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Teoría de los Circuitos I M Ing. Jorge M. Buccella Director de la Cátedra de Teoría de Circuitos I Facultad Regional Mendoza Universidad Tecnológica Nacional Godoy Cruz, Mendoza Septiembre del 2001 Teoría de los Circuitos I Ing. Jorge María BUCCELLA 81944679 2/18 08/08/17 Teoría de los Circuitos I Ing. Jorge María BUCCELLA FUNDAMENTOS La teoría de circuitos es un caso especial de la teoría de campos electromagnéticos: el estudio de cargas eléctricas estáticas y dinámicas. Aunque la teoría general de campos puede parecer un punto de partida apropiado para la investigación de las señales eléctricas, su aplicación, además de ser tediosa, requiere matemáticas avanzadas. Por lo tanto, haremos algunas suposiciones para simplificar los cálculos y emplearemos en su lugar la teoría de circuitos. Este enfoque presenta las siguientes ventajas: 1.- La teoría de circuitos proporciona soluciones sencillas (con la precisión suficiente) para problemas que serían extremadamente complicados si se empleara la teoría de campos. Podemos analizar y construir circuitos prácticos con la teoría de circuitos. 2.- El análisis y diseño de muchos sistemas eléctricos útiles son menos complicados si los dividimos en subsistemas, llamados componentes. Podemos usar el comportamiento terminal de cada componente para predecir el comportamiento de la interconexión. La posibilidad de obtener modelos de circuitos a partir de dispositivos físicos hace que la teoría de circuitos sea una estrategia atractiva. 3.- El análisis de circuitos presenta una metodología para resolver grandes redes de ecuaciones diferenciales lineales y ligadas, que son comunes a la ingeniería y a la tecnología. Tanto las técnicas como los conceptos que se presentan para resolver circuitos eléctricos pueden servir para analizar y conocer otras aplicaciones de ingeniería, incluyendo sistemas mecánicos, estructurales e hidráulicos. 4.- La teoría de circuitos es en sí un área de estudio de gran interés. Gran parte del sobresaliente desarrollo de los sistemas construidos por los seres humanos, que dependen de fenómenos eléctricos, se puede atribuir a la creación de la teoría de circuitos como disciplina de estudio independiente. Aunque la teoría de circuitos es un caso especial de la teoría de campos electromagnéticos, es posible comprenderla y aplicarla sin conocer a fondo los campos. Por consiguiente no es necesario este conocimiento para poder seguir nuestro desarrollo, pero sí se necesita conocer los fundamentos de los fenómenos eléctricos y magnéticos proporcionados por los cursos de física. Por supuesto supondremos que se ha recibido una sólida formación en matemática que incluye: cálculo numérico (real y complejo) y gráfico, cálculo infinitesimal (integración y diferenciación), geometría y trigonometría. El objetivo de este libro es, pués, el análisis de circuitos eléctricos lineales, con parámetros concentrados, sin utilizar las teorías de campos, salvo una breve mención para analizar el acoplamiento electromagnético. 