EveryCircuit es un simulador de circuitos electrónicos, que permite construir cualquier tipo de circuitos y observar su funcionamiento, así como extraer datos en tiempo real y aplicar distintos cálculos numéricos a través de la pantalla del móvil o tableta.
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es muy fácil de manejar y efectivo para comprobar resultados al momento de realizar el análisis de circuitos.
¿Que es el teorema de máxima transferencia de potencia?
la maxima potencia se transfiere a la carga cuando es igual a la resistencia de thevenin vista desde la carga RL=RTH.
Muchas aplicaciones de circuitos
requieren que la máxima potencia disponible de una fuente se transfiera a un
resistor de carga Rc como ya se sabe un circuito A puede reducirse a su
equivalente de Thévenin.
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 mayor 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 la de la línea. Por eso resulta atractiva la idea
de usar líneas superconductoras que no ofrezcan resistencia para transmitir
potencia
El circuito A es un circuito que
contiene resistencias, fuentes independientes, fuentes dependientes. La
resistencia Rc representa la carga.
Un equivalente Thévenin sustituye al
circuito A. Donde Vf(t) es la fuente de tensión de Thévenin.
Por lo tanto tendremos:
Suponiendo que vf(t) y RTH son constantes
para una fuente dada, la potencia máxima será función deRc. Para
calcular el valor de Rcque maximiza la potencia, se usa el cálculo
diferencial para determinar el valor de Rc para el que la derivada
es igual a cero.
La derivada es cero cuando:
El teorema de la máxima transferencia de potencia establece que la
potencia máxima entregada por una fuente representada por su circuito
equivalente de Thévenin se alcanza cuando la cargaRc=RL=RTH
El teorema de thevenin establece que un circuito lineal de dos terminales puede remplazarse con un corto circuito equivalente que consta de una una fuente de tensión VTH.En serie con resistor RTH,donde VTH,es la tensión del circuito abierto las terminales y RTH es la entrada o resistencia equivalente en las terminales cuando las fuentes independientes se apagan.
Cualquier red
compuesta por resistores lineales, fuentes independientes y fuentes
dependientes, puede ser sustituida en un par de nodos por un circuito
equivalente formado por una sola fuente de voltaje y un resistor serie.
Por equivalente se
entiende que su comportamiento ante cualquier red externa conectada a dicho par
de nodos es el mismo al de la red original (igual comportamiento externo,
aunque no interno).
La resistencia se
calcula anulando las fuentes independientes del circuito (pero no las
dependientes) y reduciendo el circuito resultante a su resistencia equivalente
vista desde el par de nodos considerados. Anular las fuentes de voltaje
equivale a cortocircuito y anular las de corriente a sustituirlas por un
circuito abierto.
El valor de la fuente
de voltaje es el que aparece en el par de nodos en circuito abierto.
Teorema de Norton
El teorema de norto establece que un circuito lineal de dos terminales puede remplazarse por un circuito equivalente que consta de una fuente de corriente IN en paralelo con un resistor RN donde IN es la corriente de corto circuito a través de las terminales y RN es la resistencia de entrada por resistencia equivalente en las terminales cuando las fuentes independientes están desactivadas.
Cualquier red
compuesta por resistores lineales, fuentes independientes y fuentes
dependientes puede ser sustituida, en un par de nodos, por un circuito
equivalente formado por una sola fuentes de corriente y un resistor en
paralelo.
La resistencia se
calcula (igual que para el equivalente de Thevenin) anulando las fuentes
independientes del circuito (pero no las dependientes) y reduciendo el circuito
resultante a su resistencia equivalente vista desde el par de nodos
considerados.
El valor de la fuente
de corriente es igual a la corriente que circula en un cortocircuito que
conecta los dos nodos.
Equivalencia Thevenin-Norton
Se cumple:
Ejemplos;
Dado el circuito:
Hallar el
equivalente de Thevenin en el boner de la resistencia R (sin incluirla).
Queremos obtener un
circuito de la forma:
Quitamos la
resistencia R y vemos cual es el voltaje que hay entre los nodos a y b. El
valor obtenido será el voltaje de Thevenin.
Se puede comprobar
que la rama del resistor de 4 Ω no afecta.
Para hallar la
resistencia de Thevenin anulamos las fuentes independientes y calculamos la
resistencia vista desde los nodos a y b.
