Lab_4_Técnicas de análisis de circuitos electricos_V1 despues lab (2)

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UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE BUCARAMANGA
FACULTAD DE INGENIERÍAS
CIRCUITOS ELÉCTRICOS
TÉCNICAS DE ANÁLISIS DE CIRCUITOS ELÉCTRICOS
NOMBRE DE LOS INTEGRANTES DEL GRUPO DE LABORATORIO
Rahiza Fernanda Camacho Gracia
________________________________________________________________
Brayan Alexander Márquez Álvarez
________________________________________________________________
OBJETIVOS
· Comprobar prácticamente el análisis de mallas como un método de solución de circuitos y su relación con la ley de voltajes de Kirchhoff (LVK)
· Comprobar prácticamente el análisis de nodos como un método de solución de circuitos y su relación con la ley de corrientes de Kirchhoff (LVK)
TÉCNICAS LINEALES PARA EL ANÁLISIS DE CIRCUITOS ELÉCTRICOS
Método de análisis de mallas. Este método es uno de los que más se utilizan para la solución de circuitos eléctricos y se basa en la ley de voltajes de Kirchhoff (LVK). Una malla es una sencilla trayectoria cerrada. El método se fundamenta en los siguientes pasos:
· Identificar el número de mallas y enumerarlas.
· Asignar el sentido de las corrientes en favor o en contra de las manecillas del reloj.
· Determinar las ecuaciones de las mallas por la ley de Ohm (aplicando la ley de voltajes de Kirchhoff).
· Solucionar el sistema de ecuaciones.
Método de análisis de nodos. Este método se basa en la ley de corrientes de Kirchhoff. Los pasos a seguir son:
· Identificar el número de nodos.
· Seleccione un nodo de referencia (polo a tierra). Se puede elegir cualquier nodo ya que esto no afecta para nada los cálculos; pero elegir el nodo con más conexiones podría simplificar el análisis.
· Identifique los nodos que están conectados a fuentes de voltaje que tengan una terminal en el nodo de referencia. En estos nodos la fuente define la tensión del nodo. Si la fuente es independiente, la tensión del nodo es conocida. En estos nodos no se aplica la LCK.
· Asigne una variable para los nodos que tengan tensiones desconocidas. Si la tensión del nodo ya se conoce, no es necesario asignarle una variable. 
· Para cada uno de los nodos, sume todas las corrientes que pasan por el nodo e iguálelas a 0. 
· Solucionar el sistema de ecuaciones.
ELEMENTOS PARA LA PRÁCTICA
· 8 Resistencias de diferente valor a medio watt
· 1 Multimétro
TRABAJO PREVIO
1. Dado el circuito de la figura 1, asignar valores para las fuentes de voltaje (VA, VB) y valores comerciales para las resistencias (a ). 
	Parámetro
	Valor
	
	1kΩ
	
	220Ω
	
	22Ω
	
	470Ω
	
	1kΩ
	
	180Ω
	
	330Ω
	
	560Ω
	Fuente 
	6v
	Fuente 
	4v
Figura 1. Circuito eléctrico
2. Determinar las corrientes de malla del circuito eléctrico de la figura 1, para lo cual debe asumir la dirección de la corriente en sentido horario En el informe se debe presentar el procedimiento matemático.
· A partir del valor de la corriente de malla, determinar la potencia disipada por la resistencia. 
	MALLA
	CORRIENTE
	M1
	0.0052 A
	M2
	0.0018 A
	M3
	-0.0015 A
	M4
	-0.0032 A
	M5
	-0.0002 A
	Resistencia
	Ω
	I
	
	
	1k Ω
	0.0052 A
	0.02704 w
	
	220Ω
	0.0034 A
	0.00254 w
	
	22Ω
	0.0033 A
	0.00023 w
	
	470Ω
	0.0017 A
	0.00135 w
	
	1kΩ
	-0.0032 A
	0.01024 w
	
	180Ω
	-0.0002 A
	0.000007 w
	
	330Ω
	-0.0020 A
	0.00132 w
	
	560Ω
	0.0013 A
	0.00094 w
Nota. Los grupos de laboratorio en los cuales coincidan los resultados tienen cero en la práctica.
3. Implementar el circuito de la figura 1 en Proteus y comprobar los resultados obtenidos en el numeral anterior.
	MALLA
	CORRIENTE
	M1
	5.25 mA
	M2
	1.83 mA
	M3
	1.52 mA
	M4
	3.21 mA
	M5
	0.23 mA
	Resistencia
	Ω
	I
	