81944679 3/18 08/08/17 Teoría de los Circuitos I Ing. Jorge María BUCCELLA PRÓLOGO (de los "Apuntes de..." primera versión) Hace tiempo empecé con este trabajo con la idea de cumplir con los cometidos tradicionales del hombre: tener un hijo, plantar un árbol y escribir un libro. Esto, que no pretende ser un libro (de ahí el nombre de Apuntes ...), es el cometido que me faltaba. Pese a que muchos alumnos me lo han requerido a lo largo de mi actividad docente, siempre consideré que no era hacerles un bién por cuanto la tendencia del estudiante fue siempre restringirse a la menor bibliografía posible (las excusas, todas válidas, de tiempo y dinero, y la comodidad innata en el ser humano). Mi creencia fue siempre, y sigue siéndolo con más firmeza que nunca, es que lo más positivo que un egresado puede llevarse es saber buscar información, saber leer. Más aún cuando la tecnología multimedia actual no incentiva de modo alguno a la lectura y, menos aún, a la imaginación. La especialidad electrónica es asombrosamente cambiante y progresiva, quizá es la que mayor volumen de información produce, información que hay que saber clasificar para poderla manejar. Para ello hay que leer críticamente, no como a una novelita. Por otra parte el ingeniero necesita tener ingenio, eso requiere de imaginación para salirse de los esquemas aprendidos y poder despojarse de los prejuicios que eventualmente hayan perdido validez. De esta forma se podrán sortear los obstáculos que parecen insalvables o encontrar otras maneras más eficaces para superarlos. Información e ingenio son los elementos que pueden llevar al éxito nuestra actividad, información para estar actualizado e ingenio para usar eficientemente esa información. No obstante lo antes dicho he completado la tarea empezada, espero que el resultado sea útil para algunos. Es posible que tenga muchos errores y que las cosas se hayan podido decir de otra forma más clara. Hay mucha bibliografía sobre el tema por lo que el lector está animado a leer otros libros para completar lo que falta y/o corregir lo que esté mal. En este punto solicito que, por favor, me hagan llegar las sugerencias para irlo puliendo y enriqueciendo. Quiero rendir mi homenaje al Ing. Eduardo M. Silveti que me llevó de la mano en mis primeros pasos en esta materia y que, lamentablemente, no podrá darme su parecido sobre esta obra. Agradezco también al equipo que me acompaña en la cátedra: Ingenieros María E. Garro, Marino Szostak y Jorge Castillo por el soporte que me han dado y me dan con confianza y afecto. Por otra parte debo manifestar la tranquilidad y seguridad que siento al sentirme parte del grupo que forma el Departamento de Electrónica, encabezado por el Ing. Alberto Cuello, pero 81944679 4/18 08/08/17 Teoría de los Circuitos I Ing. Jorge María BUCCELLA secundado por todos los demás con igual seriedad y desprendimiento. Finalmente dedico este trabajo a mi esposa e hijos que directa e indirectamente han posibilitado que llegara a su fin. A todos ellos ¡MUCHAS GRACIAS! Godoy Cruz, Mendoza, julio 16 de 1999 Jorge María BUCCELLA PRÓLOGO AL LIBRO No hace mucho terminé la presentación de los "Apuntes de Teoría de los Circuitos I". Al releerlos, y siguiendo las sugerencias de familiares y amigos (aduladores), me propuse convertirlo en un libro. ¿Qué hacía falta para quitarle los términos "Apuntes de"? Yo pensé que no mucho y por ello inicié la tarea: agregar bibliografía y ejemplos de aplicación, además de aclarar algunos conceptos y corregir los errores que se habían