GRUPO HEUREMA. EDUCACIÓN SECUNDARIA

ENSEÑANZA DE LA FÍSICA Y LA QUÍMICA

sección: PRÁCTICAS DE FÍSICA
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TEOREMA DE THÉVENIN II (segunda parte)

 

Introducción

El teorema de Thévenin establece que en un circuito con dos terminales se puede sustituir por otro sencillo que consta de un generador de fuerza electromotriz eTH y una resistencia en serie RTH. Su utilidad consiste en que cuando se hacen cálculos repetitivos se ahorra mucho tiempo  y la ventaja es tanto mayor cuanto más complicado es el sistema eléctrico.

En este experimento utilizamos en la primera parte (Thévenin I) un circuito relativamente sencillo, del que establecemos el equivalente de Thévenin  y con él realizamos cálculos repetitivos cuyos resultados contrastamos con los valores experimentales.

La segunda parte es un circuito algo más complicado y la forma de operar es igual que en el caso anterior.

 

 Material

Resistencias de 100 W, (10)   ; 470 W, (2) , 1000 W,  (1)

Soldador eléctrico

Cinta de estaño

Panel de corcho

Chinchetas

Cable  de hilo de cobre

Tijeras

Pilas de 4,5 V,  (3)

Polímetro comercial

 

Nota. Los valores de las resistencias pueden ser diferentes a los que indicamos. Con un solo polímetro se puede realizar el experimento, pero se ahorra tiempo si se dispone de dos.

Las pilas pueden sustituirse por una fuente de corriente continua.

 

 

Cálculo de eTH y RTH

El circuito sobre el que calculamos el equivalente de Thévenin es el que aparece  en la figura 1 y en la fotografía 1.

SOLUCIONARIO

Fig.1

Fotografía 1

Circuito real de la figura 1.Las resistencias que se indican en la figura 1 son nominales. La de 50 W  se consigue con dos en paralelo de 100 W  y la de 200 con dos en serie. Deben medirse las resistencias con el multímetro para obtener los valores reales,  en nuestro experimento han sido de  50, 492, 201 y 102 ohmios . RL  es una resistencia variable  cuyos valores se obtienen con las resistencias indicadas en el material. Sus valores  se miden en cada caso con el multímetro. En definitiva deben utilizarse valores reales y no nominales.

En la fotografía el polímetro indica cero amperios ya que el circuito está abierto por la chincheta C.

Cálculo de eTH

Observe en la figura 1. Elimine de él,  el amperímetro y la resistencia RL. De este modo tiene un circuito con una fuerza electromotriz e y dos ramas en paralelo;  una formada por las resistencias  R1 y R2 y la otra por R3 y R4. Designamos con I1 la intensidad que circula por R1 y R2  e I2 la que circula por R3 y R4.

 

Cálculo de RTH

En el  circuito de la figura 1 (una vez suprimidos el amperímetro y RL) elimine las pilas  y una los puntos C y D mediante un cable sin resistencia. Así resulta que C y D son un punto común. En  la figura 2 se indica cómo quedan las cuatro resistencias.

Fig.2

Modo de operar

Monte el circuito de la figura 1. Mida con el polímetro las resistencias reales

R1 =      W          ;  R2 =       W           ¸  R3 =        W            ¸ R4 =         W

 

Mida la fuerza electromotriz del conjunto de las pilas:          e =                   V

Sustituya valores en las ecuaciones (1) y (2). 

 

Coloque  distintas resistencias  RL combinando las nominales que tiene de 100  W , 470 W y 1000 W. Para cada valor de RL debe medir la resistencia real con el polímetro, la intensidad experimental y calcule la intensidad teórica que resulte de aplicar  el circuito equivalente de Thévenin .  Reúna todos los datos en la tabla 1.

Tabla 1   

Resistencia nominal

en ohmios

Resistencia real , RL,

en ohmios

Intensidad teórica

ITH / mA

Intensidad experimental

Iexp / mA

50

 

 

 

100

 

 

 

200

 

 

 

300

 

 

 

470

 

 

 

570

 

 

 

670

 

 

 

1000

 

 

 

1100

 

 

 

1200

 

 

 

Dibuje en una misma gráfica la resistencia real RL frente a las intensidades.