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Introducción al Análisis Básico de Circuitos Eléctricos: Conceptos

Circuitos Resistivos

Métodos de análisis de circuitos

Circuitos eléctricos de corriente alterna

Respuesta a la frecuencia y resonancia en circuitos eléctricos

Circuitos eléctricos

Carga eléctrica

Corriente eléctrica

Voltaje

Energía Y Potencia

Resistencias

Definiciones: nodo, rama, malla

Resistencias en serie y paralelo

Nodo: Un punto de conexión de dos o más elementos de circuito se denomina nodo junto con todo el cable o alambre de los elementos. Rama: Sección que une a un elemento a 2 nodos. Malla: Conjunto de ramas que describen una trayectoria cerrada.

Leyes de voltaje y de corrientes de Kirchhoff

La suma algebraica de las corrientes que entran por cualquier nodo son cero.

La suma algebraica de los voltajes a lo largo de cualquier trayectoria cerrada es cero.

Teorema de Thevenin

Una red lineal activa con resistencias que contenga una o más fuentes de voltaje o corriente puede reemplazarse por una única fuente de voltaje y una resistencia en serie.

Un circuito eléctrico o red eléctrica es una colección de elementos eléctricos interconectados en alguna forma específica.

Generalmente, un circuito eléctrico básico estará sujeto a una entrada o excitación y se producirá una respuesta o salida a dicha entrada.

Es la interacción de átomos no neutros, los cuales tienen una fuerza repulsora si son signos iguales, y de atracción si son opuestos

El propósito primario de un circuito eléctrico consiste en mover o transferir cargas a lo largo de determinadas trayectorias. Este movimiento de cargas constituye una corriente eléctrica.

El voltaje es el trabajo realizado para mover una carga unitaria (1C) a través del elemento de una terminal a la otra. Este voltaje estará designado por dos indicadores: un signo + o -, en el que se establece la dirección de referencia del voltaje, y un valor (fijo o variable), el cual va a cuantificar el voltaje que pasa por un elemento en la dirección de referencia especificada.

-Al transferir carga a través de un elemento, se efectúa trabajo, o dicho de otra manera, estamos suministrando energía.

-Es la energía consumida o trabajo producido por unidad de tiempo.

Principio de Proporcionalidad

Principio de Superposición

Método de Mallas

Método de Nodos

En circuitos lineales, si una variable K se multiplica, la otra también

La respuesta general de un circuito lineal que contiene varias fuentes independientes es la suma de las respuestas a cada fuente individual, eliminando las otras fuentes. En general, este principio s´olo es v´alido para circuitos lineales.

El análisis de malla consiste en escribir las ecuaciones LVK alrededor de cada malla en el circuito, utilizando como incógnita las corrientes de malla. Las n ecuaciones simultáneas de un circuito con n mallas pueden ser escritas en forma de matriz

Es un método general de análisis de circuitos en donde los voltajes son las incógnitas que deben obtenerse. En general, una elección conveniente para el voltaje es el conjunto de voltajes de nodo.

Llamamos corriente alterna a aquella corriente cuya intensidad es una función sinusoidal del tiempo, es decir, una corriente que periódicamente cambia de dirección y sentido; por tanto, no es posible asociar una dirección fija a la corriente en los circuitos de corriente alterna. La energía eléctrica que se obtiene de la red es alterna y de forma sinusoidal. Es el tipo de energía que proporcionan las máquinas generadoras de las centrales eléctricas.

Corriente alterna

Condensador y Bobina

El condensador es un dispositivo que sirve para almacenar carga y energía. Está constituido por dos conductores aislados uno de otro, que poseen cargas iguales y opuestas. La característica principal de estos dispositivos es su capacidad de almacenar carga bajo determinadas condiciones de diferencia de potencial. La relación Q/V recibe el nombre de capacidad. La unidad S.I. para medir la capacidad es el Faradio (F), denominado as´ı en honor al gran físico experimental inglés, Michael Faraday

Se denomina bobina a un sistema formado por N espiras o vueltas, donde las dimensiones de la espira son generalmente despreciables frente a su longitud.

Potencia Instantánea

La potencia instantánea en la red o circuito es el producto entre voltaje e intensidad de la corriente puede expresarse como p(t) = v(t) ˙i(t) tal como ya hemos visto. Una potencia positiva corresponde a una transferencia de energía de la fuente a la red, mientras que, una potencia negativa representa un retorno de energía de la red a la fuente

Impedancia y Admitancia

La Impedancia es la oposición total que un circuito ofrece al paso de una corriente alterna.

La Admitancia es la facilidad con la que un circuito permite el paso de corriente.

Es la inversa de la impedancia.

Ambos son números complejos

Respuesta a la frecuencia

Redes de 2 puertas

Filtros: Redes de pasa altas, de pasa bajas y pasa banda

Circuitos resonantes

Por respuesta a la frecuencia de una red o circuito se entiende su comportamiento sobre un intervalo de frecuencias.

Una red de dos puertas es aquella que presenta dos pares de terminales, una considerada de entrada y la otra como terminal de salida. En la primera están definidos un voltaje V1 y una corriente I1 mientras que en la segunda terminal están definidos un voltaje V2 y una corriente I2

Si |HV | disminuye conforme aumenta la frecuencia, el comportamiento se llama caída de impedancia a alta frecuencia y el circuito es una red de tipo paso bajo. Por el contrario, si |HV | disminuye cuando disminuye la frecuencia estamos en el caso de una red pasa baja, es decir, tenemos una caída de impedancia a baja frecuencia. Existe además sistemas que presentan un comportamiento mixto de las dos anteriores, es decir, sólo en un rango de frecuencias |HV | toma valores considerables. A este tipo de sistemas se les conoce con el nombre de redes pasa banda

El fenómeno de resonancia en una red eléctrica, está originado por la presencia de elementos reactivos en la misma, es decir, de bobinas y de condensadores.