deslizado. ¿Cómo quedó organizado este libro? Básicamente en la misma forma que los apuntes que le sirvieron de base. Cada capítulo puede considerarse completo en sí mismo si se estudian en forma secuencial, excepto la Parte E: Dualidad, del primero que se podrá comprender completamente después de leer el Capítulo III: Resolución sistemática de circuitos. Era necesario introducir el concepto desde el comienzo y no quise dividir el tema en dos partes. Se entiende que el fin del libro es dar las bases teóricas para resolver los circuitos y, si bién se han incluido algunos, los ejemplos son para aclarar los conceptos y, por ende, no puede considerarse un libro de ejercicios. Esa será quizá una segunda parte, si se concreta. Además es importante señalar que los gráfiocs son indicativos, no están hechos a escala, y se pretendió solamente dar una idea de la forma de variación de las funciones. Para obtener el resultado real deben aplicarse las fórmulas para distintos valores de las variables y graficarlas en consecuencia; tal acción puede desarrollarse utilizando una planilla de cálculo como Excel de Microsoft. ¿Cómo se puede estudiar la materia? La ubicación de la materia en el diseño curricular está catalogada como integradora en el tercer año, es decir que viene a unir y complementar lo aprendido hasta el momento en las materias básicas, y a dar herramientas para continuar la carrera. Por lo tanto lo que se pretende es que el alumno sepa analizar y resolver circuitos eléctricos resultantes de modelos de dispositivos que las materias específicas le propondrán y tenga las bases teoricoprácticas para discutir esos modelos y/o proponer otros. 81944679 5/18 08/08/17 Teoría de los Circuitos I Ing. Jorge María BUCCELLA Es por ello que la preparación de la misma requiere fundamentalmente de práctica. Esto implica resolver circuitos de distinta manera y/o por distintos métodos experimentando las ventajas y dificultades de cada uno y aprendiendo, en consecuencia, a analizar los circuitos, que es el fin primario. Si se logra esto se estará preparado para, a continuación, aprender a sintetizar las redes para que cumplan fines determinados, es decir a diseñarlas. Actividad que es el objetivo de Teoría de los Circuitos II. Ahora que la obra está terminada, espero que los lectores puedan extraer algo útil y ese será el mejor premio a la labor cumplida. De todas maneras todo es perfectible, y esto con mayor razón, de forma que seguiré trabajando con ese objetivo. Espero las sugerencias de todos. ¡Muchas gracias! Mendoza, septiembre 22 de 1999. Jorge María BUCCELLA PRÓLOGO A LA SEGUNDA VERSIÓN DEL LIBRO Debo agradecer la colaboración de mis alumnos del pasado año 2000 para hacerme notar los errores y las aclaraciones que se presentaban como necesarias y/o convenientes. He tratado de enmendar esas fallas y, a la vez, aclarar otros aspectos, para presentar esta segunda versión que persigue la consecusión de la finalidad expresada anteriormente: mejora continua. Como Capítulo 0 he agregado los conceptos básicos de Electricidad y Magnetismo que no tenía la versión original para que los alumnos los tengan en el mismo libro. En el capítulo IV Cuadripolos Pasivos se agregaron algunos ejemplos de cálculos que no tenía. Además, a sugerencia de colegas que lo