Redes dos puertos - Nota: 5,0 PDF

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En este informe de laboratorio se realizó el montaje de dos circuitos RC con dos capacitores y dos resistencias cada uno y variación en las configuraciones; Se hallaron los parámetros de admitancia “Y” para cada circuito. De igual forma se evidencia la utilidad que tienen las redes de dos puertos....

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA

LABORATORIO CIRCUITOS ELÉCTRICOS II Redes de dos puertos– Parámetros Y

RESUMEN En esta práctica de laboratorio se realizó el montaje de dos circuitos RC con dos capacitores y dos resistencias cada uno y variación en las configuraciones. Después de hacer el montaje en la protoboard se varió la frecuencia de la fuente que alimentaba el circuito con el fin de analizar las ondas de entrada y salida. Se hallaron los parámetros de admitancia “Y” para cada circuito realizando dos pruebas sencillas en las que se dejaba la entrada o la salida de la red en corto circuito y por medio del multímetro se hallaban las medidas de tensión necesarias para los posteriores cálculos que conducían a los valores de estos parámetros. Por último, se montó en la protoboard un circuito que conectaba en cascada a la red del circuito 1 con la red del circuito 2 y se repitieron los pasos anteriores, analizando así las ondas al varias la frecuencia de alimentación y los parámetros de admitancia equivalente. INTRODUCCIÓN Las redes de dos puertos son circuitos en que se define un par de terminales como puerto de entrada y otro par de terminales como puerto de salida. Ejemplos de redes de dos puertos son, los amplificadores y los filtros, también puede conectarse con otra red de dos puertos para constituir una red de dos puertos más compleja. En esta práctica se observarán las redes de dos puertos, o también llamados cuadripolos, y los parámetros que los describen ya que son elementos muy importantes en los sistemas electrónicos, sistemas de comunicación, sistemas de control automático y otros sistemas en los que una señal eléctrica o la energía eléctrica entra por los terminales de entrada, sufre por la acción de la red y la abandona por los terminales de salida. A continuación se montará los circuitos indicados en las figuras de la práctica, se hallarán los parámetros de admitancia, y demás datos indicados en el procedimiento del laboratorio.

MARCO TEÓRICO Redes de dos puertos: Las redes de dos puertos son circuitos en que se define un par de terminales como puerto de entrada y otro par de terminales como puerto de salida. Ejemplos de redes de dos puertos son los amplificadores y los filtros. Se definen como variables de redes de dos puertos: el voltaje de entrada V1, la corriente de entrada I1, el voltaje de salida V2, y la corriente de salida I2.

Determinación de los parámetros Y: Para modelar a una red con parámetros de admitancia, o parámetros Y, se elige como variables independientes a las tensiones, V1 y V2:

Modelo de la red con parámetros Y

Para hallar la frecuencia de corte, se halla el 70.7% de 5 [𝑣] que es igual a 3.535[𝑣] entonces comenzar a variar la frecuencia de tal manera que se llegue a ese valor estimulado. 𝑊𝑐70.7% = 1.925𝐻𝑧

ACTIVIDADES DE LABORATORIO 1.

Realice el montaje del circuito

2.

Hallar la frecuencia de corte variando la frecuencia en el sistema hasta obtener el 70.7% de la señal del filtro de la figura 1

Figura3. frecuencia de corte a 70.7% 3.

𝑉2 =0 [V] 𝑉1 =5[V] 𝐼1 =-16.8 [mA] 𝐼2 =3.92 [mA]

Figura 1. Circuito inicial en Protoboard

4. Figura 2. Circuito inicial 𝑹𝟏 =1[KΩ], 𝑹𝟐 =5 [KΩ] Y 𝑪𝟏 , 𝑪𝟐 =1 [nF]

Hallar los parámetros y11(s) y y21(s), estos pueden encontrarse aplicando una fuente de voltaje en el puerto 1 y poniendo en corto circuito el puerto 2; midiendo las corrientes resultantes en cada puerto.

𝑌11 =

𝐼1 = −3.36[𝑚𝑆] 𝑉1

𝑌21 =

𝐼2 = 0.784[𝑚𝑆 ] 𝑉1

Hallar los otros dos parámetros se encuentran de forma similar, aplicando un voltaje de entrada en el puerto 2 y poniendo en corto circuito el puerto 1;

𝑉1 =0 [V] 𝑉2 =5 [V] 𝐼1 =5.8 [mA] 𝐼2 =164 [mA] 𝑌12 = 𝑌22 =

5.

𝐼1 = 1.16[𝑚𝑆] 𝑉2 𝐼2

𝑉2

𝑌11 =

𝐼1 = −1.74[𝑚𝑆 ] 𝑉1

𝑌21 =

𝐼2 = 1.144[𝑚𝑆] 𝑉1

En cuanto a los otros parámetros

= 32.8[𝑚𝑆 ]

Repetir los pasos 2,3 y 4 para el circuito

𝑉1 =0 [V] 𝑉2 =5 [V] 𝐼1 =5.8 [mA] 𝐼2 =164 [mA] 𝑌12 =

𝐼1 = 3.84[𝑚𝑆] 𝑉2

𝑌22 =

𝐼2 = 17.2[𝑚𝑆] 𝑉2

6. Hacer la conexión en cascada de los dos circuitos anteriores, figura 1 y figura 2.

Figura 4 Circuito 2 en Protoboard

Figura 5. Circuito de la figura 2

En conexión cascada se trabaja con parámetros híbridos [T], entonces debemos pasar los parámetros de admitancia [Y] a parámetros [T], mediante:

𝑹𝟒 =1[KΩ], 𝑹𝟔 =5 [KΩ] Y 𝑪𝟒 , 𝑪𝟓 =1 [nF] 𝑊𝑐70.7% = 24.46𝐻𝑧 𝑉2 =0 [V] 𝑉1 =5[V] 𝐼1 =-8.7 [mA] 𝐼2 =5.72 [mA]

[T] →

𝐴=− 𝐶=−

𝑌22

𝑌21

∆𝑌

𝑌21

1

𝐵 =−𝑌

21

𝑌

𝐷 = − 𝑌11

21

𝑇𝑒𝑞 = [Ta] ∗ [Tb]

Donde: −41.8 −2.54

− 1.27 ) 4.28

−15.03 −7.11

− 0.874 ) − 1.52

𝑇𝑎 ( 𝑇𝑏 (

628.24 𝑇𝑒 ( 18.05

1.10) − 6.50

OBSERVACIONES Y CONCLUSIONES

La mayoría de los circuitos tienen al menos dos puertos, es decir, podemos colocar una señal de entrada en un puerto y de esa manera obtener una señal de salida en el otro, así como lo demostramos anteriormente; los parámetros de los dos puertos describen su comportamiento en términos de voltaje y corriente de cada puerto. Así, conocer los parámetros de una red de dos puertos nos permites describir su operación cuando ésta se conecta a una red más grande. En el desarrollo de este laboratorio se comprendió el comportamiento de los circuitos cuando se realiza el corto circuito, tomar medidas correspondientes y al final se logró determinar los parámetros. BIBLIOGRAFÍA

[1] REDES DE DOS PUERTOS, Orlando Sucre, Abril 2008, enlace disponible en: hc09paa2.pbworks.com/redes+de+dos+puertos. pdf [2] REDES DE DOS PUERTAS, cuadripolos, enlace disponible en: es.slideshare.net/mosnik/redes-de-2-puertas...