Descripción
Libro digital para leer en línea o en app móvil
Descripción:
Análisis de circuitos en ingeniería es un libro clásico, enfocado al estudiante, es decir, está escrito para que los alumnos pueden aprender por ellos mismos la asignatura de análisis de circuitos. Es un texto con conceptos claramente definidos: el material básico se expone al comienzo de cada capítulo y se explica con detalle a lo largo del mismo. Los problemas de práctica se presentan en todo el capítulo, mientras que los más difíciles aparecen al final. Esta repetición estructurada de introducción y resultados ofrece una importante herramienta en el proceso de aprendizaje.
Tabla de contenidos:
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ACERCA DE LOS AUTORES
PREFACIO
CARACTERÍSTICAS CLAVE DE LA OCTAVA EDICIÓN
CAMBIOS ESPECÍFICOS PARA LA OCTAVA EDICIÓN INCLUYEN:
CAPÍTULO 1: Introducción
CONCEPTOS CLAVE
PREÁMBULO
1.1: PANORAMA GENERAL DEL TEXTO
TABLA 1.1: Comparación de un modelo lineal para ex con el valor exacto
1.2: RELACIÓN DEL ANÁLISIS DE CIRCUITOS CON LA INGENIERÍA
1.3: ANÁLISIS Y DISEÑO
1.4: ANÁLISIS ASISTIDO POR COMPUTADORA
1.5: ESTRATEGIAS EXITOSAS PARA LA RESOLUCIÓN DE PROBLEMAS
LECTURAS ADICIONALES
CAPÍTULO 2: Componentes básicos y circuitos eléctricos
CONCEPTOS CLAVE
INTRODUCCIÓN
2.1: UNIDADES Y ESCALAS
TABLA 2.1: Unidades básicas del SI
TABLA 2.2: Prefijos del SI
PRÁCTICA
2.2: CARGA, CORRIENTE, TENSIÓN (VOLTAJE) Y POTENCIA
Carga
FIGURA 2.1
Corriente
FIGURA 2.2
FIGURA 2.3
FIGURA 2.4
FIGURA 2.5
FIGURA 2.6
PRÁCTICA
FIGURA 2.7
Tensión
FIGURA 2.8
FIGURA 2.9
FIGURA 2.10
PRÁCTICA
FIGURA 2.11
Potencia
FIGURA 2.12
EJEMPLO 2.1
FIGURA 2.13
PRÁCTICA
FIGURA 2.14
2.3: FUENTES DE TENSIÓN Y DE CORRIENTE
Fuentes de tensión independientes
FIGURA 2.15
FIGURA 2.16
Fuentes de corriente independientes
FIGURA 2.17
Fuentes dependientes
FIGURA 2.18
EJEMPLO 2.2
FIGURA 2.19
PRÁCTICA
FIGURA 2.20
Redes y circuitos
FIGURA 2.21
FIGURA 2.22
2.4: LEY DE OHM
FIGURA 2.23
Absorción de potencia
FIGURA 2.24
EJEMPLO 2.3
PRÁCTICA
FIGURA 2.25
APLICACIÓN PRÁCTICA: El calibre del alambre
TABLA 2.3: Algunos materiales comunes de alambre eléctrico y sus resistividades*
FIGURA 2.26
TABLA 2.4: Algunos calibres de alambre comunes y resistencia de alambre de cobre sólido (blando)*
EJEMPLO 2.4
PRÁCTICA
Conductancia
RESUMEN Y REPASO
LECTURAS ADICIONALES
EJERCICIOS
2.1: Unidades y escalas
2.2: Carga, corriente, tensión (voltaje) y potencia
FIGURA 2.27
FIGURA 2.28
FIGURA 2.29
FIGURA 2.30
FIGURA 2.31
FIGURA 2.32
2.3: Fuentes de tensión y de corriente
FIGURA 2.33
FIGURA 2.34
FIGURA 2.35
2.4: Ley de Ohm
FIGURA 2.36
FIGURA 2.37
FIGURA 2.38
Ejercicios de integración del capítulo
FIGURA 2.39
FIGURA 2.40
CAPÍTULO 3: Leyes de tensión y de corriente
CONCEPTOS CLAVE
INTRODUCCIÓN
3.1: NODOS, TRAYECTORIAS, LAZOS Y RAMAS
FIGURA 3.1
3.2: LEY DE CORRIENTES DE KIRCHHOFF
FIGURA 3.2
EJEMPLO 3.1
Identificar el objetivo del problema.
Recopilar la información conocida.
Elaborar un plan.
Construir un conjunto apropiado de ecuaciones.
FIGURA 3.3
Determinar si se requiere información adicional.
Buscar la solución.
Verificar la solución. ¿Es razonable o es la esperada?