El circuito
equivalente de Thevenin es:
Cálculo del
equivalente Norton
Para calcular la
corriente de Norton, cortocircuitamos:
Analizando
aisladamente el circuito de dos mallas:
La resistencia es la
misma que para el equivalente de Thevenin. El circuito equivalente es:
Como se puede
observar, se cumple:
Ejemplo con fuentes dependientes
Calcular el
equivalente de Thevenin del circuito:
Para calcular el
voltaje de Thevenin se aplica movilidad:
Para el cálculo de la
resistencia de Thevenin se anula el generador independiente, se conecta un
generador de corriente (I) y se mide el voltaje (V):
Establece que la tensión entre los elementos extremos(o la corriente a través)de un elemento es un circuito lineal es la suma algebraica de las tensiones(o corrientes) a través de ese elemento debido a que cada fuente independiente actúa sola.
Pasos para aplicar el principio de superposición:
Apague todas las fuentes dependientes e independientes excepto una.Determine la salida(Tensión o corriente) debida a esa fuente.
Repita el paso uno en cada una de las demás fuentes independientes.
Halle la contribución total sumando algebraica mente todas las contribuciones debidas alas fuentes independientes.
El análisis de un circuito aplicando la superposición tiene una gran desventaja:muy probable mente puede implicar mas trabajo.
Tenga en cuenta que la superposición se basa en la linealidad,por esta razón no es aplicable el efecto sobre la potencia debido a cada fuente ,por que la potencia absorbida por un resistor depende del cuadrado de la tensión o de la corriente.
Ejemplo de Superposición:
Determina el voltaje en la resistencia de 4 ohm utilizando el teorema de superposición
Antes que nada apagamos la fuente de voltaje y aplicamos divisor de corriente
divisor de corriente:
Aplicamos ley de ohm al resultado para encontrar nuestro V1=2x3=8
Ahora apagamos la fuente de amperaje:
Aplicamos ley de ohm para optener el otro voltaje
luego V2=0.5x4=2
para concluir sumamos los dos voltajes y obtenemos Vtotal=2+8=10 Respuesta Ejercicios para resolver:
Encontrar el voltaje total en la resistencia de 10k ohms
bibliográfica:
Referencia bibliográficas:
Titulo:Fundamentos de circuitos eléctricos
Autores: Matthew N.O. sadiku
charles K. Alexander
Una transformación de fuente es el proceso de reemplazar una fuente de tensión Vs en serie con un resistor R por una fuente de corriente Is en paralelo con un resistor R o viceversa.
La transformación de fuentes también se aplica a fuentes dependientes siempre y cuando se maneje con cuidado la variable dependiente Ejemplo 1 resuelve el siguiente circuito aplicando la transformación de fuentes:
Transformar ambas fuentes prácticas de voltaje de 24 V en fuentes prácticas de corriente.
Reducir resistores y fuentes ideales de corriente.
Transformar la fuente práctica de corriente resultante en una fuente práctica de voltaje.
Reducir fuentes ideales de voltaje.
Transformar ambas fuentes prácticas de voltaje de 24 V en fuentes prácticas de corriente.
Reducir resistores y fuentes ideales de corriente. Los resistores R1 y R2 ohmios están en paralelo. Las fuentes de corriente se suman algebraicamente.
Transformar la fuente práctica de corriente resultante Is3 en una fuente práctica de voltaje.
Reducir fuentes ideales de voltaje.
Ejercicios para resolver:
resuleve el siguente ejercicio utilizando transformacion de fuentes
La linealidad es la propiedad de un elemento que describe una relación lineal entre causa y efecto.Aunque tal propiedad se aplica a muchos elementos de circuitos en esta ocasión se aplicara para resistores.
Esta característica es una combinación de la propiedad de homogeneidad(escalamiento) y la propiedad adictiva.La propiedad de homogeneidad establece que si la entra(también llamada excitación) se multiplicara por una constante,la salida(también llamada respuesta) se multiplicara por la misma constante.
Un circuito lineal es aquel cuya carga salida se relaciona lineal mente o directamente proporcional a su entrada.
Fuente dependiente lineal
Fuente dependiente (de corriente o de voltaje), cuya corriente o voltaje de salida son proporcionales solo a la primera potencia de alguna corriente o voltaje variable en el circuito, o a la suma de esas cantidades.
Circuito lineal
Aquel que se compone únicamente de:
Fuentes independientes
Fuentes dependientes lineales
Elementos lineales (R, L, C)
Respuesta proporcional a la fuente
La multiplicación de todas las fuentes independientes de corriente y de voltaje por una constante K, aumenta todas las respuestas de corriente y voltaje por la cantidad K, incluyendo a las salidas de las fuentes dependientes de voltaje o de corriente.
Ejemplo de linealidad:
Observe como al multiplicar la fuente Vs1 por K = 2, se aumenta la respuesta de corriente por la misma constante. Al pasar Vs1 de 10V a 20V, la respuesta de corriente pasa de 2A a 4A.
Ejercicios para resolver:
determina si el circuito es lineal o no cuando V=12 V=24
