IntroElectric

    Antes de iniciar el análisis, se debe mencionar que es una respuesta escalón. Una señal de entrada tipo escalón; o como se llama en teoría de sistemas "Step Response", permite conocer la respuesta del sistema frente a cambios abruptos en su entrada. Esta nos da una idea del tiempo de establecimiento de la señal, es decir, cuanto se tarda el sistema en alcanzar su estado estacionario.     En la respuesta natural, cubrimos la descarga de un capacitor o un inductor cuando el circuito se abre en t=0, ahora en la respuesta escalón se cubre la carga de estos elementos cuando el circuito se cierra en t=0. Respuesta Escalón de Circuito RL     Una de las diferencias mas notables de la respuesta escalón es que los parámetros iniciales son igual a 0, dado que en t<0 el circuito estaba abierto y no existía paso de corriente. Respuesta Escalón de Circuito RC

     Antes de abarcar el tema, se debe comprender el significado de t=0, t<0 y t>0. NORMALMENTE en el análisis de circuitos cuando en un switch te coloca t=0, este es el momento  instantáneo en el cual el switch pasa de una posición A, hacia una posición B, ya sea cerrado o abierto, t<0 es el momento previo a que el switch se mueva y t>0 es ya pasado un tiempo de que el switch haya cambiado de posición. Respuesta Natural "RL"         Para el análisis de este circuito, se debe analizar el momento instantáneo en que el circuito es desconectado (t=0). Por lo que se muestra el circuito con la resistencia y la bobina en paralelo, tomando en cuenta que la bobina estaba completamente cargada y va a empezar a descargase de manera exponencial. Sin embargo en (t=0) la corriente de la bobina sigue siendo "If". Luego se procede a realizar un LVK (Ley de voltaje de Kirchhoff: Mallas), tomando en cuenta que la corriente de la bobina varia con r...

    Una de las propiedades del capacitor es almacenar voltaje por un cierto periodo de tiempo, lo cual les da una habilidad de carga y descarga; es decir, al conectar un capacitor a una red eléctrica este empezará a acumular voltaje, primero lo hará rápidamente y luego se alentará su proceso de carga hasta llegar a una recta de saturación. Su velocidad de carga depende de su cantidad en Faradios. Por otro lado, la descarga igualemente inicia veloz y luego lentamente hasta quedar en 0. Uno de los uso más famoso del capacitor es de ser un filtro, pero también se puede utilizar como amortiguador (este uso es muy poco común). El inductor tiene el mismo proceso pero con la corriente.´     Para entender el análisis de circuitos RL y RC, el estudiante debe de recordar los usos de una derivada. La derivada de una función es la razón de cambio INSTANTÁNEO con la que varía el valor de la función matemática; en términos circuitales es la razón de cambio instantánea co...

     El teorema de Norton; junto con el de Thevenin se utilizan para simplificar los circuitos de tal manera que se pueda evaluar un elemento pasivo o "Carga" de dicho circuito. La diferencia entre el teorema de Thevenin y el teorema de Norton es que se calculan distintos parámetros; es decir, en el teorema de Thevenin se calculaba el voltaje o diferencia de tensión que había entre un punto A y un punto B, en cambio en el teorema de Norton se calcula la corriente que pasa entre el punto A y B estando este cortocircuitado.          Es importante resaltar que el teorema de Norton está relacionado con el teorema de Thevenin, dado que si a un circuito equivalente de Thevenin se le aplica la Ley de Ohm, se consigue la corriente de Norton; es decir, "In=Vth/Rth", siendo "In" la  corriente de Norton.     Bases Teoricas     El teorema de Norton establece que un circuito lineal de dos terminales puede reemplazarse por un circuito e...

  El Teorema de Thevenin es una técnica utilizada para el análisis y diseño de circuitos. Supongamos que tenemos un circuito con un gran arreglo de elementos pasivos y activos; es decir, con un sin fin de resistencias y fuentes de poder; y se necesita saber el aporte que tendrían sobre una resistencia "RL" (La carga) conectada en los terminales A-B (Haciendo referencia a un diferencial de tensión VB-VA) del circuito, ahora si vamos variando el valor la resistencia en busca de aquella que cumpla mejor con nuestras necesidades se tendría que hacer análisis de mallas y nodos cada vez que decidamos probar con un nuevo arreglo, pero con el teorema de Thevenin no es necesario ya que al determinar el circuito equivalente sobre los terminales A-B se puede colocar cualquier elemento que varíe sin necesidad de hacer un análisis complejo.     Tal que la función del teorema de Thevenin es simplificar el circuito de manera que el calculo de la potencia, voltaje y corriente d...