PRÁCTICA
FIGURA 3.4
3.3: LEY DE TENSIONES DE KIRCHHOFF
FIGURA 3.5
EJEMPLO 3.2
FIGURA 3.6
PRÁCTICA
FIGURA 3.7
EJEMPLO 3.3
FIGURA 3.8
PRÁCTICA
FIGURA 3.9
EJEMPLO 3.4
FIGURA 3.10
PRÁCTICA
FIGURA 3.11
3.4: EL CIRCUITO DE UN SOLO LAZO
FIGURA 3.12
PRÁCTICA
EJEMPLO 3.5
FIGURA 3.13
PRÁCTICA
FIGURA 3.14
3.5: EL CIRCUITO DE UN PAR DE NODOS
EJEMPLO 3.6
FIGURA 3.15
PRÁCTICA
FIGURA 3.16.
EJEMPLO 3.7
FIGURA 3.17
PRÁCTICA
FIGURA 3.18
3.6: FUENTES CONECTADAS EN SERIE Y EN PARALELO
FIGURA 3.19
EJEMPLO 3.8
FIGURA 3.20
PRÁCTICA
FIGURA 3.21
EJEMPLO 3.9
FIGURA 3.22
PRÁCTICA
FIGURA 3.23
EJEMPLO 3.10
FIGURA 3.24
PRÁCTICA
FIGURA 3.25
3.7: RESISTENCIAS EN SERIE Y EN PARALELO
FIGURA 3.26
EJEMPLO 3.11
FIGURA 3.27
PRÁCTICA
FIGURA 3.28
FIGURA 3.29
PRÁCTICA
FIGURA 3.30
EJEMPLO 3.12
FIGURA 3.31
PRÁCTICA
FIGURA 3.32
FIGURA 3.33
3.8: DIVISIÓN DE TENSIÓN Y DE CORRIENTE
FIGURA 3.34
EJEMPLO 3.13
FIGURA 3.35
PRÁCTICA
FIGURA 3.36
FIGURA 3.37
EJEMPLO 3.14
FIGURA 3.38
PRÁCTICA
FIGURA 3.39
APLICACIÓN PRÁCTICA: La conexión a tierra difiere de la tierra geológica
FIGURA 3.40
FIGURA 3.41
FIGURA 3.42
FIGURA 3.43
RESUMEN Y REPASO
LECTURAS ADICIONALES
EJERCICIOS
3.1: Nodos, trayectorias, lazos y ramas
FIGURA 3.44
FIGURA 3.45
FIGURA 3.46
FIGURA 3.47
3.2: Ley de corrientes de Kirchhoff
FIGURA 3.48
FIGURA 3.49
FIGURA 3.50
FIGURA 3.51
FIGURA 3.52
FIGURA 3.53
FIGURA 3.54
FIGURA 3.55
FIGURA 3.56
3.3: Ley de tensiones de Kirchhoff
FIGURA 3.57
FIGURA 3.58
FIGURA 3.59
FIGURA 3.60
FIGURA 3.61
FIGURA 3.62
FIGURA 3.63
FIGURA 3.64
3.4: El circuito de un solo bucle (lazo)
FIGURA 3.65
FIGURA 3.66
FIGURA 3.67
FIGURA 3.68
3.5: El circuito de un solo par de nodos
FIGURA 3.69
FIGURA 3.70
FIGURA 3.71
FIGURA 3.72
FIGURA 3.73
3.6: Fuentes conectadas en serie y en paralelo
FIGURA 3.74
FIGURA 3.75
FIGURA 3.76
FIGURA 3.77
FIGURA 3.78
FIGURA 3.79
3.7: Resistencias en serie y en paralelo
FIGURA 3.80
FIGURA 3.81
FIGURA 3.82
FIGURA 3.83
FIGURA 3.84
FIGURA 3.85
FIGURA 3.86
FIGURA 3.87
3.8: División de tensión y de corrientes
FIGURA 3.88
FIGURA 3.89
FIGURA 3.90
FIGURA 3.91
FIGURA 3.92
FIGURA 3.93
Ejercicios de integración de capítulo
FIGURA 3.94
FIGURA 3.95
FIGURA 3.96
FIGURA 3.97
FIGURA 3.98
CAPÍTULO 4: Análisis nodal y de malla básicos
CONCEPTOS CLAVE
INTRODUCCIÓN
4.1: ANÁLISIS NODAL
FIGURA 4.1
EJEMPLO 4.1
FIGURA 4.2
PRÁCTICA
FIGURA 4.3
EJEMPLO 4.2
FIGURA 4.4
Identificar el objetivo del problema.
Recopilar la información conocida.
Elaborar un plan.
Construir un conjunto apropiado de ecuaciones.
Determinar si se requiere de información adicional.
Intentar obtener la solución.
Verificar la solución. ¿Es razonable o es la esperada?
