y la poencia de enrada aplicada al ransformador.  /(ora$ deerminaremos las condiciones en que o-endremos el máximo rendimieno de nuesra fuene de alimenaci,n real$ siendo el rendimieno

carga

igual a la relaci,n enre la poencia enregada a la resisencia de

y la poencia enregada por la fuene de ensi,n ideal

0onde podemos apreciar que o-enemos el rendimieno máximo para Por lo que si deseamos o-ener el máximo rendimieno del disposii'o que esamos dise1ando$ ya sea una fuene de alimenaci,n$ un generador o un ransformador$ endremos que procurar que$ la resisencia inerna

sea muc(o menor que la resisencia de carga

O -ien$ que la resisencia de carga

sea

muc(o mayor que la resisencia inerna

3. procedimiento para determinar la resistencia interna de una fuente de voltaje. Para deerminar la resisencia inerna de cualquier fuene de alimenaci,n real$ podemos (acerlo mediane la medida de la ensi,n en circuio a-iero

y la corriene de corocircuio

de forma que !

"iagrama.-

abla de $alore !edido.-

V S &V %

 R'(( Ω

 R)'( Ω

 R* K Ω

V *& V %

 I *& A%

V ) & V  %

 I ) & A%

V + &V %

 I +& A%

Teorico

)((

*,)!-'.

(!)-'.

'/!,)'

(!))'.

'.!*,

(!('.*,

Simulacion

)((

*,+

(!)-/

'.!*

(!))0

'.!*

(!('.*

,(!0(&W %

 P ) = V )

 P S  = V S  1 I * = '.!)&W %

 P  * = V * 1 I * =

V S &V %

3'((Ω2 R* V *& V %

)((&"%  P S  = V S  1 I * = ',&W %

= '*-&Ω%

 I *& A%

*,,  P  * = V * 1 I *

(!). = +-!--&W %

1 I )

3)'(Ω2 R* V ) & V  %

= *+!(-&W %

=

)')&Ω%

 I ) & A%

'/  P ) = V )

1 I )

 P + = V + 1 I + = +!)/&W %

3* K Ω2 R* V +& V  %

= *(+-&Ω%

 I +& A%

(!)) '/ = *)!+)&W %  P  + = V  + 1 I +

(!(', = +!(),&W %

 P S  3Vatimetro 2&W %

 P * 3Vatimetro 2&W %

 P ) 3Vatimetro 2&W %

 P + 3Vatimetro 2&W %

/*&4% ')&4%

,+&4% +-&4%

*)!'&4% *)&4%

+&4% )!'&4%

V &V %

 R X 

 R L

V  L

 I  L

 P  L &W %

*(( *((

'(( '((

)'( )'(

+)!.&"% '(!*&"%

*+(&m5% 0/!0&m5%

,!)'* ,!-''

*((

'((

)'(

/.!)&"%

/,!.&m5%

,!+,-

%ecalc&lo.-

 R)'( Ω

 R'(( Ω

 R* K Ω

)')

'*-

*(+-

 R Eq =  R Eq

)') 1*(+-

)') + *(+= .)(!..&Ω%

 P S  = V  1 I  =

V )

+ '*-

)(( )

= = ''!,0/&W %  R .)(!.. V  )((  I * = = = (!)..& A%  R Eq .)(!..

V * =  I * 1 R'(( Ω = (!).. 1 '*- = *,+!,-/&V %  P * = V * 1 I * = *,+!,-/ 1 (!).. = +0!.,/&W %

 I ) =

 R* K Ω  R)'( Ω +  R* K Ω

V ) =  I )

1 R)'(Ω

 P ) = V )

1 I )

=

1 I *

=

*(+*)0(

1 (!).. = (!))+& A%

(!))+ 1 )') = '/!*0/&V %

= '0!*0/ 1 (!))+ = *+!)(*&W %

 I +

=

 R)'( Ω  R)'(Ω + R* K Ω

V + = I + 1 R* K Ω  P + = V + 1 I +

=

1 I *

=

)') *)0(

1 (!).. = (!(',*& A%

(!(', 1*(+- = '/!*'/&V %

= '/!*'/ 1 (!(', = +!(+)&W %

6ecalculo

V *& V %  7 *,+!,-/

 I *& A% 7

(!)..

 P * = +0!.,/&W %

V ) & V  %  7 '/!*0/

 I ) & A% 7 (!))+

 P * = *+!)(*&W %

V +& V  %  7 '/!*'/

 I + & A% 7 (!(',

 P * = +!(+)&W %

'&etionario.-

1. Con los datos presentados en la tabla 5.2, verifique la conservacion de la energia. 8or el teorema de la conservacion de la energia se conoce 9ue toda la energia entregada  or una #uente debe ser consumida or los demas elementos del circuio de la cual la #uente es arte!

 P S  =  P * +  P ) + P + V S  1 I * = V * 1 I * + V ) 1 I ) + V + 1 I + ',&W % = +-!--&W % + *)!+)&W % + +!(),&W % ',&W % ≈ ',!)),&W %

8or tanto el teorema de la conservacion de energia 9ueda demostrado!

2. Si consideramos un circuito como el mostrado en la figura a continuacion se puede encontrar que la potencia consumida en la resistencia de carga  R L  esta dada por la ecuacion presentada en la misma figura. Demostrar matematicamente el teorema de la maxima potencia tranferida de potencia ( 3 R L = RS 2 )  L

 P  L =  I  1 R L =

V S ) 1 R L 3 RS  +  R L 2 )

Valor    R L ∂ P  ∂ R L

)

=

3 RS  +  R L 2 ) 1V S  − V S ) 3 ) R L 23 RS  +  R L 2

 R L    Max :

3 RS  + R L 2 , ∂ P   L

=(

∂ R L )

3 RS  +  R L 2 ) 1V S  − V S ) 1 3 ) R L 23 RS  +  R L 2 = ( 3 RS  +  R L 2 ) = ) 1 R L 1 3 RS  +  R L 2 )

 RS  + ) 1 RS  1 R L +  R L) = ) 1 R L 1 RS  + ) 1 R L)  R L) =  RS )  R L =  RS 

3. rafique  P  L  !s  R L  empleando los resultados obtenidos en la tabla 5.3.

!erifique en que valor de

 R L

 se da la maxima transferencia de potencia.

C"#C$%S&"#'S. Se logro cumplir con los o-ei'os planeados al inicio de la pracica midiendo la poencia disipada en el circuio$ ademas de aprender lo relacionado con el maneo de los equipos de la-oraorio$ y la correca conexion de dic(os equipos$ de-ido a que se realizo con especial cuidado la conexi,n de los insrumenos de medici,n para que de esa forma no se puede da1ar al equipo. 0e la misma forma se logr, 'erificar la conser'acion de la energia en los circuios 0c$ con la ayuda de simuladores en un sof2are y o-eniendo casi los mismos resulados (allados luego en la pracica de la-oraorio experimenalmene$ y eoricamene.

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