requieren para otras materias, se ha incluído en el Capítulo VIII el análisis de los efectos del núcleo de hierro en la bobina de reactancia y en el transformador real. Quizá podría decirse que son temas aprendidos en los cursos de Física previos, pero la experiencia indica que, lamentablemente, no vienen bién asimilados. No obstante debo aclarar que no pretendo repetir lo desarrollado en el curso pertinente de Física, sino sólo recordar los distintos conceptos. Sigo esperando las sugerencias de todos. ¡Muchas gracias! Mendoza, septiembre 30 del 2001. Jorge María BUCCELLA 81944679 6/18 08/08/17 Teoría de los Circuitos I Ing. Jorge María BUCCELLA TEORÍA DE LOS CIRCUITOS I ÍNDICE GENERAL TEMARIO POR CAPÍTULO Capítulo 0: FUNDAMENTOS Parte A: Introducción Parte B: Electricidad Parte C: Magnetismo Parte D: Inducción Capítulo I: FUNDAMENTOS Parte A: Modelos Parte B: Leyes de Ohm y Kirchhoff Parte C: Circuitos equivalentes Parte D: Teoremas de los circuitos Parte E: Dualidad Capítulo II: SEÑALES Parte A: Introducción Parte B: Funciones singulares Parte C: Ondas senoidales Capítulo III: RESOLUCIÓN SISTEMÁTICA DE CIRCUITOS Parte A: Introducción Parte B: Método de las ramas Parte C: Método de las corrientes de mallas Parte D: Método de las tensiones nodales Parte E: Expresiones matriciales de las ecuaciones de redes Parte F: Operaciones con matrices Capítulo IV: CUADRIPOLOS PASIVOS Parte A: Introducción Parte B: Casos especiales ("T" y "") Parte C: Impedancias 81944679 7/18 08/08/17 Teoría de los Circuitos I Ing. Jorge María BUCCELLA TEMARIO POR CAPÍTULO (continuación) Capítulo V: TRANSITORIO DE CIRCUITOS Parte A: Introducción Parte B: Circuitos de primer orden Parte C: Cicuitos de segundo orden Capítulo VI: LUGARES GEOMÉTRICOS Y RESPUESTA EN FRECUENCIA Parte A: Relaciones tensión-corriente Parte B: Respuesta en frecuencia Parte C: Análisis en las cercanías de la resonancia Parte D: Respuesta del circuito paralelo Capítulo VII: POTENCIA Y ENERGÍA Parte A: Dominio del tiempo Parte B: Dominio de la frecuencia Capítulo VIII: CIRCUITOS ACOPLADOS Parte A: Acoplamiento electromagnético Parte B: El transformador ideal Parte C: La bobina de reactancia Parte D: El transformador real Capítulo IX: SISTEMAS POLIFÁSICOS Parte A: Introducción Parte B: Sistemas trifásicos equilibrados Parte C: Sistemas trifásicos desequilibrados Capítulo X: ONDAS NO SENOIDALES Parte A: Análisis de Fourier Parte B: La integral de Fourier Parte C: Método de convolución Parte D: La función sistema 81944679 8/18 08/08/17 Teoría de los Circuitos I Ing. Jorge María BUCCELLA ÍNDICE GENERAL (Total: 422 páginas) Capítulo 0: ELECTRICIDAD Y MAGNETISMO (46 páginas) Parte A: INTRODUCCIÓN A.1 Propósito. A.2 El átomo. 3 3 3 Parte B: ELECTRICIDAD 5 B.1 Electrización por contacto. 5 B.2 Ley de Coulomb. 5 B.2.1 Ejemplos de cálculos. 7 B.3 El campo eléctrico. 7 B.3.1 Una carga puntual en un campo eléctrico. 11 B.3.2 Un dipolo en un campo eléctrico. 12 B.3.3 Flujo en un campo eléctrico. Ley de Gauss. 13 B.3.4 Ejemplos de cálculos. 14 B.4 Potencial eléctrico. 15 B.4.1 Potencial eléctrico debido a una distribución de cargas. 18 B.4.1.1 Ejemplos de cálculos. 19 B.5.1 Condensadores y dieléctricos. 20 B.5.1 Dieléctricos. 22 B.6 Intensidad y resistencia. 23 B.6.1 Conductibilidad y resistividad. 25 B.6.2 Ley de Joule. 