PRÁCTICA
FIGURA 4.5
EJEMPLO 4.3
FIGURA 4.6
EJEMPLO 4.4
FIGURA 4.7
PRÁCTICA
FIGURA 4.8
4.2: EL SUPERNODO
FIGURA 4.9
EJEMPLO 4.5
PRÁCTICA
FIGURA 4.10
FIGURA 4.11
EJEMPLO 4.6
PRÁCTICA
FIGURA 4.12
4.3: ANÁLISIS DE MALLA
FIGURA 4.13
FIGURA 4.14
FIGURA 4.15
FIGURA 4.16
EJEMPLO 4.7
FIGURA 4.17
PRÁCTICA
FIGURA 4.18
FIGURA 4.19
EJEMPLO 4.8
PRÁCTICA
FIGURA 4.20
EJEMPLO 4.9
FIGURA 4.21
EJEMPLO 4.10
FIGURA 4.22
PRÁCTICA
FIGURA 4.23
4.4: LA SUPERMALLA
EJEMPLO 4.11
FIGURA 4.24
PRÁCTICA
FIGURA 4.25
EJEMPLO 4.12
FIGURA 4.26
PRÁCTICA
FIGURA 4.27
4.5: COMPARACIÓN ENTRE EL ANÁLISIS NODAL y EL DE MALLA
FIGURA 4.28
FIGURA 4.29
FIGURA 4.30
4.6: ANÁLISIS DE CIRCUITOS ASISTIDO POR COMPUTADORA
FIGURA 4.31
FIGURA 4.32
APLICACIÓN PRÁCTICA: Creación de diagramas PSpice con base en nodos
FIGURA 4.33
RESUMEN y REPASO
LECTURAS ADICIONALES
EJERCICIOS
4.1: Análisis de nodo
FIGURA 4.34
FIGURA 4.35
FIGURA 4.36
FIGURA 4.37
FIGURA 4.38
FIGURA 4.39
FIGURA 4.40
FIGURA 4.41
FIGURA 4.42
FIGURA 4.43
4.2: El supernodo
FIGURA 4.44
FIGURA 4.45
FIGURA 4.46
FIGURA 4.47
FIGURA 4.48
FIGURA 4.49
FIGURA 4.50
FIGURA 4.51
FIGURA 4.52
FIGURA 4.53
FIGURA 4.54
4.3: Análisis de mallas
FIGURA 4.55
FIGURA 4.56
FIGURA 4.57
FIGURA 4.58
FIGURA 4.59
FIGURA 4.60
FIGURA 4.61
FIGURA 4.62
FIGURA 4.63
FIGURA 4.64
FIGURA 4.65
FIGURA 4.66
4.4: La supermalla
FIGURA 4.67
FIGURA 4.68
FIGURA 4.69
FIGURA 4.70
FIGURA 4.71
FIGURA 4.72
FIGURA 4.73
FIGURA 4.74
FIGURA 4.75
4.5: Comparación entre el análisis de nodos y el de malla
FIGURA 4.76
FIGURA 4.77
FIGURA 4.78
FIGURA 4.79
FIGURA 4.80
4.6: Análisis de circuitos asistido por computadora
FIGURA 4.81
Ejercicios de integración de capítulo
FIGURA 4.82
FIGURA 4.83
CAPÍTULO 5: Técnicas útiles para el análisis de circuitos
CONCEPTOS CLAVE
INTRODUCCIÓN
5.1: LINEALIDAD Y SUPERPOSICIÓN
Elementos lineales y circuitos lineales
El principio de superposición
FIGURA 5.1
FIGURA 5.2
EJEMPLO 5.1
FIGURA 5.3
PRÁCTICA
FIGURA 5.4
EJEMPLO 5.2
FIGURA 5.5
Identificar el objetivo del problema.
Recopilar la información conocida.
Elegir la técnica disponible que mejor se ajuste al problema.
Construir un conjunto apropiado de ecuaciones.
Intentar resolver.
Verificar la solución. ¿Es razonable o es la esperada?
EJEMPLO 5.3
FIGURA 5.6
PRÁCTICA
FIGURA 5.7
ANÁLISIS ASISTIDO POR COMPUTADORA
FIGURA 5.8
FIGURA 5.9
FIGURA 5.10
5.2: TRANSFORMACIONES DE FUENTES
Fuentes de tensión prácticas
FIGURA 5.11
FIGURA 5.12
FIGURA 5.13
Fuentes de corriente prácticas
FIGURA 5.14
Fuentes prácticas equivalentes
FIGURA 5.15
FIGURA 5.16
EJEMPLO 5.4
FIGURA 5.17
PRÁCTICA
FIGURA 5.18
EJEMPLO 5.5
FIGURA 5.19
PRÁCTICA
FIGURA 5.20
Unos cuantos comentarios finales
FIGURA 5.21
FIGURA 5.22
FIGURA 5.23
5.3: CIRCUITOS EQUIVALENTES DE THÉVENIN Y NORTON
FIGURA 5.24
EJEMPLO 5.6
FIGURA 5.25
PRÁCTICA
FIGURA 5.26
Teorema de Thévenin
EJEMPLO 5.7
FIGURA 5.27
PRÁCTICA
FIGURA 5.28
Unos cuantos puntos clave
Teorema de Norton
EJEMPLO 5.8
FIGURA 5.29
PRÁCTICA
FIGURA 5.30
Cuando existen fuentes dependientes
EJEMPLO 5.9
FIGURA 5.31
PRÁCTICA
FIGURA 5.32
EJEMPLO 5.10
FIGURA 5.33
Una recapitulación rápida de procedimientos
APLICACIÓN PRÁCTICA: El multímetro digital
FIGURA 5.34
FIGURA 5.35
FIGURA 5.36
FIGURA 5.37
FIGURA 5.38
PRÁCTICA
FIGURA 5.39
5.4: TRANSFERENCIA DE POTENCIA MÁXIMA
FIGURA 5.40
EJEMPLO 5.11
FIGURA 5.41
