Descripción
El estudio de los circuitos eléctricos es una base fundamental en la ingeniería eléctrica y electrónica, proporcionando los principios esenciales para comprender el comportamiento de los sistemas eléctricos y su aplicación en diversas áreas tecnológicas. Desde la corriente continua hasta el análisis de corriente alterna, el dominio de estos conceptos es indispensable para el diseño, análisis y optimización de circuitos en telecomunicaciones, automatización, sistemas de energía y electrónica en general. Este libro ofrece una introducción rigurosa y bien estructurada a la teoría de circuitos eléctricos, proporcionando una combinación equilibrada entre fundamentos teóricos y aplicaciones prácticas. Diseñado para estudiantes de ingeniería y técnicos en electricidad y electrónica, la obra desarrolla los principios esenciales del análisis de circuitos, abordando desde los conceptos básicos hasta metodologías avanzadas de resolución de redes eléctricas.
El contenido está organizado de manera progresiva, comenzando con una introducción a los principios fundamentales de los circuitos eléctricos, incluyendo la ley de Ohm, las leyes de Kirchhoff y el análisis de circuitos en serie y paralelo. Posteriormente, se abordan temas más avanzados como los métodos de análisis nodal y de mallas, el teorema de Thevenin y Norton, los sistemas de excitación con fuentes dependientes e independientes, la respuesta transitoria y en estado estable, y la representación fasorial en circuitos de corriente alterna. Uno de los aspectos más destacados de esta obra es su enfoque didáctico, con explicaciones claras y detalladas acompañadas de diagramas y esquemas que facilitan la comprensión de los conceptos. Cada capítulo incluye ejemplos resueltos paso a paso, así como ejercicios propuestos con distintos niveles de dificultad que permiten reforzar el aprendizaje y desarrollar habilidades analíticas en la resolución de problemas eléctricos. El libro también enfatiza el uso de herramientas computacionales en el análisis de circuitos, introduciendo software de simulación como SPICE y MATLAB para modelar circuitos y verificar los resultados obtenidos mediante cálculos teóricos.
Esta integración de teoría con herramientas digitales permite a los estudiantes desarrollar habilidades prácticas en la simulación y análisis de sistemas eléctricos modernos. Dirigido a estudiantes de ingeniería eléctrica, electrónica y mecatrónica, así como a técnicos y profesionales del sector que buscan reforzar sus conocimientos en circuitos eléctricos, esta obra se convierte en un recurso esencial para la formación académica y el aprendizaje autodidacta. Su estructura clara, progresión lógica y combinación de teoría con ejercicios prácticos lo hacen ideal tanto para el autoaprendizaje como para su uso en cursos universitarios. A través de una metodología basada en la teoría y la resolución de problemas aplicados, este libro proporciona una base sólida para la comprensión y dominio del análisis de circuitos eléctricos, permitiendo a los lectores desarrollar un enfoque preciso y eficiente en la evaluación y diseño de sistemas eléctricos en la ingeniería moderna.