27 Parte C: MAGNETISMO C.1 Magnetismo. C.2 Campo magnético. Inducción y flujo magnético. C.3 Fuerza sobre un conductor que transporta una corriente. C.4 Campo magnético creado por una corriente o una carga móvil. C.4.1 - Integrales curvilíneas y de superficie de la inducción magnética. C.5 - Fuerza entre conductores paralelos. Amperio. C.6 - Campo creado por una espira circular. C.6.1 - Campo en un solenoide. C.7 - Campo creado por una carga puntual móvil. 29 29 29 Parte D: INDUCCIÓN D.1 Fuerza electromotriz inducida. D.1.1 - Ley de Faraday y Lenz. D.2 Autoinducción. 43 43 44 45 81944679 9/18 31 33 35 36 37 39 41 08/08/17 Teoría de los Circuitos I Ing. Jorge María BUCCELLA Capítulo I: FUNDAMENTOS (44 páginas) Parte A: MODELOS A.1 Introducción A.2 Elementos de los modelos A.3 Ejemplo de modelos 3 3 3 8 Parte B: LEYES DE OHM Y KIRCHHOFF B.1 Introducción B.2 Ley de Ohm B.3 Primera ley de Kirchhoff B.4 Segunda ley de Kirchhoff B.5 Aplicaciones: Divisores de tensión y corriente 9 9 9 12 13 14 Parte C: CIRCUITOS EQUIVALENTES C.1 Definición C.2 Elementos de un solo tipo en serie C.3 Elementos de un solo tipo en paralelo C.4 Transformación de Kennelly (Y-) C.5 Cálculo de la resistencia equivalente C.6 Circuitos equivalentes de generadores reales 17 17 17 20 22 25 29 Parte D: TEOREMAS DE LOS CIRCUITOS D.1 Teorema de la superposición D.2 Teoremas de Thèvenin y Norton D.3 Teorema de la substitución D.4 Teorema de la reciprocidad 33 33 34 37 37 Parte E: DUALIDAD E.1 Introducción E.2 Dualidad analítica E.3 Dualidad gráfica 39 39 41 43 Capítulo II: SEÑALES (38 páginas) Parte A: INTRODUCCIÓN A.1 Clasificación de las señales de acuerdo con su variación en el tiempo A.2 Valores característicos 3 Parte B: FUNCIONES SINGULARES B.1 Introducción B.2 Definición de las funciones B.3 Representación de ondas utilizando funciones singulares B.3.1 Representación de formas de onda arbitrarias por trenes de funciones escalón B.3.2 Representación de formas de onda arbitrarias por trenes de funciones impulso 7 7 7 81944679 10/18 3 4 11 13 14 08/08/17 Teoría de los Circuitos I Ing. Jorge María BUCCELLA Capítulo II: SEÑALES - Parte B (Continuación) B.4 Respuesta de los circuitos excitados por funciones singulares 15 Parte C: ONDAS SENOIDALES C.1 Introducción C.2 Algunas propiedades y operaciones C.3 Valores característicos C.4 Respuesta de los elementos simples C.5 Los conceptos de impedancia y admitancia C.6 Representación compleja de senoides C.7 Relaciones fasoriales C.8 Ejemplo de cálculo 17 17 19 21 22 26 29 33 37 Capítulo III: RESOLUCIÓN SISTEMÁTICA DE CIRCUITOS (44 páginas) Parte A: INTRODUCCIÓN A.1 Definiciones A.2 Topología 3 3 4 Parte B: MÉTODO DE LAS RAMAS B.1 Procedimiento B.2 Aplicación de la ley de Ohm B.3 Aplicación de las leyes de Kirchhoff B.4 Aplicación práctica del método "2b" B.5 Circuitos con generadores ideales B.5.1 Transformación de fuentes ideales en reales B.5.2 Aplicación de la falsa variable 9 9 9 11 13 16 16 19 Parte C: MÉTODO DE LAS CORRIENTES DE MALLA 23 C.1 Introducción 23 C.2 Aplicación del método 24 C.3 Caso de generadores de corriente 27 C.4 Caso de generadores de corriente con impedancias en serie 29 Parte D: MÉTODO DE LAS TENSIONES NODALES D.1 Introducción D.2 Aplicación del método D.3 Caso de generadores de tensión D.4 Caso