Análisis de circuitos eléctricos en corriente contínua

1. CONCURSO DE OPOSICIÓN
2009 – 2010
ING. DAVID LUGO

2. ANÁLISIS DE
CIRCUITOS
ELÉCTRICOS EN
CORRIENTE CONTINUA
TEMA 2

3. LEYES DE
KIRCHHOFF

4. LEYES DE KIRCHHOFF
Las leyes (o Lemas) de Kirchhoff fueron formuladas
por Gustav Robert Kirchhoff en 1845, mientras aún
era estudiante, estas son la Ley de los nodos o ley
de corrientes y la Ley de las "mallas" o ley de
tensiones. Son muy utilizadas en ingeniería eléctrica
para obtener los valores de intensidad de corriente y
potencial en cada punto de un circuito eléctrico.
Surgen de la aplicación de la
ley de conservación de la energía.

5. LEYES DE CORRIENTE DE
KIRCHHOFF
Enunciado de las Leyes
Ley de los nodos o ley de corrientes de Kirchhoff
1a. Ley de circuito de Kirchhoff
En todo nodo, donde la densidad de la carga no varíe en un instante de
tiempo, la suma de corrientes entrantes es igual a la suma de corrientes
salientes.
Un enunciado alternativo es:
en todo nodo la suma algebraica de corrientes debe ser 0.

6. LEY DE VOLTAJE DE
KIRCHHOFF
Ley de las "mallas" o ley de tensiones de Kirchhoff
2a. Ley de circuito de Kirchhoff
En toda malla la suma de todas las caídas de tensión es igual a la
suma de todas las subidas de tensión.
Un enunciado alternativo es:
en toda malla la suma algebraica de las diferencias de potencial
eléctrico debe ser 0.

7. ANÁLISIS
DE
MALLAS

8. ANÁLISIS DE MALLAS
Análisis de circuitos por el método de las mallas.
El siguiente método de formato es usado para abordar el análisis de mallas.
5. Asignar una corriente de malla a cada trayectoria cerrada independiente en el sentido de las
manecillas del reloj (Figura).
2. El número de ecuaciones necesarias es igual al número de trayectorias cerradas
independientes escogidas. La columna 1 de cada ecuación se forma sumando los valores de
resistencia de los resistores por los que pasa la corriente de malla que interesa y
multiplicando el resultado por esa corriente de malla.
3. Debemos considerar los términos mutuos, se restan siempre de la primera columna. Es
posible tener más de un término mutuo si la corriente de malla que interesa tiene un
elemento en común con más de otra corriente de malla. Cada término es el producto del
resistor mutuo y la otra corriente de malla que pasa por el mismo elemento.
4. La columna situada a la derecha del signo igual es la suma algebraica de las fuentes de
tensión por las que pasa la corriente de malla que interesa. Se asignan signos positivos a las
fuentes de fuerza electromotriz que tienen una polaridad tal que la corriente de malla pase de
la Terminal negativa a la positiva. Se atribuye un signo negativo a los potenciales para los
que la polaridad es inversa.
5. Se resuelven las ecuaciones simultáneas resultantes para las corrientes de malla deseadas.

9. ANÁLISIS DE MALLAS

10. ANÁLISIS DE
NODOS

11. ANÁLISIS DE NODOS
Análisis de circuitos por el método nodal.
El siguiente método de formato es usado para abordar el análisis nodal
5. Escoger un nodo de referencia y asignar un rótulo de voltaje con subíndice a los (n — 1)
nodos restantes de la red (Figura ).
2. El número de ecuaciones necesarias para una solución completa es igual al número de
tensiones con subíndice (N - 1). La columna 1 de cada ecuación se forma sumando las
conductancias ligadas al nodo de interés y multiplicando el resultado por esa tensión nodal
con subíndices.
3. A continuación, se deben considerar los términos mutuos, se restan siempre de la primera
columna. Es posible tener más de un término mutuo si la tensión nodal de la corriente de
interés tiene un elemento en común con más de otra tensión nodal. Cada término mutuo es el
producto de la conductancia mutua y la otra tensión nodal enlazada a esa conductancia.
4. La columna a la derecha del signo de igualdad es la suma algebraica de las fuentes de
corriente ligadas al nodo de interés. A una fuente de corriente se le asigna un signo positivo
si proporciona corriente a un nodo, y un signo negativo si toma corriente del nodo.

