INTRODUCCION
Los teoremas de Thévenin y Norton son resultados muy útiles de la teoría de circuitos. El primer teorema establece que una fuente de tensión real puede ser modelada por una fuente de tensión ideal (sin resistencia interna) y una impedancia o resistencia en serie con ella. Similarmente, el teorema de Norton establece que cualquier fuente puede ser modelada por medio de una fuente de corriente y una impedancia en paralelo con ella.
El análisis del teorema de Thevenin con respecto al circuito equivalente se puede aplicar también al circuito equivalente de Norton.
En la Figura 1 se indican de modo esquemático estos dos modelos de fuentes reales.
(a) (b)
Figura 1 Circuitos equivalentes para una fuente de tensión real.
a) Circuito equivalente de Thévenin, b) de Norton.
OBJETIVOS
Conocer los fundamentos básicos de estos teoremas y su aplicación.
Analizar el circuito DC mediante la aplicación de los Teoremas Thevenin y Norton.
Verificar los parametros Vth, Rth, Int, Rnt, determinados para los teoremas de thevenin y norton
Comprobar experimentalmente que se cumplan los teoremas en estudio.
FUNDAMENTO TEÓRICO
1. Enunciar el principio de aplicación de los teoremas de thevenin y norton.
El teorema de Norton es muy similar al teorema de Thevenin.
En el caso del teorema de Thevenin se puede ver que el circuito equivalente es:- Una fuente de tensión (Tensión de Thevenin: Vth) en serie con…- Una resistencia (resistencia de Thevenin: Rth)
El teorema de Norton dice que el circuito equivalente es una combinación de:ୠuna fuente de corriente en paralelo con …ୠuna resistencia
Para obtener los valores de la fuente de corriente y de la resistencia, cuando se tienen los datos del equivalente de thevenin, se utilizan las siguientes fórmulas:
ୠFuente de corriente: IN = Vth / RthୠResistencia: RN = Rth
Nota: Es posible obtener los datos del equivalente de Thevenin cuando se tienen los datos del equivalente de Norton, utilizando las siguientes fórmulas.
ୠFuente de tensión: Vth = IN * RNୠResistencia: Rth = RN
El teorema de Thevenin sirve para convertir un circuito complejo, que tenga dos terminales (ver los gráficos # 1 y # 5), en uno muy sencillo que contenga sólo una fuente de tensión o voltaje (VTh) en serie con una resistencia (RTh).
El circuito equivalente tendrá una fuente y una resistencia en serie como ya se había dicho, en serie con la resistencia que desde sus terminales observa la conversión (ver en el gráfico # 5, la resistencia de 5K al lado derecho)).
A este voltaje se le llama VTh y a la resistencia se la llama RTh.
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Gráfico # 1 | Dzáfico # 2 |
Para obtener VTh (Voltaje de Thevenin), se mide el voltaje en los dos terminales antes mencionados (gráfico # 3) y ese voltaje será el voltaje de Thevenin
Para obtener RTh (Resistencia de Thevenin), se reemplazan todas las fuentes de voltaje por corto circuitos y se mide la resistencia que hay desde los dos terminales antes mencionados. (ver gráfico # 4)
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Gráfico # 3 | Gráfico # 4 |
Con los datos encontrados se crea un nuevo circuito muy fácil de entender, al cual se le llama Equivalente de Thevenin. Con este último circuito es muy fácil obtener la tensión, corriente y potencia hay en la resistencia de 5 K (gráfico # 5)
En este caso el VTh = 6V y RTh = 15 KAsí, en la resistencia de 5K:ୠI (corriente) = V / R = 6 V / 20K = 0.3 mA (miliamperios)ୠV (voltaje) = I x R = 0.3 mA x 5K = 1.5V. (voltios)ୠP (potencia) = P x I = 0.675 mW (miliwatts)
2. Describir los métodos para hallar los parámetros del circuito equivalente de thevenin y norton
Para hallar los parámetros del circuito equivalente podemos utilizar los siguientes métodos:
a) Método de Corrientes de Mallas:
Consiste en asignar a cada malla una corriente circulante en el mismo sentido para cada malla.
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