de generadores de tensión con admitancias en paralelo Parte E: EXPRESIONES MATRICIALES DE LAS ECUACIONES DE REDES E.1 Método de las mallas E.2 Método de las tensiones nodales 81944679 11/18 31 31 31 34 36 37 37 40 08/08/17 Teoría de los Circuitos I Ing. Jorge María BUCCELLA Capítulo III: RESOLUCIÓN... - Parte E (Continuación) E.3 Expresión matricial de las ecuaciones de nodos y mallas 40 Parte F: OPERACIONES CON MATRICES Capítulo IV: CUADRIPOLOS PASIVOS 43 (16 páginas) Parte A: INTRODUCCIÓN A.1 Definiciones A.2 El problema de la transferencia A.2.1 Ejemplos de cálculos A.3 El problema de la transmisión general A.3.1 Ecuaciones inversas A.3.2 Cuadripolos en cascada 3 3 4 6 9 11 12 Parte B: CASOS ESPECIALES ("T" Y "") B.1 Cuadripolos en "T" B.2 Cuadripolos en "" 13 13 14 Parte C: IMPEDANCIAS C.1 Impedancias en circuito abierto y en cortocircuito C.2 Impedancia imagen 15 Capítulo V: TRANSITORIO DE CIRCUITOS 15 15 (44 páginas) Parte A: INTRODUCCIÓN 3 A.1 Las ecuaciones diferenciales de los circuitos eléctricos 3 A.2 Relaciones volt-amper y energía almacenada 4 A.3 Teoremas de los valores iniciales y finales 5 A.3.1 Teorema de la energía inicial 6 A.3.2 Teorema del valor inicial y final 6 A.3.3 Ejemplos de cálculo de los valores iniciales y finales 8 Parte B: CIRCUITOS DE PRIMER ORDEN B.1 Circuitos de primer orden B.1.1 Excitación por energía almacenada B.1.2 Excitación por un impulso B.1.3 Excitación por un escalón B.1.4 Excitación por una señal senoidal B.1.5 Resonancia y variación de parámetros B.2 Ejemplo de cálculo 81944679 12/18 15 15 15 18 19 22 23 25 08/08/17 Teoría de los Circuitos I Ing. Jorge María BUCCELLA Capítulo V: TRANSITORIO... (Continuación) Parte C: CIRCUITOS DE SEGUNDO ORDEN C.1 Circuitos de segundo orden C.1.1 Excitación por energía almacenada C.1.1a Sobreamortiguado C.1.1b Críticamente amortiguado C.1.1c Oscilatorio armónico amortiguado C.1.2 Excitación por señal senoidal C.2 Ejemplo de cálculo 29 29 29 32 35 36 38 40 Capítulo VI: LUGARES GEOMÉTRICOS Y RESPUESTA EN FRECUENCIA (34 páginas) Parte A: RELACIONES TENSIÓN-CORRIENTE A.1 Oscilograma A.2 Lugares geométricos de las tensiones y de las corrientes A.2.1 Procedimiento analítico de inversión geométrica A.2.2 Procedimiento gráfico de inversión geométrica A.2.3 Lugares geométricos circulares A.2.4 Lugares geométricos de las funciones elementales (sin pérdidas) A.2.5 Lugares geométricos de las funciones elementales (con pérdidas) 3 3 Parte B: RESPUESTA EN FRECUENCIA B.1 Circuito serie RL (Resistencia Inductancia) B.2 Circuito serie RS (Resistencia Elastancia) B.3 Circuito serie RLS (Resistencia, Inductancia y Elastancia) B.3.1 Variaciones de la curva en función resistencia y de la inductancia B.3.2 Puntos de potencia mitad B.3.3 Incremento de la tensión en resonancia B.3.4 Voltajes inductivos y capacitivos en función de la inductancia, la capacidad y la pulsación B.4 Definición de Q0 13 13 14 Parte C: ANÁLISIS EN LAS CERCANÍAS DE LA RESONANCIA C.1 Introducción C.1.1 Aproximaciones C.2 Curva universal de resonancia C.3 Ejemplo de cálculo 25 25 25 27 28 Parte D: RESPUESTA DEL CIRCUITO PARALELO D.1 Circuito paralelo de tres ramas (GC) D.2 Circuito paralelo de dos ramas 31 31 32 81944679 13/18 4 4 6 7 8 10 15 19 19 21 21 23 08/08/17 Teoría de los Circuitos I Ing. Jorge María