FIGURA 5.42
PRÁCTICA
FIGURA 5.43
5.5: CONVERSIÓN DELTA-ESTRELLA
FIGURA 5.44
FIGURA 5.45
EJEMPLO 5.12
FIGURA 5.46
PRÁCTICA
FIGURA 5.47
5.6: SELECCIÓN DE UN PROCEDIMIENTO: COMPARACIÓN DE DIVERSAS TÉCNICAS
RESUMEN Y REPASO
LECTURAS ADICIONALES
EJERCICIOS
5.1: Linealidad y superposición
FIGURA 5.48
FIGURA 5.49
FIGURA 5.50
FIGURA 5.51
FIGURA 5.52
FIGURA 5.53
FIGURA 5.54
FIGURA 5.55
FIGURA 5.56
FIGURA 5.57
5.2: Transformaciones de fuentes
FIGURA 5.58
FIGURA 5.59
FIGURA 5.60
FIGURA 5.61
FIGURA 5.62
FIGURA 5.63
FIGURA 5.64
FIGURA 5.65
FIGURA 5.66
FIGURA 5.67
FIGURA 5.68
5.3: Circuitos equivalentes de Thévenin y Norton
FIGURA 5.69
FIGURA 5.70
FIGURA 5.71
FIGURA 5.72
FIGURA 5.73
FIGURA 5.74
FIGURA 5.75
FIGURA 5.76
FIGURA 5.77
FIGURA 5.78
FIGURA 5.79
FIGURA 5.80
FIGURA 5.81
FIGURA 5.82
FIGURA 5.83
FIGURA 5.84
FIGURA 5.85
FIGURA 5.86
5.4: Transferencia de potencia máxima
FIGURA 5.87
FIGURA 5.88
FIGURA 5.89
FIGURA 5.90
FIGURA 5.91
FIGURA 5.92
FIGURA 5.93
FIGURA 5.94
5.5: Conversión delta-estrella
FIGURA 5.95
FIGURA 5.96
FIGURA 5.97
FIGURA 5.98
FIGURA 5.99
FIGURA 5.100
FIGURA 5.101
FIGURA 5.102
FIGURA 5.103
FIGURA 5.104
5.6: Selección de un procedimiento: comparación de diversas técnicas
FIGURA 5.105
FIGURA 5.106
FIGURA 5.107
Ejercicios de integración de capítulo
FIGURA 5.108
CAPÍTULO 6: El amplificador Operacional
CONCEPTOS CLAVE
INTRODUCCIÓN
6.1: ANTECEDENTES
FIGURA 6.1
FIGURA 6.2
6.2: EL AMP OP IDEAL: UNA INTRODUCCIÓN AMABLE
Reglas del amp op ideal
FIGURA 6.3
FIGURA 6.4
FIGURA 6.5
FIGURA 6.6
EJEMPLO 6.1
Identificar el objetivo del problema.
Recopilar la información conocida.
Decidir la técnica disponible que se ajusta mejor al problema.
Construir un conjunto de ecuaciones apropiado.
Determinar si se requiere información adicional.
Intentar encontrar la solución.
Verificar la solución. ¿Es razonable o es esperada?
FIGURA 6.7
PRÁCTICA
FIGURA 6.8
EJEMPLO 6.2
FIGURA 6.9
TABLA 6.1: Resumen de los circuitos básicos de amp op
PRÁCTICA
FIGURA 6.10
APLICACIÓN PRÁCTICA: Intercomunicación de fibra óptica
FIGURA 6.11
FIGURA 6.12
FIGURA 6.13
FIGURA 6.14
6.3: ETAPAS EN CASCADA
FIGURA 6.15
EJEMPLO 6.3
TABLA 6.2: Información técnica del sistema de supervisión de la presión de tanques
FIGURA 6.16
PRÁCTICA
FIGURA 6.17
6.4: CIRCUITOS DE FUENTES DE TENSIÓN Y DE CORRIENTE
Una fuente de tensión confiable
FIGURA 6.18
EJEMPLO 6.4
FIGURA 6.19
FIGURA 6.20
PRÁCTICA
Una fuente de corriente confiable
FIGURA 6.21
EJEMPLO 6.5
FIGURA 6.22
PRÁCTICA
FIGURA 6.23
6.5: CONSIDERACIONES PRÁCTICAS
Un modelo más detallado del amp op
FIGURA 6.24
TABLA 6.3: Valores de parámetros característicos de varios amp op diferentes
EJEMPLO 6.6
FIGURA 6.25
PRÁCTICA
Deducción de las reglas del amp op ideal
Rechazo en modo común
FIGURA 6.26
Retroalimentación negativa
Saturación
FIGURA 6.27
FIGURA 6.28
Tensión de compensación de entrada
FIGURA 6.29
Velocidad de decaimiento
FIGURA 6.30
Encapsulamiento
FIGURA 6.31
ANÁLISIS ASISTIDO POR COMPUTADORA
EJEMPLO 6.7
FIGURA 6.32
FIGURA 6.33
FIGURA 6.34
PRÁCTICA
6.6: LOS COMPARADORES Y EL AMPLIFICADOR DE INSTRUMENTACIÓN
El comparador
FIGURA 6.35
EJEMPLO 6.8
FIGURA 6.36
PRÁCTICA
FIGURA 6.37
Amplificador de instrumentación
FIGURA 6.38
RESUMEN Y REPASO
LECTURAS ADICIONALES
EJERCICIOS
6.2: El amp op ideal
FIGURA 6.39
FIGURA 6.40
