¡Descarga Análisis de Voltaje de Nodos: Guía Práctica para CC y más Guías, Proyectos, Investigaciones en PDF de Análisis de Circuitos Eléctricos solo en Docsity!
INTRODUCCIÓN
Profundizando en el estudio de los circuitos y la forma de simplificarlos, procedimientos como el Análisis por Voltaje de Nodos acompañado de métodos numéricos permiten determinar las variables del circuito de una manera más corta y más rápida que si se recurriera a la simplificación de resistencias en paralelo o en serie, y aun más cuando elementos como fuentes de voltaje o de corriente dificultan esta simplificación.
OBJETIVOS
General Utilizar el análisis por voltaje de nodos como una herramienta adicional para la solución de circuitos eléctricos de corriente continua.
Específicos
- Solucionar circuitos DC. utilizando el análisis por voltaje de nodos.
- Identificar las ventajas y desventajas que tiene el método de análisis por voltaje de nodos en la solución de circuitos de corriente continúa.
MATERIALES
JT
- Resistencias de: 220 Ω, 330 Ω, 1K Ω ,10K Ω
- Dos fuentes de voltaje
- Protoboard.
- Multimetro.
BASES TEÓRICAS
Es un método general de análisis de circuitos que se basa en determinar los voltajes de todos los nodos del circuito respecto a un nodo de referencia.
Conocidos estos voltajes se pueden determinar todas las corrientes que circulan por los distintos elementos del circuito. Si el circuito tiene N nodos se han de determinar (N-1) voltajes de nodo. [1] El nodo de referencia se elige de forma arbitraria, si bien es frecuente elegir el nodo al cual hay conectadas un mayor número de ramas o un nodo con una fuente de voltaje. En la versión que se va a desarrollar a continuación se van a determinar los voltajes de los nodos principales del circuito. Como nodo de referencia se elegirá un nodo principal. En la mayoría de los casos este procedimiento conlleva un menor número de ecuaciones. [2][3]
Circuitos con fuentes independientes de corriente y resistencias [2] Procedimiento:
- Se buscan los nodos principales.
- Se elige el nodo de referencia.
- Se buscan fuentes de voltajes conectadas a tierra
- Se buscan súper nodos
- Se aplica la LCK al resto de los nodos
- En las ramas donde hay resistencias se aplica la ley de Ohm para expresar la corriente en función de los voltajes de los nodos a los cuales está conectada.
- Se resuelve el sistema de ecuaciones para obtener los voltajes de nodo.
- Se calculan los voltajes y corrientes que se piden del circuito. Se han de determinar (N-1) voltajes de nodo, por tanto se necesitan (N-1) ecuaciones linealmente independientes. Si se aplica la LCK a todos los nodos se obtiene un sistema de N ecuaciones y (N-1) incógnitas. El sistema, claramente, es linealmente dependiente. Es necesario estudiar cual es la ecuación que se ha de eliminar para obtener un sistema linealmente independiente y por tanto resoluble. En el caso
Mida los voltajes de cada nodo con respecto al nodo de referencia escogido por usted.
Mida los voltajes de cada elemento, tenga en cuenta su polaridad.
- (^) Mida la corriente entregada por las dos fuentes de voltaje.
- Mida la corriente que pasa por cada una de las resistencias y registre en la tabla1.
- Realice las respectivas simulaciones y analice los resultados obtenidos con respecto a los anteriores.
- Si es necesario realice gráficas para justificar el análisis y conclusiones.
DATOS R 1 R 2 R 3 R4 R 5 FUENTE
12 V
FUEN
8 V
TEÓRICO VOLTAJE
CORRIENTE
A
0,022 0,021 -5,3X10-
-6X10-4 -5.3X10-
POTENCIA
PRÁCTICO VOLTAJE 7,22 4,74 0,050mV 0,050mV 12,00 7,
CORRIENTE 21,92mA 22,06mA 0,2μA 0,2 μA 0,2 μA 21,93mA 0, POTENCIA
SIMULADO VOLTAJE 7,277 4,723 0,0005304 0,00019255 0,
CORRIENTE 22,051^ 21,471^ 0,529354^ 2,42E-06^ -52,40^ 21,471^ 0,
POTENCIA 1,60E+02 2,47E-01 2,81E-04 4,67E-10 1,14E-
Tabla SEQ "Tabla" *Arabic1 Datos obtenidos del Circuito de la Figura 1 NODO VALOR A 12,09 V B 7,26V C 7,21V D 7,23V
- Monte el circuito de la figura 2.
Figura 2. Segundo Montaje
- Mida los voltajes de cada elemento, tenga en cuenta su polaridad.
- (^) Halle la potencia disipada por cada una de las resistencias.
- (^) Registre los datos en la tabla2.
DATOS R 1 R 2 R 3 R 4 FUENTE FUENTE
