Universidad Tecnológica de Panamá Facultad de Ingeniería Eléctrica Circuitos I Instructor: Juan JoséQuintero B.
LABORATORIO #7 Máxima Transferencia de Potencia
Integrantes: 1. Luis Berrocal
8-877-1803
2. Abdiel Cedeño
9-727-253
3. Manuel Patterson
8-880-2281
4. Edwin Coulson
3-732-574
Objetivos:
Analizar el efecto de la variación de la carga en la potencia entregada por un circuito.
Demostrar el Teorema de Máxima transferencia de P otencia en corriente directa.
Materiales y Equipo:
Fuente de Poder de C.D.
Multímetros Digitales (2)
Resistor de 1 K , 0.25 W.
Potenciómetro de 5 K , 0.25 W.
Introducción Teórica: El teorema de máxima transferencia de potencia establece que en un circuito compuesto por una fuente de voltaje y una resistencia serie, que alimente a una resistencia de carga R 1, la resistencia de carga recibirá la mayor cantidad de potencia posible de dicho circuito cuando su valor sea igual al de la resistencia serie. La aplicación de este teorema se amplia en base a que toda red, por compleja que sea, puede reducirse a una red con una fuente de voltaje y una resistencia serie, mediante la
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aplicación del teorema de Thévenin. La máxima transferencia de potencia ocurre entonces cuando la resistencia de carga es igual a la resistencia Thévenin.
Procedimiento 1. Arme el circuito mostrado en la figura 7-1. Ajuste el voltaje de la fuente a 20 V C.D.
A R1 = 1 K
+
20 V –
RL
POT de 5 K
V
Figura 7-1 2. Varíe el potenciómetro conectado como reóstato a su valor mínimo. Tome las lecturas de corriente y voltaje y anótelas en la tabla 7-1. 3. Varíe la resistencia de carga hasta obtener una lectura de voltaje en ella igual a la mitad del voltaje de la fuente, 10V. Tome la lectura de la corriente y anótela en la tabla 7-1. Desactive la fuente y desconecte la resistencia de carga cuidadosamente. Mida su valor resistivo. Coincide con el valor del resistor R s? Explique Los valores obtenidos en el laboratorio nos muestran que el valor medido en Las resistencias es el mismo que el resistor antes mencionado. Al variar la Resistencia obtenemos diferentes valores de Ω lo que nos permite sacar Diferentes valores de carga y de voltaje.
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Tabla 7-1.
Valores de Voltaje, corriente y potencia para diferentes resistencias de carga. R L
VL (voltios)
I L (A)
PL (W )
0
0
0
0
1000
10
0.0099
0.099
1500
12
0.008
0.096
2000
13.5
0.0067
0.090
3000
15.1
0.0049
0.074
4000
16
0.004
0.064
5000
16.75
0.00333
0.056
4. Varíe el valor de la resistencia de carga R 1 y tome las lecturas de voltaje y corriente en cada caso, hasta llenar la tabla 7-1. 5. Calcule la potencia disipada por cada una de las resistencias de carga. Anote sus respuestas en la tabla 7-1. 6. Para qué valor de R 1 se obtuvo una mayor potencia. Obtuvimos una mayor potencia en los valores de 1000, 1500, 2000 Ω
7. Que conclusiones puede establecer de los resultados obtenidos en la tabla 7-1. Concluimos que entre más pequeña es la resistencia más pequeño es el Voltaje pero la corriente y la potencia aumentan a medida que las resistencia se Hacen más pequeñas.
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Investigación: 1. Presente la demostración teórica del teorema de Máxima Transferencia de potencia. 2. Investigue una aplicación práctica del Teorema de Máxima Transferencia de potencia. 3. Enuncie el Teorema de Máxima Transferencia de Potencia en función del teorema de Norton.
DESARROLLO 1.
El teorema de máxima transferencia de potencia establece que, dada una fuente, con una
resistencia de fuente fijada de antemano, la resistencia de carga que maximiza la transferencia de potencia es aquella con un valor óhmico igual a la resistencia de fuente. El teorema establece cómo escoger (para maximizar la transferencia de potencia) la resistencia de carga, una vez que la resistencia de fuente ha sido fijada, no lo contrario. No dice cómo escoger la resistencia de fuente, una vez que la resistencia de carga ha sido fijada. Dada una cierta resistencia de carga, la resistencia de fuente que maximiza la transferencia de potencia es siempre cero, independientemente del valor de la resistencia de carga. 2.
Muchas aplicaciones de circuitos requieren que la máxima potencia disponible de una
fuente se transfiera a una carga Rc. El problema general de la transferencia de potencia puede examinarse en términos de la eficiencia y la economía. Los sistemas eléctricos se diseñan para llevar la potencia a la carga con la mayoría de eficiencia, al reducir las pérdidas en las líneas de potencia. Por ello, el esfuerzo se centra en reducir Rth, que representaría la resistencia de la fuente más de la de la línea. Por eso resulta atractiva la idea de usar líneas superconductoras que no ofrezcan resistencia para transmitir la potencia. En el caso de la transmisión de señales como en la industria electrónica y de comunicaciones, el objetivo es diseñar un circuito receptor tal que la última instancia llegue la máxima potencia a la salida del amplificador conectado a la antena de radio.
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3.
El teorema de máxima transferencia de potencia establece que la potencia máxima
entregada por una fuente representada por un circuito equivalente de thevernin se alcanza cuando la carga Rc es igual a la resistencia de thevernin Tth. El teorema de la máxima transferencia de potencia establece que la potencia máxima entrega por una fuente representada por su circuito equivalente de thevernin se alcanza cuando la carga Rc = RL = Rth
CONCLUSION En este laboratorio acerca de la máxima transferencia de potencia pudimos aprender cómo esta teoría está relacionada con la ya antes estudiada de thevernin y Norton, también pudimos notar la relación de al aumentar la resistencia y el voltaje, la corriente y la potencia disminuye.
Bibliografía:
Análisis de Circuitos en Ingeniería, William H. Hayt, Jack Kemmerly, McGraw Hill. 2da Edición 1980.