FIGURA 6.41
FIGURA 6.42
FIGURA 6.43
FIGURA 6.44
FIGURA 6.45
FIGURA 6.46
6.3: Etapas en cascada
FIGURA 6.47
FIGURA 6.48
FIGURA 6.49
FIGURA 6.50
FIGURA 6.51
FIGURA 6.52
6.4: Circuitos para fuentes de tensión y de corriente
FIGURA 6.53
FIGURA 6.54
6.5: Consideraciones prácticas
FIGURA 6.55
FIGURA 6.56
6.6: Comparadores y el amplificador de instrumentación
FIGURA 6.57
FIGURA 6.58
FIGURA 6.59
FIGURA 6.60
Ejercicios de integración de capítulo
FIGURA 6.61
CAPÍTULO 7: Capacitores e inductores
CONCEPTOS CLAVE
INTRODUCCIÓN
7.1: EL CAPACITOR
Modelo de capacitor ideal
FIGURA 7.1
FIGURA 7.2
EJEMPLO 7.1
FIGURA 7.3
FIGURA 7.4
PRÁCTICA
Relaciones integrales de tensión-corriente
EJEMPLO 7.2
FIGURA 7.5
PRÁCTICA
FIGURA 7.6
Almacenamiento de energía
EJEMPLO 7.3
FIGURA 7.7
Identificar el objetivo del problema.
Recopilar la información conocida.
Decidir la técnica disponible que se ajusta mejor al problema.
Construir un conjunto de ecuaciones apropiado.
Determinar si se requiere información adicional.
FIGURA 7.8
Buscar la solución.
Verificar la solución. ¿Es razonable o esperada?
FIGURA 7.9
PRÁCTICA
7.2: EL INDUCTOR
Modelo del inductor ideal
FIGURA 7.10
FIGURA 7.11
EJEMPLO 7.4
FIGURA 7.12
PRÁCTICA
FIGURA 7.13
EJEMPLO 7.5
FIGURA 7.14
FIGURA 7.15
PRÁCTICA
Relaciones integrales de tensión-corriente
EJEMPLO 7.6
PRÁCTICA
Almacenamiento de energía
EJEMPLO 7.7
FIGURA 7.16
PRÁCTICA
APLICACIÓN PRÁCTICA: En busca del elemento faltante
FIGURA 7.17
7.3: COMBINACIÓN DE INDUCTANCIA Y CAPACITANCIA
Inductores en serie
FIGURA 7.18
Inductores en paralelo
FIGURA 7.19
Capacitores en serie
FIGURA 7.20
Capacitores en paralelo
FIGURA 7.21
EJEMPLO 7.8
FIGURA 7.22
PRÁCTICA
FIGURA 7.23
FIGURA 7.24
7.4: CONSECUENCIAS DE LA LINEALIDAD
EJEMPLO 7.9
FIGURA 7.25
PRÁCTICA
FIGURA 7.26
7.5: CIRCUITOS DE AMP OP SIMPLES CON CAPACITORES
FIGURA 7.27
EJEMPLO 7.10
FIGURA 7.28
PRÁCTICA
FIGURA 7.29
7.6: DUALIDAD
FIGURA 7.30
FIGURA 7.31
FIGURA 7.32
FIGURA 7.33
PRÁCTICA
FIGURA 7.34
7.7: CONSTRUCCIÓN DE MODELOS DE CAPACITORES E INDUCTORES CON PSPICE
FIGURA 7.35
EJEMPLO 7.11
FIGURA 7.36
FIGURA 7.37
FIGURA 7.38
FIGURA 7.39
RESUMEN Y REPASO
LECTURAS ADICIONALES
EJERCICIOS
7.1: El capacitor
FIGURA 7.40
FIGURA 7.41
FIGURA 7.42
FIGURA 7.43
FIGURA 7.44
FIGURA 7.45
7.2: El inductor
FIGURA 7.46
FIGURA 7.47
FIGURA 7.48
FIGURA 7.49
FIGURA 7.50
FIGURA 7.51
FIGURA 7.52
7.3: Combinaciones de inductancia y capacitancia
FIGURA 7.53
FIGURA 7.54
FIGURA 7.55
FIGURA 7.56
FIGURA 7.57
FIGURA 7.58
FIGURA 7.59
FIGURA 7.60
FIGURA 7.61
FIGURA 7.62
FIGURA 7.63
FIGURA 7.64
7.4: Consecuencias de la linealidad
FIGURA 7.65
FIGURA 7.66
FIGURA 7.67
FIGURA 7.68
FIGURA 7.69
FIGURA 7.70
7.5: Circuitos de amp op simples con capacitores
FIGURA 7.71
FIGURA 7.72
7.6: Dualidad
FIGURA 7.73
FIGURA 7.74
FIGURA 7.75
FIGURA 7.76
FIGURA 7.77
7.7: Construcción de modelos de capacitores e inductores con PSpice
FIGURA 7.78
FIGURA 7.79
FIGURA 7.80
FIGURA 7.81
FIGURA 7.82
FIGURA 7.83
Ejercicios de integración de capítulo
CAPÍTULO 8: Circuitos RL y RC básicos
CONCEPTOS CLAVE
INTRODUCCIÓN
8.1: EL CIRCUITO RL SIN FUENTE
FIGURA 8.1
Método directo
EJEMPLO 8.1
FIGURA 8.2
PRÁCTICA
FIGURA 8.3
Método alterno
Método general
FIGURA 8.4
Una ruta directa: la ecuación característica
EJEMPLO 8.2
FIGURA 8.5
Identificar el objetivo del problema.