12. ANÁLISIS DE NODOS

13. PRINCIPIO DE
SUPERPOSICIÓN

14. PRINCIPIO DE SUPERPOSICIÓN
Teorema de Superposición
La respuesta de un circuito lineal que posee varias fuentes de excitación, es la suma de las
respuestas a cada una de las fuentes de excitación actuando por separado.
El teorema de superposición solo se puede utilizar en el caso de circuitos eléctricos lineales, es decir
circuitos formados únicamente por componentes lineales (en los cuales la amplitud de la corriente que los
atraviesa es proporcional a la amplitud de la tensión a sus extremidades).
Enunciado
En el teorema de superposición se establece que la tensión entre dos nudos de un circuito o la corriente
que atraviesa una rama es igual a la suma de las tensiones o de las corrientes producidas por cada uno de
los generadores de tensión y de los generadores de corriente del circuito. En cada uno de los cálculos
parciales, se conserva uno solo de los generadores y se reemplazan los otros generadores de tensión por
cortocircuitos y los otros generadores de corriente por circuitos abiertos.
Así la corriente resultante es la suma de las corrientes parciales y la tensión resultante es la suma de las
tensiones individuales, pero no así la potencia ya que la relación con la corriente es cuadrática. La potencia
no es la suma de las potencias parciales.

15. SUPERPOSICIÓN

16. EJEMPLO SUPERPOSICIÓN

17. TEOREMA SUPERPOSICIÓN
En el circuito de arriba de la figura de derecha, calculemos la tensión en el punto A utilizando el teorema de
superposición. Como hay dos generadores, hay que hacer dos cálculos intermediarios.
En el primer cálculo, conservamos la fuente de tensión de izquierda y remplazamos la fuente de corriente
por un circuito abierto. La tensión parcial obtenida es:
En el segundo cálculo, guardamos la fuente de corriente de derecha y remplazamos la fuente de tensión
por un cortocircuito. La tensión obtenida es:
La tensión que buscamos es la suma de las dos tensiones parciales:

18. TEOREMA DE
THEVENIN

19. TEOREMA DE THEVENIN
Teorema de Thévenin
En la teoría de circuitos eléctricos, el teorema de Thévenin para circuitos
eléctricos establece que si una parte de un circuito eléctrico lineal está
comprendida entre dos terminales A y B, esta parte en cuestión puede sustituirse
por un circuito equivalente que esté constituido únicamente por una FUENTE DE
TENSION en serie con una RESISTENCIA, de forma que al conectar un elemento
entre los dos terminales A y B, la tensión que cae en él y la intensidad que lo
atraviesa son las mismas tanto en el circuito real como en el equivalente.

20. TEOREMA DE THEVENIN

21. PROCEDIMIENTO PARA
CALCULAR RTH - VTH

22. EJEMPLO TEOREMA DE
THEVENIN

23. TEOREMA DE
NORTON

24. TEOREMA DE NORTON
 DEFINICION
 PROCEDIMIENTO
 EJEMPLO

25. TRANSFORMACIÓN DE
FUENTES

26. TEOREMA DE LA
MÁXIMA
TRANSFERENCIA
DE POTENCIA

27. TEOREMA DE LA MÁXIMA
TRANSFERENCIA DE POTENCIA
En ingeniería eléctrica, electricidad y electrónica, el
teorema de (transferencia de) máxima potencia
establece que la transferencia de potencia de una
fuente dada a una carga es máxima cuando la
resistencia de la carga es igual a la de la fuente.

28. GRACIAS
POR SU ATENCIÓN