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PRÁCTICA No. 5 ANALISIS DE NODOS 1. OBJETIVOS 1.1.

Objetivo General

 Analizar circuitos aplicando el análisis de nodos. 1.2.

Objetivos Específicos

 Encontrar los voltajes en los circuitos aplicando el análisis de nodos utilizando OrCAD  Hallar las corrientes en los circuitos aplicando análisis de nodos utilizando OrCAD  Confrontar los datos teóricos calculados con los datos prácticos. 2. JUSTIFICACIÓN La realización de esta práctica le permitirá al estudiante fortalecer y aplicar los conocimientos teóricos vistos en clase de Análisis de Nodos. 3. MARCO TEÓRICO ANALISIS DE NODOS El análisis nodal brinda un procedimiento general para el análisis de circuitos con el uso de tensiones de nodo como variables de circuito. Se basa en la ley de corrientes de Kirchhoff y la ley de Ohm para plantear un sistema lineal de ecuaciones. Esta técnica se puede desarrollar utilizando los siguientes pasos: 1. Escoger un nodo de referencia y asignarle un nombre a los nodos restantes del circuito. 2. Definir la dirección del voltaje y la corriente para cada elemento del circuito. 3. Expresar las corrientes de los resistores en función de los voltajes de nodo usando la ley de ohm. 4. Aplicar LCK en cada nodo, excepto el nodo de referencia para plantear un sistema simultáneo de ecuaciones (n ecuaciones con n incógnitas). Si hay N nodos, habrá (N1) ecuaciones y (N-1) incógnitas. 5. Si hay fuentes de voltaje, no se plantea LCK en el nodo donde está conectada dicha fuente. En vez de esto, se obtiene una ecuación adicional a partir del valor del voltaje Analisis de Circuitos en CD – Lab05, Analisis de Nodos (@Autor Ingrid Clariethe Guzmán Romo)

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de la fuente o se plantea un supernodo si la fuente no está conectada al nodo de referencia. 6. Resolver el sistema de ecuaciones lineales (con cualquier método). 7. Encontrar los parámetros solicitados a partir de los voltajes de nodo. Ejemplo Calcule las tensiones o voltajes de nodo en el siguiente circuito

Se aplican los pasos para la solución por análisis de nodos y queda el siguiente circuito:

Se han seleccionado las corrientes para la aplicación de la LCK, excepto por las ramas con fuentes de corriente, la rotulación de las corrientes es arbitraria, pero coherente. Se selecciona el nodo de referencia y se determinan las tensiones de nodo v1 y v2. En el nodo 1, la aplicación de la LCK y de la ley de Ohm produce

Analisis de Circuitos en CD – Lab05, Analisis de Nodos (@Autor Ingrid Clariethe Guzmán Romo)

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Al multiplicar cada término de esta última ecuación por 4 se obtiene

o sea

En el nodo 2 se hace lo mismo y se obtiene

La multiplicación de cada término por 12 produce

o sea

Ahora hay dos ecuaciones simultáneas que se pueden resolver con cualquier método para obtener los valores de v1 y v2.

Si se necesitan las corrientes, se pueden calcular fácilmente a partir de los valores de las tensiones de nodo.

El hecho de que i2 sea negativa indica que la corriente fluye en la dirección contraria a la supuesta. Analisis de Circuitos en CD – Lab05, Analisis de Nodos (@Autor Ingrid Clariethe Guzmán Romo)

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4. TRABAJO PREVIO 1. Investigar para que tipo de configuraciones de circuitos se puede aplicar el análisis de nodos. 2. Investigar para que tipo de configuraciones de circuitos se puede aplicar el análisis de supernodos. 3. Resuelva analíticamente cada uno de los circuitos de la guía. 5. DESARROLLO DE LA PRÁCTICA Parte 1 1. Utilizando el programa OrCAD dibuje y simule mediante un análisis Bias Point el siguiente circuito:

2. Halle los voltajes de cada uno de los nodos del circuito. 3. Halle el voltaje de cada uno de los elementos del circuito. 4. Compare los resultados con los que hallo analíticamente.

Parte 2 1. Utilizando el programa OrCAD dibuje y simule mediante un análisis Bias Point el siguiente circuito:

Analisis de Circuitos en CD – Lab05, Analisis de Nodos (@Autor Ingrid Clariethe Guzmán Romo)

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2. 3. 4. 5.

Halle los voltajes de cada uno de los nodos del circuito. Halle el voltaje Vx. Halle el voltaje Vy Compare los resultados con los que hallo analíticamente.

NOTA: Se deberá entregar un informe de los resultados en forma individual a la siguiente semana de terminado la sesión de la práctica con sus respectivas conclusiones. 6. BIBLIOGRAFÍA Fundamentos de circuitos eléctricos, 5ta Charles K Alexander Circuitos Eléctricos Edición 6 Dorf, Svoboda Análisis Básico De Circuitos En Ingeniería Edición 5 J. David Irwin http://circuitosumh.blogspot.com.co/p/inicio.html https://es.wikipedia.org/wiki/Análisis_de_nodos http://wwwprof.uniandes.edu.co/~antsala/cursos/FDC/Contenidos/03_Analisis_por_Nodos_y_Mallas.pdf http://panamahitek.com/ley-de-las-corrientes-de-kirchhoff-metodo-de-nodos/

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