Recopilar la información conocida.
Elaborar un plan.
Construir un conjunto de ecuaciones apropiado.
Determinar si se requiere de información adicional.
Intentar resolver.
Verificar la solución. ¿Es razonable o esperada?
PRÁCTICA
FIGURA 8.6
Determinación de la cantidad de energía
8.2: PROPIEDADES DE LA RESPUESTA EXPONENCIAL
FIGURA 8.7
FIGURA 8.8
FIGURA 8.9
PRÁCTICA
ANÁLISIS ASISTIDO POR COMPUTADORA
FIGURA 8.10
FIGURA 8.11
FIGURA 8.12
FIGURA 8.13
FIGURA 8.14
8.3: CIRCUITO RC SIN FUENTE
FIGURA 8.15
FIGURA 8.16
EJEMPLO 8.3
FIGURA 8.17
PRÁCTICA
FIGURA 8.18
8.4: UNA PERSPECTIVA MÁS GENERAL
Circuitos RL generales
FIGURA 8.19
Pequeñas diferencias: distinción entre 0+ y 0−
EJEMPLO 8.4
FIGURA 8.20
PRÁCTICA
FIGURA 8.21
Circuitos RC generales
EJEMPLO 8.5
FIGURA 8.22
PRÁCTICA
FIGURA 8.23
EJEMPLO 8.6
FIGURA 8.24
PRÁCTICA
FIGURA 8.25
8.5: LA FUNCIÓN ESCALÓN UNITARIO
FIGURA 8.26
FIGURA 8.27
FIGURA 8.28
Fuentes físicas y la función de escalón unitario
FIGURA 8.29
La función pulso rectangular
FIGURA 8.30
FIGURA 8.31
FIGURA 8.32
PRÁCTICA
8.6: ACCIONAMIENTO DE CIRCUITOS RL
FIGURA 8.33
Procedimiento directo
EJEMPLO 8.7
FIGURA 8.34
PRÁCTICA
Desarrollo de un entendimiento intuitivo
8.7: RESPUESTAS NATURAL Y FORZADA
La respuesta natural
La respuesta forzada
Determinación de la respuesta completa
FIGURA 8.35
FIGURA 8.36
EJEMPLO 8.8
FIGURA 8.37
FIGURA 8.38
PRÁCTICA
EJEMPLO 8.9
FIGURA 8.39
FIGURA 8.40
PRÁCTICA
FIGURA 8.41
8.8: ACCIONAMIENTO DE CIRCUITOS RC
EJEMPLO 8.10
FIGURA 8.42
FIGURA 8.43
PRÁCTICA
FIGURA 8.44
EJEMPLO 8.11
FIGURA 8.45
PRÁCTICA
FIGURA 8.46
8.9: PREDICCIÓN DE LA RESPUESTA DE CIRCUITOS CONMUTADOS SECUENCIALMENTE
FIGURA 8.47
TABLA 8.1: Cuatro casos distintos de ancho de pulso y de periodo en relación con la constante de tiempo del circuito de 1 ms
FIGURA 8.48
Caso I: tiempo suficiente para cargarse y descargarse totalmente
Caso II: tiempo suficiente para cargarse totalmente pero sin descargarse por completo
Caso III: falta de tiempo para cargarse totalmente pero tiempo suficiente para descargarse por completo
Caso IV: falta de tiempo para cargarse totalmente o aun para descargarse por completo
FIGURA 8.49
PRÁCTICA
FIGURA 8.50
APLICACIÓN PRÁCTICA: Límites de frecuencia en los circuitos integrados digitales
FIGURA 8.51
FIGURA 8.52
FIGURA 8.53
RESUMEN Y REPASO
LECTURAS ADICIONALES
EJERCICIOS
8.1: El circuito RL de fuente libre
FIGURA 8.54
FIGURA 8.55
FIGURA 8.56
8.2: Propiedades de la respuesta exponencial