    Los teoremas de Thevenin y Norton son muy útiles para el análisis de circuitos eléctricos, pero antes de entrar en dichos teoremas, primero hay que entender de donde vienen.      Cuando se analizan circuitos eléctricos, el estudiante conoce las entradas; digamos voltaje generado por una batería, conoce el sistema (arreglos de elementos pasivos del sistema) y busca la salida; bien sea potencia en la salida o corriente que pasa por la carga. En este punto hay que entender que los circuitos eléctricos son sistemas  lineales. ¿Qué Son Los Sistemas Lineales?.     Hasta ahora ya debe estar en su conocimiento que la función de una recta es un sistema lineal, pero ¿Qué es lo que lo hace lineal?. Un sistema es lineal si cumple las siguientes características: La variable independiente es de primer grado, si esta esta igualando a una función de la variable dependiente esta también debe ser de primer grado. No tiene funciones exponenciales, loga...

     Como todo tipo de energía, la función principal de ella es la realización de un trabajo. Por lo que aquí entra en juego la llamada "Carga Eléctrica", la carga es simplemente un elemento pasivo el cual ejerce una función. En Circuitos I se puede definir a la carga como cualquier elemento pasivo que consume potencia eléctrica.     Para el análisis de potencia hay que tener en cuenta dos cosas: La potencia es la relación del voltaje por la corriente. La potencia de entrada debe ser igual a la potencia distribuida por todo el circuito, en otras palabras la suma algebraica de todas las potencias de un circuito eléctrico debe ser igual a 0.     La potencia puede ser otorgada o recibida, los elementos activos otorgan energía y los pasivos reciben. P=V*i    ;    P=i^2*R    ;    P=V^2/R     Como ejercicio pueden utilizar los ejemplos previamente mostrados en las entradas anteriores y calcular la potencia ot...

    Si aun no has entendido la relación que tienen estos elementos, revisa esta entrada.     Cuando piensen en la electricidad, imagínenla como un flujo de agua, agua corriendo en tubos o en una manguera. El agua que fluye por estos canales será la corriente y aumenta o disminuye dependiendo de cuanta agua pase por el canal.     Los canales pueden tener obstrucciones, en el caso de los ríos las piedras obstruyen, en los ductos la tierra obstruye. Por lo tanto, las obstrucción de canales son las resistencias. Entonces para que el flujo de la corriente no varíe entra en el juego el voltaje. El voltaje es la fuerza que impulsa el flujo de corriente, esta hace que la corriente pueda fluir a través de las resistencias, por lo que desde el punto inicial de los canales existe una fuerza inicial que va disminuyendo con el paso de las resistencias (arreglo de resistencias en serie/división de tensión). Por otro lado, ¿Que ocurre cuando el canal se divide en varios c...

Supernodo     Llamamos supernodo cuando entre la interconexión de un nodo y otro existe una fuente de voltaje, por lo que se crea una ecuación unificadora entre ambos nodos. En el caso la encontramos en la expresión "Va=Vf+Vb". Operaciones de Malla y Nodo con Fuente Dependiente     Lo primero que hay que hacer cuando hay un ejercicio de esta forma es comprobar que tipo de fuente dependiente es y de que elemento del circuito depende. Luego se realiza el análisis nodal o de malla; dependiendo de como desea el practicante iniciar. Por último se comprueba los resultados utilizando el análisis no utilizado; es decir, si empezó por mallas, utilice nodos y viceversa.

Circuito de Malla 6x6     Como en una malla simple, primero se plantea el recorrido de referencia de las corrientes de la malla, luego con dichos recorridos se establece las ecuaciones de cada malla; 6 en este caso. Luego con las ecuaciones de las mallas se realiza una matriz para solucionar el problema, la cual se puede resolver paso a paso con los métodos de Kramer, Gauss o Gauss-Jordan, o se utiliza una calculadora científica (HP o Texas Instrument) para resolver el sistema de ecuaciones. La matriz le arrojará el resultado de las 6 corrientes del circuito.     El resultado fue comprobado por una aplicación de diseño y simulación de circuitos electricos y electrónicos de Android llamada "Electric Circuit Studio", también se recomenda "EveryCircuit" y "Proteus". Supermalla     Se llama "Supermalla" cuando dos mallas son interconectadas por una fuente de corriente, tal que la división de ambas se puede reducir a una simple expresión de suma algeb...

Arreglos de resistencias     En este ejercicio de arreglo de resistencias, se aplicara lo mencionado en la entrada anterior, donde se sumaran los arreglos de resistencias hasta encontrar la resistencia equivalente del sistema y aplicar Ley de Ohm. Primera Ley de Kirchhoff     En este problema se aplica la ley de nodos para hallar el voltaje en el nodo Va y luego hallar las corrientes circulantes por el sistema, teniendo en cuenta que la sumatoria de las corrientes del sistema debe ser igual a 0. Segunda Ley de Kirchhoff     Con la segunda ley de kirchhoff se comprobará el resultado anterior de las corrientes circulantes, así como la dirección por la cual circulan. DATO IMPORTANTE: si una corriente da negativa, significa que el recorrido de referencia que se realizo al inicio del problema esta en sentido contrario; es decir, si una corriente que en la referencia de la malla se puso en sentido horario tiene como resultado un valor negativo, significa que su s...

