Subido por jose.escobar09

Metodo de Mallas

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MÉTODO DE MALLAS
Prof.- Bernardo Tapia Saavedra
08/10/2021
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Método de Mallas
Conceptos previos:
• Malla: Cualquier camino cerrado dentro de un circuito,
que no es atravesado por ningún componente.
• Rama: Un componente del circuito con 2 terminales, que
posee una tensión y una corriente, que reciben el mismo
índice que el componente, por ejemplo la corriente que
circula por R2 será la corriente de rama i2 (con i
minúscula) y el voltaje V2.
• Nudo: Punto de confluencia de dos o más ramas.
• Corriente de malla: Corriente ficticia o teórica que se
asume circula por el interior de una malla, se dibujan
como una semicircunferencia con una punta de flecha
en sentido reloj.
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Ejemplo de circuito de 2 mallas
+
-
+
I1
I2
i1, i2, i3 son corrientes de rama
-
I1 e I2 son corrientes de malla
V1, V2, V3 son voltajes de rama
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Método de solución de un circuito por mallas:
• El objetivo de plantear estas corrientes de malla es
reducir la cantidad de variables en un circuito, ya que
por ejemplo, las 3 corrientes de rama del circuito anterior
se podrán sustituir por la o las correspondientes
corrientes de malla:
• i1 = I1
i2 = I2
i3 = I1 – I2
• Los voltaje de rama se pueden plantear ahora según
Ley de Ohm, pero usando las corrientes de malla:
• V1 = I1 x R1
V2 = I2 x R2
V3 = (I1 – I2) x R3
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Ley de Kirchhoff ampliada:
• “La sumatoria de los voltajes de rama en
cualquier camino cerrado en un circuito es
igual a cero”.
• Aplicando esta Ley en las dos mallas del
circuito planteado, recorriendo la malla en
el sentido de la corriente se obtienen las
siguientes ecuaciones:
1. -24 + V1 + V3 = 0
2. -V3 + V2 + 26 = 0
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1. -24 + V1 + V3 = 0
2. -V3 + V2 + 26 = 0
En estas ecuaciones se reemplazan los voltajes de rama
por su equivalente según Ley de Ohm, usando corrientes
de malla:
1. -24 + I1 x R1 + (I1 – I2) x R3 = 0
2. -(I1 – I2) x R3 + I2 x R2 + 26 = 0
Reemplazando los valores de las resistencias:
1. -24 + I1 x 0,4 + (I1 – I2) x 0,8 = 0
2. -(I1 – I2) x 0,8+ I2 x 0,4 + 26 = 0
1. 1,2 I1 – 0,8 I2 = 24
2. - 0,8 I1 + 1,2 I2 = - 26 → I1 = 10 A → I2 = -15 A
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Solución del sistema de ecuaciones:
1,2 I1 – 0,8 I2 = 24
x 0,8
- 0,8 I1 + 1,2 I2 = - 26
x 1,2
0,96 I1 – 0,64 I2 = 19,2
-0,96 I1 + 1,44 I2 = -31,2
0 I1 + 0,8 I2 = -12
I2 = -12/0,8 = -15 A
Reemplazando I2 en 1.
1. 1,2 I1 – 0,8 x (-15) = 24
I1 = (24 -12) / 1,2 → I1 = 10 A
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Obtención de las variables de rama
• i1 = I1
i2 = I2
i3 = I1 – I2
• Usando estas igualdades podemos determinar todas las
variables del circuito:
• i1 = I1 = 10 A,
• i2 = I2 = -15 A (sentido opuesto al que se asumió)
• i3 = I1 – I2 = 10 – (-15) = 25 A
• V1 = 10 x 0,4 = 4V
• V2 = -15 x 0,4 = - 6V (polaridad opuesta a la que se
asumió)
• V3 = 25 x 0,8 = 20V
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Método práctico para plantear las ecuaciones:
a) Se dibuja una corriente de malla, en sentido reloj, por cada malla
del circuito.
b) Se plantean las ecuaciones, usando como incógnitas las corrientes
de malla definidas.
c) En la malla 1, como coeficiente de I1, se considera la suma de las
resistencias de dicha malla. Como coeficiente de I2, se considera la
suma de las resistencias que son compartidas con la malla 2,
anteponiendo el signo “-“. Como coeficiente de I3 (en caso de 3
mallas), se considera la suma de las resistencias que son
compartidas con la malla 3, anteponiendo el signo “-“. En caso de
que no existan resistencias compartidas entre 2 mallas se coloca
coeficiente 0 (por ejemplo, al no haber resistencias comunes entre
malla 1 y malla 3 el coeficiente de I3 sería cero)
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d) En la malla 2, como coeficiente de I2, se considera la suma de las
resistencias de dicha malla. Como coeficiente de I1, se considera la
suma de las resistencias que son compartidas con la malla 1,
anteponiendo el signo “-“. Como coeficiente de I3 (en caso de 3
mallas), se considera la suma de las resistencias que son
compartidas con la malla 3, anteponiendo el signo “-“. En caso de
que no existan resistencias compartidas entre 2 mallas se coloca
coeficiente 0.
e) En la malla 3, como coeficiente de I3, se considera la suma de las
resistencias de dicha malla. Como coeficiente de I1, se considera la
suma de las resistencias que son compartidas con la malla 1,
anteponiendo el signo “-”. Como coeficiente de I2, se considera la
suma de las resistencias que son compartidas con la malla 2,
anteponiendo el signo “-”. En caso de que no existan resistencias
compartidas entre 2 mallas se coloca coeficiente 0.
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f)
Al lado derecho del signo igual, se anotan los valores de las
fuentes de voltaje, con signo positivo si aportan con corriente en el
sentido de la corriente de malla y con signo negativo en caso
contrario. Si no hay fuentes en la malla se coloca el valor 0.
Ejemplo con dos mallas:
• En el siguiente circuito, UTILIZANDO EL MÉTODO DE MALLAS,
determine.:
a) El voltaje en la resistencia R3
b) El voltaje en la resistencia R4
I1
I2
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Ecuaciones
(3+4+1) I1
-4 I2 = 28 - 8
-4 I1 +(4+2) I2 = 8 - 10
I1
I2
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Ecuaciones
8 I1
-4 I2 = 20
X4
-4 I1
+6 I2 = - 2
X8
32 I1 – 16 I2 = 80
-32 I1 + 48 I2 = -16
0 I1 + 32 I2 = 64
I2 = 64/32 = 2 A
8 I1 - 4 x 2 = 20
I1 = (20 + 8)/8 = 3,5 A
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Ejemplo con tres mallas: En el siguiente circuito calcular
las corrientes de malla.
I1
I2
I3
22,5 I1 – 21 I2 - 0 I3 = 120
- 21 I1 + 30 I2 - 6 I3 = 0
0 I1 – 6 I2 +7,5 I3 = - 105
Respuesta: I1 = 10 A I2 =5 A I3 = -10A
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