8.3: El circuito RC de fuente libre
FIGURA 8.57
FIGURA 8.58
FIGURA 8.59
FIGURA 8.60
FIGURA 8.61
FIGURA 8.62
8.4: Una perspectiva más general:
FIGURA 8.63
FIGURA 8.64
FIGURA 8.65
FIGURA 8.66
FIGURA 8.67
FIGURA 8.68
FIGURA 8.69
FIGURA 8.70
FIGURA 8.71
FIGURA 8.72
FIGURA 8.73
FIGURA 8.74
8.5: La función escalón unitario
FIGURA 8.75
FIGURA 8.76
8.6: Accionamiento de circuitos RL
FIGURA 8.77
FIGURA 8.78
FIGURA 8.79
FIGURA 8.80
FIGURA 8.81
8.7: Respuestas natural y forzada
FIGURA 8.82
FIGURA 8.83
FIGURA 8.84
FIGURA 8.85
FIGURA 8.86
8.8: Accionamiento de circuitos RC
FIGURA 8.87
FIGURA 8.88
FIGURA 8.89
FIGURA 8.90
FIGURA 8.91
FIGURA 8.92
FIGURA 8.93
FIGURA 8.94
8.9: Predicción de la respuesta de circuitos conmutados secuencialmente
FIGURA 8.95
Ejercicios de integración de capítulo
FIGURA 8.96
FIGURA 8.97
FIGURA 8.98
CAPÍTULO 9: Circuito RLC
CONCEPTOS CLAVE
INTRODUCCIÓN
9.1: CIRCUITO EN PARALELO SIN FUENTE
FIGURA 9.1
Deducción de la ecuación diferencial de un circuito RLC en paralelo
Solución de la ecuación diferencial
Definición de términos de frecuencia
EJEMPLO 9.1
PRÁCTICA
9.2: CIRCUITO RLC EN PARALELO SOBREAMORTIGUADO
FIGURA 9.2
Cálculo de los valores de A1 y A2
EJEMPLO 9.2
FIGURA 9.3
Identificar el objetivo del problema.
Recopilar la información conocida.
Elegir la técnica disponible que se ajusta más al problema.
FIGURA 9.4
Construir un conjunto de ecuaciones apropiado.
Determinar si se requiere información adicional.
Intentar resolver.
Verificar la solución. ¿Es razonable o la esperada?
PRÁCTICA
FIGURA 9.5
EJEMPLO 9.3
FIGURA 9.6
PRÁCTICA
FIGURA 9.7
Representación gráfica de la respuesta sobreamortiguada
FIGURA 9.8
EJEMPLO 9.4
FIGURA 9.9
PRÁCTICA
FIGURA 9.10
9.3: AMORTIGUAMIENTO CRÍTICO
Forma de una respuesta críticamente amortiguada
Cálculo de los valores de A1 y A2
Representación gráfica de la respuesta críticamente amortiguada
FIGURA 9.11
EJEMPLO 9.5
FIGURA 9.12
PRÁCTICA
FIGURA 9.13
9.4: CIRCUITO RLC EN PARALELO SUBAMORTIGUADO
Forma de la respuesta subamortiguada
Cálculo de los valores de B1 y B2
Representación gráfica de la respuesta subamortiguada
Función de la resistencia finita
FIGURA 9.14
FIGURA 9.15
FIGURA 9.16
EJEMPLO 9.6
FIGURA 9.17
FIGURA 9.18
PRÁCTICA
FIGURA 9.19
ANÁLISIS ASISTIDO POR COMPUTADORA
FIGURA 9.20
9.5: CIRCUITO RLC EN SERIE SIN FUENTE
FIGURA 9.21
Breve resumen de la respuesta del circuito en serie
TABLA 9.1: Resumen de las ecuaciones relevantes de los circuitos RLC sin fuente.