	
	1k
	5.25 mA
	27.5 mW
	
	220
	3.42 mA
	2.57 mW
	
	22
	3.34 mA
	0.24 mW
	
	470
	1.69 mA
	1.34 mW
	
	1k
	3.21 mA
	10.3 mW
	
	180
	0.23 mA
	0.009 mW
	
	330
	2.06 mA
	1.40 mW
	
	560
	1.29 mA
	0.93 mW
	Adjuntar esquemático de la simulación en Proteus
4. Dado la asignación de nodos de la figura 2, determinar la tensión de cada uno. En el informe se debe presentar el procedimiento matemático. 
· A partir del valor de la tensión de cada nodo, determinar la potencia disipada por la resistencia. 
	NODO
	VOLTAJE
	V1
	5.25v
	V2
	0.75v
	V3
	3.21
	V4
	0
	V5
	0
	V6
	0
	Resistencia
	Ω
	V
	
	
	1k
	5.25v
	0.02756w
	
	220
	0.75v
	0.00255w
	
	22
	0.07v
	0.000222w
	
	470
	0.32v
	0.000217w
	
	1k
	3.21v
	0.0103w
	
	180
	0.04v
	0.00000888w
	
	330
	0.67v
	0.00136w
	
	560
	0.72v
	0.000925w
Figura 2. Circuito eléctrico
5. Implementar el circuito de la figura 2 en Proteus y comprobar los resultados obtenidos en el numeral anterior.
	NODO
	VOLTAJE
	V1
	0.432v
	V2
	0.094
	V3
	1.927
	Resistencia
	Ω
	V
	
	
	1k
	5.25v
	0.02756
	
	220
	0.75v
	0.00255
	
	22
	0.07v
	0.00022
	
	470
	0.79v
	0.00132
	
	1k
	3.21v
	0.01030
	
	180
	0.04v
	0.00008
	
	330
	0.68v
	0.00140
	
	560
	0.72v
	0.00095
	Adjuntar esquemático de la simulación en Proteus
PROCEDIMIENTO
6. Con un multímetro determinar el valor de cada resistencia. Completar la siguiente tabla.
	Resistencia
	 [Ω]
	
	1003
	
	216
	
	22.4
	
	474
	
	984
	
	177.5
	
	333.3
	
	553.6
7. Implementar en un protoboard el circuito eléctrico de la figura 1 y con un amperímetro medir la corriente de cada malla. Completar la siguiente tabla con el error entre los resultados teóricos y los resultados experimentales, utilizando la siguiente ecuación:
	Malla
	
	
	Error
	Malla 1
	5.25 mA
	5.01mA
	4%
	Malla 2
	1.83 mA
	1.72mA
	6%
	Malla 3
	1.52 mA
	1.53mA
	0.6%
	Malla 4
	3.21 mA
	3.21mA
	0%
	Malla 5
	0.23 mA
	0.26mA
	13%
8. En la siguiente tabla indicar la expresión matemática para obtener la corriente de cada resistencia en función de las corrientes de malla y su valor correspondiente. Comprobar que la potencia disipada por la resistencia es inferior a la definida en las especificaciones técnicas (. Estimar el error entre el dato teórico y el experimental para la variable potencia.
	Resistencia
	
	
	I
	
	Error
	
	
	
	5.01mA
	
	
	
	
	
	3.43mA
	
	
	
	
	
	3.30mA
	
	
	
	
	
	1.66mA
	
	
	
	
	
	3.21mA
	
	
	
	
	
	0.26mA
	
	
	
	
	
	2.02mA
	
	
	
	
	
	1.28mA
	
	
9. A partir de la referencia de nodos especificados en la figura 2, con un multímetro medir la tensión de los nodos del circuito implementado en el protoboar. Completar la siguiente tabla con el error entre los resultados teóricos y los resultados experimentales, utilizando la siguiente ecuación:
	Nodo
	
	
	Error
	V1
	
	744mV
	
	V2
	
	71.7mV
	
	V3
	
	0.79v
	
10. En la siguiente tabla indicar la expresión matemática para obtener el voltaje de cada resistencia en función de las tensiones de nodo y su valor correspondiente. Comprobar que la potencia disipada por la resistencia es inferior a la definida en las especificaciones técnicas (. Estimar el error entre el dato teórico y el experimental para la variable potencia.
	Resistencia
	
	
	V
	
	Error
	
	
	
	5.23v
	0.0273
	
	
	
	
	0.745v
	0.00252
	
	
	
	
	0.718 mV
	0.0234
	
	
	
	
	0.790v
	0.00132
	
	
	
	
	3.179v
	0.0101
	
	
	
	
	0.0467v
	0.0000121
	
	
	
	
	0.672v
	0.00136
	
	
	
	
	0.78v
	0.00108
	
11. ¿Qué sucede si la potencia experimental es mayor o igual a la potencia nominal de la resistencia?
_________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________
12. ¿Qué ventajas y desventajas observan en las dos técnicas para el análisis de circuitos eléctricos?
_________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________
13. Conclusiones