Pr‡ctica 3: Simulaci—n de circuitos electr—nicos con el
programa Electronics Workbench. Teorema de Th¸venin
1. Introducci—n
En esta pr‡ctica se resolver‡n redes elˇctricas sencillas de corriente continua de modo pr‡ctico y de modo simulado.
Para su resoluci—n de modo pr‡ctico utilizaremos la Ley de Kirchhoff de las corrientes y la Ley de Kirchhoff de las tensiones o voltajes as’ como el mˇtodo de las mallas y el Teorema de Th¸venin.
Y para su resoluci—n de modo simulado utilizaremos el programa inform‡tico Electronics Workbench.
2. Resumen del procedimiento experimental
2.1 Resoluci—n pr‡ctica.
En esta primera parte procederemos a resolver pr‡cticamente una red elˇctrica como la siguiente:
Donde los c’rculos ser‡n fuentes de corriente y los rect‡ngulos resistencias.
La resoluci—n manual la realizaremos mediante el mˇtodo de las mallas.
En primer lugar hallaremos las intensidades:
El sistema de ecuaciones lineales a resolver ser‡ el siguiente:
Y lo resolveremos mediante el mˇtodo de los determinantes de Cr‡mer, donde:
Seguiremos calculando las diferentes intensidades:
Ya hemos hallado las intensidades que circulan por cada malla y como se trata de valores positivos, el sentido de la corriente es el indicado en el dibujo anterior.
A continuaci—n hallaremos la diferencia de potencial entre a y b, es decir, el voltaje Th¸venin:
Seguidamente cortocircuitaremos las fuentes de voltaje del circuito y obtendremos una asociaci—n de resistencias, cuyo equivalente ser‡ la resistencia de Th¸venin.
Finalmente la resistencia equivalente
Th¸venin ser‡:
Y por tanto el equivalente Th¸venin del circuito anterior:
2.2 Resoluci—n simulada
2.2.1 Dibujo de la red elˇctrica y c‡lculo del voltaje de Th¸venin
En el siguiente apartado calcularemos el voltaje de Th¸venin del circuito anterior mediante el uso del programa inform‡tico Electronics Workbench y comprobaremos que los valores obtenidos pr‡cticamente son los mismos con la simulaci—n.
El entorno que presenta el programa es el siguiente, donde se muestra tambiˇn el dise–o del circuito.
A continuaci—n colocaremos tres amper’metros para calcular las intensidades que recorren cada malla. Estos amper’metros los situaremos en serie en ramas donde no confluyen varias intensidades. Tambiˇn situaremos un volt’metro en paralelo con los puntos a y b para calcular la diferencia de potencial entre estos dos puntos, lo cual ser‡ el voltaje de Th¸venin.
Comprobamos que los valores obtenidos de las intensidades se corresponden con los calculados anteriormente mediante el mˇtodo de las mallas y que la diferencia de potencial entre a y b se corresponde con el voltaje de Th¸venin calculado anteriormente.
2.2.2 Dibujo de la asociaci—n de resistencias y c‡lculo de la resistencia Th¸venin
A continuaci—n cortocircuitaremos las fuentes de voltaje del circuito anterior y situaremos un pol’metro para calcular el equivalente de la asociaci—n de resistencias que se corresponder‡ con la resistencia Th¸venin que hemos calculado previamente.
Comprobamos como en el caso anterior que el
valor obtenido en la simulaci—n del equivalente de la resistencia Th¸venin es
el mismo obtenido pr‡cticamente.