GRUPO HEUREMA. EDUCACIÓN SECUNDARIA

ENSEÑANZA DE LA FÍSICA Y LA QUÍMICA

sección: PRÁCTICAS DE FÍSICA
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CIRCUITOS  8

 

TEOREMA DE NORTON

Introducción

El teorema de Norton establece que en un circuito con dos terminales se puede sustituir por otro sencillo que consiste en establecer una corriente constante IN que lleva aparejada una resistencia RN. En la figura 1 se establece la anterior afirmación

SOLUCIONARIO

Fig.1

El circuito real puede ser complicado pero una  vez determinados  los valores de IN y RN,  el cálculo de la intensidad que pasa por la resistencia RL es muy sencillo.

Su utilidad consiste en que cuando se hacen cálculos repetitivos, empleando por ejemplo distintos valores de RL, se ahorra mucho tiempo  y la ventaja es tanto mayor cuanto más complicado es el circuito real.

En este experimento utilizamos el mismo circuito que ya se trató en el teorema de Thévenin I , (puede verse  el circuito real en la fotografía 1). lo cual prueba que  es posible utilizar uno u otro  indistintamente. La elección está en la manera más  fácil de convertir el  circuito real en Thévenin o Norton.

Fotografía 1

Circuito real  sobre el que se obtendrá el equivalente de Norton. El amperímetro mide la intensidad que denominamos experimental.(Iexp).  Se comparan  ambas intensidades,  la que proporciona el equivalente de Norton y la experimental.En la fotografía el amperímetro marca cero porque el circuito está abierto por la chincheta C.

Material

 

Resistencias de 100 W, (8)   ; 470 W, (1) , 1000 W,  (1)

Soldador eléctrico

Estaño

Panel de corcho

Tijeras

Chinchetas

Cable  de hilo de cobre

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. Las dimensiones del panel de corcho que utilizamos son 30 cm* 50 cm

 

Cálculo de IN

Observe en la figura 2. La parte del circuito que está dentro del rectángulo de rayas discontinuas (elimine mentalmente el amperímetro y RL de la figura 1), es el circuito real. Para calcular IN unimos  los terminales A y B  mediante un hilo sin resistencia y determinamos la intensidad de corriente que pasa por él..

Fig.2

Malla superior        

 

Malla inferior       

 

De la segunda ecuación: 

 

Sustituyendo en la primera:

 

 

 

Cálculo de RN

En  la figura 2 eliminamos las pilas y el hilo que une los bornes A y B. R3 y R1 se unen mediante un hilo sin resistencia. El circuito es el de la figura 3.

R1 y R3 están en serie y la suma de las dos en paralelo con R2.

 

RE está en serie con R4 y R5.

 

Fig.3

Modo de operar

 

Si ha realizado el circuito Thévenin 1 use los valores que ha obtenido alli . Si monta un circuito nuevo  determine

a)      Con el polímetro las resistencias

 

            R1=          W    ;     R2=       W    ;      R3=         W      ;   R4=        W       ;   R5=        W

 

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

 

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

 

 

Cálculo de la intensidad teórica

 

El circuito equivalente de Norton es:                   

La caída de tensión por la resistencia RN es: i*RN

La caída de tensión por la resistencia de RL es: I*RL

 

En el nudo:  IN=I+i

Se deduce:   

Coloque distintas resistencias RL, a partir de las que tiene en el material. Necesitará hacer combinaciones en serie y en derivación. Para cada valor nominal de RL determine su valor real. Con  cada resistencia  anote el valor de la intensidad. Recoja todos los valores en la tabla I.

 

Tabla I

 

Resistencia nominal en ohmios

Resistencia real en ohmios

Intensidad teórica.

I teo/ mA

Intensidad experimental

Iexp/mk

100

 

 

 

200

 

 

 

300

 

 

 

470

 

 

 

570

 

 

 

670

 

 

 

1000

 

 

 

1100

 

 

 

Dibuje en la misma gráfica  la resistencia real RL frente a las intensidades teórica y experimental.