BUCCELLA Capítulo VI: LUGARES GEOM... - Parte D (Continuación) D.3 Ejemplo de cálculo Capítulo VII: POTENCIA Y ENERGÍA 33 (16 páginas) Parte A: DOMINIO DEL TIEMPO A.1 Potencia media A.2 Potencia en los elementos A.3 Potencia activa, reactiva y aparente. Factor de potencia A.4 Ejemplo de cálculo 3 3 5 Parte B: DOMINIO DE LA FRECUENCIA B.1 Potencia vectorial B.2 Expresiones de la potencia B.3 Corrección del factor de potencia B.4 Ejemplo de cálculo B.5 Teorema de la máxima transferencia de energía 9 9 11 11 12 14 Capítulo VIII: CIRCUITOS ACOPLADOS 5 7 (44 páginas) Parte A: ACOPLAMIENTO ELECTROMAGNÉTICO A.1 Evaluación del coeficiente de inductancia mutua A.2 Planteo de las ecuaciones del circuito A.3 Circuito equivalente con generadores A.4 Expresiones en el dominio de la frecuencia A.5 Circuitos equivalentes en "T" y en "" A.6 Algunos ejemplos de montajes A.7 Coeficientes de acoplamiento y dispersión A.8 Impedancia reflejada A.9 Ejemplo de cálculo 3 3 7 7 8 9 10 12 14 15 Parte B: EL TRANSFORMADOR IDEAL B.1 Ecuaciones de equilibrio B.2 Admitancia e impedancia de entrada B.3 Circuito equivalente en "T" 21 21 23 24 Parte C: LA BOBINA DE REACTANCIA C.1 Flujo magnético y fuerza electromotriz inducida en un inductor con núcleo de hierro C.2 Corriente de imantación C.3 Influencia de la histéresis sobre la corriente en la bobina C.4 Influencia de las corrientes de Foulcault sobre la corriente en la bobina C.5 Pérdidas magnéticas totales en la bobina C.6 Diagrama vectorial completo 27 81944679 14/18 27 29 30 32 33 35 08/08/17 Teoría de los Circuitos I Ing. Jorge María BUCCELLA Capítulo VIII: Circuitos acoplados - (Continuación) Parte D: EL TRANSFORMADOR REAL C.1 Circuito equivalente y diagrama fasorial C.2 Reducción a la malla primaria Capítulo IX: SISTEMAS POLIFÁSICOS 39 39 43 (32 páginas) Parte A: INTRODUCCIÓN A.1 Generalidades A.2 Sistema monofásico A.3 Sistema bifásico A.4 Sistema tetrafásico 3 3 3 4 6 Parte B: SISTEMAS TRIFÁSICOS EQUILIBRADOS B.1 Generación, conexiones y relaciones B.2 Potencias en sistemas equilibrados B.2.1 Método de los dos vatímetros B.3 Componentes de sistemas simétricos B.4 Propiedades de los sistemas de secuencia cero B.5 Carga desequilibrada conectada en estrella B.6 Ejemplos de cálculos 9 9 11 13 14 16 17 19 Parte C: SISTEMAS TRIFÁSICOS DESEQUILIBRADOS C.1 Método de las componentes simétricas C.2 Impedancias desequilibradas conectadas en estrella con neutro C.3 Potencia en función de las componentes simétricas C.4 Componentes simétricas en forma matricial C.4.1 Potencia C.4.2 Potencia de una red general 23 23 Capítulo X: ONDAS NO SENOIDALES 15/18 27 28 29 30 (46 páginas) Parte A: ANÁLISIS DE FOURIER A.1 Introducción A.2 Simetrías A.3 Ejemplos de aplicación A.3.1 Onda cuadrada A.3.2 Onda diente de sierra A.3.3 Onda rectificada A.4 Síntesis de ondas A.5 Espectros en frecuencia A.6 Valor medio cuadrático y potencia A.7 Respuesta completa a funciones excitatrices periódicas A.8 Series exponenciales A.8.1 Simetrías A.8.2 Ejemplos de aplicación 81944679 25 3 3 5 7 7 9 9 10 11 12 13 13 14 14 08/08/17 Teoría de los Circuitos I Ing. Jorge María BUCCELLA Capítulo X: ONDAS NO SENOIDALES - Parte A (Continuación) A.8.2.1 Onda cuadrada asimétrica impar A.8.2.2 Onda cuadrada simétrica impar A.8.2.3 Onda cuadrada asimétrica par