- Fundamentos
1.1. Circuito idealizado
1.2. Ley de Kirchhoff de las corrientes
1.3. Ley de Kirchhoff de las tensiones
1.4. Resistencia - Ley de Ohm
1.5. Autoinductancia - Ley de Faraday
1.6. Capacitancia
1.7. Asociación equivalente de elementos
1.7.1. Elementos en serie
1.7.2. Elementos en paralelo
1.8. Potencia y energía
1.8.1. Resistor
1.8.2. Inductor
1.8.3. Capacitor
1.9. Fuentes ideales de tensión o corriente
Ejercitación
- Señales
2.1. Señales de excitación variables en el tiempo
2.1.1. Señales periódicas
2.1.2. Señales pseudoperiódicas
2.1.3. Señales aperiódicas
2.2. Parámetros característicos de una señal variable
2.3. Valores asociados a la amplitud
2.3.1. Valor instantáneo
2.3.2. Valor máximo
2.3.3. Valor pico a pico
2.3.4. Valor medio
2.3.5. Valor medio de módulo o valor medio absoluto
2.3.6. Valor eficaz
2.3.7. Factores característicos de señales periódicas
2.4. Señales periódicas
2.4.1. Rectangular
2.4.2. Cuadrada
2.4.3. Diente de sierra
2.4.4. Triangular
2.4.5. PWM (Pulse Wide Modulation)
2.5. Señales aperiódicas fundamentales
2.5.1. Impulso o delta de Dirac
2.5.2. Escalón unitario
2.5.3. Rampa unitaria
2.6. Construcción de señales aperiódicas usando las fundamentales
2.6.1. Pulso rectangular
2.6.2. Pulso triangular
Ejercitación
- Sistemas de primer y segundo orden
3.1. Sistemas de primer orden
3.1.1. Circuito sin fuente
3.1.2. Circuito RL sin fuente
3.1.3. Circuito RC sin fuente
3.2. Constante de tiempo ?
3.2.1. Potencia y energía
3.3. Respuesta a una fuente constante
3.3.1. Circuito RC con fuente constante
3.4. Sistemas lineales
3.5. Resolución por superposición
3.6. Respuesta natural más forzada
3.7. Respuesta a una fuente no constante
3.8. Alimentación con fuente sinusoidal. Corriente alterna
3.9. Sistemas de segundo orden
3.9.1. Solución natural
3.9.2. Condiciones iniciales
3.9.3. Solución forzada
3.9.4. Soluciones linealmente dependientes
3.10. Sistemas de orden n
3.10.1. Solución natural
Ejercitación
- Transformada de Laplace
4.1. Transformada de Laplace
4.1.1. Definición
4.1.2. Propiedades de la transformada
4.2. Aplicación a la resolución de circuitos
4.2.1. Función de transferencia
4.2.2. Circuito equivalente de Laplace
4.2.3. Teorema del valor inicial
4.2.4. Teorema del valor final
4.3. Antitransformada o transformada inversa de Laplace
4.3.1. Desarrollo en fracciones parciales
4.3.2. Fórmula de Heaviside
4.4. Respuesta al impulso
4.5. Teorema de convolución
Ejercitación
- Método fasorial
5.1. Cálculo fasorial
5.1.1. Fundamentación
5.1.2. Fasor y fasor armónico
5.1.3. Fasor eficaz
5.1.4. Transformada fasor
5.2. Relación tensión-corriente fasorial
5.2.1. Resistor
5.2.2. Inductor
5.2.3. Capacitor
5.3. Resolución de circuitos usando fasores
5.4. Impedancia y admitancia compleja
5.4.1. Conversión impedancia-admitancia
5.4.2. Asociación de impedancias
5.4.3. Diagrama fasorial
5.5. Potencia
5.5.1. Potencia instantánea
5.5.2. Potencia activa, reactiva y aparente
5.5.3. Triángulo de potencias
5.5.4. Potencia compleja S
5.5.5. Factor de potencia
5.5.6. Corrección del factor de potencia
5.6. Señales poliarmónicas
Ejercitación
- Resolución sistemática de circuitos
6.1. Método de las corrientes en las mallas
6.2. Método de las tensiones en los nudos
Ejercitación
- Teoremas circuitales
7.1. Teorema de Thevenin
7.2. Teorema de sustitución o teorema de Miller
7.3. Teorema de compensación
7.4. Teorema de reciprocidad
7.5. Teorema de Millman
7.6. Teorema de transferencia de potencia máxima
7.6.1. Carga resistiva pura
7.6.2. Carga genérica
7.6.3. Carga genérica de reactancia fija
7.7. Transformación estrella-triángulo. Teorema de Rosen
Ejercitación
- Resonancia
8.1. Resonancia en un circuito serie RLC simple
8.1.1. Variación de la impedancia
8.1.2. Análisis de admitancias
8.2. Sobretensión en circuitos serie resonantes
8.3. Ancho de banda
8.3.1. Circuito RLC serie
8.4. Factor Q0
8.5. Resonancia de un circuito paralelo de dos ramas
8.6. Lugar geométrico
8.6.1. Elementos en serie
Ejercitación
- Circuitos acoplados inductivamente
9.1. Autoinducción e inducción mutua
Ejercitación
- Sistemas polifásicos
10.1. Sistema bifásico
10.2. Sistema trifásico
10.2.1. Generador en configuración estrella
10.2.2. Generador en configuración triángulo
10.3. Resolución de sistemas trifásicos perfectos
10.3.1. Cargas en configuración estrella
10.3.2. Cargas en configuración triángulo
10.3.3. Cálculo de potencias
10.4. Resolución de sistemas trifásicos deformados
10.4.1. Cargas desbalanceadas en estrella con cuatro conductores
10.4.2. Cargas desbalanceadas en estrella con tres conductores
10.4.3. Cargas desbalanceadas en configuración triángulo
10.4.4. Potencia en cargas desbalanceadas
Ejercitación
- Aplicaciones reales
Ejercitación
- Apéndice A. Ecuaciones diferenciales
- Apéndice B. Serie de Fourier
B.1. Desarrollo de señales en serie de Fourier
B.1.1. Serie en senos y cosenos
B.1.2. Serie senoidal
B.1.3. Serie compleja
- Apéndice C. Uso básico de Maxima
C.1. Maxima/wxMaxima
C.1.1. La interfaz gráfica wxMaxima
C.2. Operaciones con Maxima
C.2.1. Ecuaciones diferenciales
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- Título: Teoría de los Circuitos I
- Autor/es: Roberto Gastón Araguás
- Edición: 1ra Edición
- Año de publicación: 2013
- Tipo de archivo: eBook
- Idioma: eBook en Español
- ISBN-13: 9788436219494
- Subtema: Análisis y Diseño de Circuitos
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