    Gustav Kirchhoff fue un físico alemán del siglo XIX que hizo un gran avance en el rama de la electricidad con dos simples leyes que permitieron el estudio de mallas y de nodos. Las mallas no son más que una trayectoria cerrada en un circuito eléctrico que contiene elementos pasivos y/o activos y un nodo es un punto en el cual dos o más elementos tienen una conexión en común.      La primera ley de este fisico alemán se conoce como "La Ley de Corrientes de Kirchhoff" y dice: La suma algebraica de las corrientes que entran a cualquier nodo es igual a cero. Kirchhoff       Esta ley abre paso al estudio de nodos diciendo que la suma de TODAS las corrientes que entran o salen de un nodo son igual a 0 (Revisar el libro de Hayt o de Floyd para mejor ilustración) a esto se debe acordar que la corriente es la relación entre el voltaje y la resistencia.     La segunda ley se conoce como "La Ley de Tensión de Kirchhoff", esta menciona que:...

    Los elementos dentro de un circuito puede tener varias clases de arreglos; los arreglos son la forma de interconectar los elementos del circuito. Cada tipo de arreglo tiene sus características propias. En esta entrada se hará énfasis en arreglos de resistencias.     Empecemos por arreglos en serie y arreglos en paralelo. Dos resistencias en serie son aquellas donde el terminal negativo de una conecta con el terminal positivo de la siguiente (Tomando en cuenta que analizamos circuitos DC).     Las resistencias en serie se suman de forma lineal (R1+R2+R3+...+Rn) y el resultado de dicha sumatoria será la resistencia total "Rt". Las siguientes propiedades conciernen al voltaje y corriente. En un arreglo en serie la corriente que pasa por cada resistencia sera la misma (i=i1=i2=i3) y el voltaje total será la sumatoria del voltaje en cada resistencia (V=Vr1+Vr2+Vr3+Vr4).          Las resistencias en paralelo se suman de la s...

    En la entrada anterior se habló de la resistencia eléctrica pero no se ha abarcado que significa corriente eléctrica, ni voltaje. La corriente es la cantidad de cargas (q) que fluyen por un conductor en un momento dado, tal que: i=dq/dt    Como estamos analizando circuitos de corriente directa (DC) significa que el circuito esta polarizado, lo que significa que tiene un polo positivo y uno negativo y la corriente circulara en la dirección de dichos polos, sea horario o antihorario.     Los polos vienen dado "normalmente" por la fuente de voltaje. La tensión eléctrica es la diferencia de potencial entre dos puntos. Tal que la corriente fluirá de la siguiente manera; esta saldrá desde el polo positivo de la fuente de voltaje, recorrerá el camino cerrado y entrará al polo negativo de la fuente.     Entendiendo los términos generales, se deben conocer ciertas restricciones en el circuito: 1.- Si el recorrido del circuito está abierto entonces...

La interconexión de dos o más elementos de circuitos simples forma una RED  eléctrica; si contiene al menos una trayectoria cerrada, también es un CIRCUITO eléctrico. (William Hayt) Circuito Eléctrico      Un mejor concepto de circuitos es la conexión de elementos a activos y pasivos en una trayectoria cerrada. Se conoce como elemento activo a cualquier componente que tiene la propiedad de otorgar energía como baterías, fuente de voltajes, fuentes de corriente, generadores, entre otros. Se conoce como elemento pasivo a cualquier componente que tiene la propiedad de recibir energía como las resistencias, los capacitores y los inductores.     Las fuentes de voltaje o de corriente pueden ser dependientes o independientes. Una fuente de voltaje  independiente se caracteriza por tener un voltaje totalmente independiente de la corriente a través de ella, es decir invariable a cualquier cantidad de corriente que circule (Una fuente independiente de corri...

En la carrera de la ingeniería eléctrica o electrónica, los circuitos eléctricos son la base primordial. Mientras vas conociendo los principios básicos de la electricidad y los papeles de cada elemento, vas construyendo el pilar para tu carrera. Con buenos soportes podrás entender y el resto de tu carrera fácilmente. En las entradas posteriores analizaremos la teoría básica de circuitos, análisis de circuitos  DC, análisis de circuitos AC y circuitos trifásicos. Por ahora, les dejo material bibliográfico en el siguiente link: https://drive.google.com/drive/folders/1o5ylm4py7qQSrLFqUbfWLv8YPVfRmSOz?usp=sharing Aquí encontran "Principios de Circuitos Eléctricos" de Floyd y "Análisis de Circuitos Eléctricos" de Hayt.