A.8.2.4 Onda triangular simétrica par A.8.2.5 Aplicación a un circuito 14 15 16 17 18 Parte B: LA INTEGRAL DE FOURIER B.1 El pulso recurrente B.2 La integral de Fourier B.2.1 Otra forma de la integral de Fourier B.3 Análisis del pulso rectangular B.4 Síntesis del pulso rectangular B.5 Propiedades de la transformada de Fourier B.6 Significado físico de la transformada de Fourier B.6.1 Ejemplo de cálculo B.7 Convergencia de la integral de Fourier 19 19 20 21 22 22 23 24 26 27 Parte C: EL MÉTODO DE CONVOLUCIÓN C.1 Introducción C.2 Equivalencias de pulsos e impulsos C.3 La integral de superposición o convolución C.3.1 Interpretación gráfica de la integral de superposición o convolución C.4 Evaluación aproximada de la integral de convolución C.5 Evaluación analítica de la integral de convolución C.6 Extensiones del teorema de convolución C.7 Aproximaciones 29 29 29 31 Parte D: LA FUNCIÓN SISTEMA D.1 Relaciones entrada-salida para circuitos lineales D.1.1 Relaciones entrada-salida en el dominio del tiempo D.1.2 Soluciones de la transformada de Fourier D.2 Revisión y clasificación de las funciones de los circuitos D.2.1 La frecuencia compleja D.3 Polos y ceros 41 81944679 16/18 32 33 35 36 38 41 41 42 44 44 46 08/08/17 Teoría de los Circuitos I Ing. Jorge María BUCCELLA BIBLIOGRAFÍA ANÁLISIS DE REDES - M. E. van Valkenburg - Ed. Limusa-Wiley ANÁLISIS DE CIRCUITOS ELECTRICOS - E. Brenner y M. Javid Ed. McGraw-Hill Books Co. CIRCUITOS EN INGENIERÍA ELÉCTRICA - H. H. Skilling -Ed. CECSA REDES ELÉCTRICAS - H. H. Skilling - Ed. Limusa-Wiley LOS FUNDAMENTOS DE LAS ONDAS ELÉCTRICAS - H. H. Skilling Ed. Librería del Colegio ESTUDIO DE LOS CIRCUITOS ELÉCTRICOS - J. Lagase -Ed. Paraninfo TEORÍA DE LAS REDES ELÉCTRICAS - Balbanian, Bicka y Seshu Ed. Reverté ANÁLISIS DE CIRCUITOS EN INGENIERÍA - W. H. Hayt y J. E. Kemmerly - Ed. McGraw-Hill Books Co. CIRCUITOS ELÉCTRICOS - Personal del Instituto Tecnológico de Massachusetts - Ed. CECSA INTRODUCCIÓN A LA TEORÍA DE LOS CIRCUITOS - E.A.Guillemin Ed. Reverté ELECTROTECNIA GENERAL Y APLICADA - Möller-Werr - Ed. Labor TEORÍA Y PROBLEMAS DE CIRCUITOS ELÉCTRICOS - J. A. Edminster Ed. Schaum + McGraw-Hill Books Co. CURSO DE ELECTROTECNIA - A. Kasatkin y M. Perekalin Ed. Cartago CIRCUITOS ELÉCTRICOS - James W. Nilsson - Ed. Addison-Wesley Íberoamericana CIRCUITOS ELÉCTRICOS - (Cuaderno de Trabajo) - Neil M. Morris & Frank W. Senior - Ed. Addison-Wesley Íberoamericana LINEAR CIRCUITS - R. E. Scott - Ed. Addison-Wesley Publishing Co. NETWORK ANALYSIS AND SYNTESIS - F. Kuo - Ed. Wiley INTRODUCTION TO CIRCUITS ANALYSIS - J. D. Ryder - Ed. Prentice Hall THE ANALYSIS OF LINEAL SYSTEMS - W. H. Chen - Ed. McGraw-Hill Books Co. ELECTRONICS DESIGNERS' HANDBOOK, 2nd. Edition - L. J. Giacoletto Ed. McGraw-Hill Books Co. MAGNETIC CIRCUITS AND TRANSFORMERS - M.I.T. MATEMÁTICAS SUPERIORES PARA INGENIEROS Y FÍSICOS - Iván S. y Elizabeth S. Sokolnikoff - Librería y Editorial Nigar, S.R.L. ELEMENTOS DE TRIGONOMETRÍA - F. de Alzáa y F. D. Jaime Ed. Alzáa CÁLCULO NUMÉRICO Y GRÁFICO - Manuel Sadosky - Ediciones Librería del Colegio ELEMENTOS DE CÁLCULO DIFERENCIAL E INTEGRAL - Manuel Sadosky y Rebeca Ch. de Guber - Librería y Editorial Alsina 81944679 17/18 08/08/17 Teoría de los Circuitos I Ing. Jorge María BUCCELLA 81944679 18/18 08/08/17