EJEMPLO 9.7
FIGURA 9.22
FIGURA 9.23
PRÁCTICA
FIGURA 9.24
EJEMPLO 9.8
FIGURA 9.25
FIGURA 9.26
PRÁCTICA
FIGURA 9.27
9.6: RESPUESTA COMPLETA DEL CIRCUITO RLC
La parte fácil
La otra parte
FIGURA 9.28
EJEMPLO 9.9
FIGURA 9.29
PRÁCTICA
FIGURA 9.30
EJEMPLO 9.10
FIGURA 9.31
Resumen rápido del proceso de solución
APLICACIÓN PRÁCTICA: Elaboración del modelo para sistemas de suspensión de automóviles
FIGURA 9.32
PRÁCTICA
FIGURA 9.33
9.7: CIRCUITO LC SIN PÉRDIDAS
FIGURA 9.34
FIGURA 9.35
FIGURA 9.36
PRÁCTICA
FIGURA 9.37
RESUMEN Y REPASO
LECTURAS ADICIONALES
EJERCICIOS
9.1: Circuito en paralelo sin fuente
9.2: Circuito RLC en paralelo sobreamortiguado
FIGURA 9.38
FIGURA 9.39
FIGURA 9.40
FIGURA 9.41
FIGURA 9.42
9.3: Amortiguamiento crítico
FIGURA 9.43
9.4: Circuito RLC en paralelo subamortiguado
FIGURA 9.44
FIGURA 9.45
FIGURA 9.46
9.5: Circuito RLC en serie sin fuente
FIGURA 9.47
FIGURA 9.48
FIGURA 9.49
9.6: Respuesta completa del circuito RLC
FIGURA 9.50
FIGURA 9.51
FIGURA 9.52
FIGURA 9.53
FIGURA 9.54
FIGURA 9.55
9.7: Circuito LC sin pérdidas
FIGURA 9.56
FIGURA 9.57
Ejercicios de integración de capítulo
FIGURA 9.58
FIGURA 9.59
CAPÍTULO 10: Análisis de estado senoidal permanente
CONCEPTOS CLAVE
INTRODUCCIÓN
10.1: CARACTERÍSTICAS DE LAS SENOIDALES
FIGURA 10.1
Retraso y adelanto
FIGURA 10.2
Conversión de senos en cosenos
FIGURA 10.3
PRÁCTICA
10.2: RESPUESTA FORZADA A FUNCIONES SENOIDALES
Respuesta de estado permanente
FIGURA 10.4
Empleo de una forma más compacta y sencilla (más amigable)
EJEMPLO 10.1
FIGURA 10.5
FIGURA 10.6
PRÁCTICA
FIGURA 10.7
10.3: FUNCIÓN FORZADA COMPLEJA
FIGURA 10.8
Fuentes imaginarias conducen a… respuestas imaginarias
FIGURA 10.9
Aplicación de una función forzada compleja
FIGURA 10.10
Alternativa algebraica a las ecuaciones diferenciales
FIGURA 10.11
EJEMPLO 10.2
FIGURA 10.12
PRÁCTICA
10.4: EL FASOR
PRÁCTICA
EJEMPLO 10.3
PRÁCTICA
La resistencia
FIGURA 10.13
El inductor
FIGURA 10.14
EJEMPLO 10.4
El capacitor
FIGURA 10.15
TABLA 10.1: Comparación de las expresiones de tensión-corriente en el dominio del tiempo y en el dominio de la frecuencia
Leyes de Kirchhoff con fasores
FIGURA 10.16
EJEMPLO 10.5
FIGURA 10.17
PRÁCTICA
10.5: IMPEDANCIA y ADMITANCIA
Combinaciones de impedancia en serie
Combinaciones de impedancias en paralelo
Reactancia
EJEMPLO 10.6
FIGURA 10.18
PRÁCTICA
FIGURA 10.19
EJEMPLO 10.7
FIGURA 10.20
Identificar el objetivo del problema.
Intentar obtener la solución.
Decidir la técnica que mejor se justa al problema.
Construir un conjunto apropiado de ecuaciones.
Determinar si se requiere información adicional.
Buscar la solución.
Verificar la solución. ¿Es razonable o la esperada?
PRÁCTICA
FIGURA 10.21
Admitancia
PRÁCTICA
10.6: ANÁLISIS NODAL y DE MALLA
EJEMPLO 10.8
FIGURA 10.22
PRÁCTICA
FIGURA 10.23
EJEMPLO 10.9
FIGURA 10.24
PRÁCTICA
FIGURA 10.25
10.7: SUPERPOSICIÓN, TRANSFORMACIONES DE FUENTE y TEOREMA DE THÉVENIN
APLICACIÓN PRÁCTICA: Frecuencia de corte de un amplificador basado en transistores
FIGURA 10.26
FIGURA 10.27
FIGURA 10.28
EJEMPLO 10.10
FIGURA 10.29
PRÁCTICA
FIGURA 10.30
EJEMPLO 10.11
FIGURA 10.31
PRÁCTICA
FIGURA 10.32
EJEMPLO 10.12
FIGURA 10.33
PRÁCTICA
FIGURA 10.34
ANÁLISIS ASISTIDO POR COMPUTADORA
FIGURA 10.35
FIGURA 10.36
10.8: DIAGRAMAS FASORIALES
FIGURA 10.37
FIGURA 10.38
FIGURA 10.39
FIGURA 10.40
FIGURA 10.41
EJEMPLO 10.13
FIGURA 10.42
FIGURA 10.43
PRÁCTICA
FIGURA 10.44
RESUMEN y REPASO
LECTURAS ADICIONALES
EJERCICIOS
10.1: Características de las senoides
FIGURA 10.45
10.2: Respuesta forzada a funciones senoidales
FIGURA 10.46
FIGURA 10.47
FIGURA 10.48
FIGURA 10.49
10.3: Función forzada compleja
FIGURA 10.50
FIGURA 10.51
FIGURA 10.52
10.4: Fasor
FIGURA 10.53
10.5: Impedancia y admitancia
FIGURA 10.54
FIGURA 10.55
FIGURA 10.56
FIGURA 10.57
10.6: Análisis nodal y de malla
FIGURA 10.58
FIGURA 10.59
FIGURA 10.60
FIGURA 10.61
FIGURA 10.62
FIGURA 10.63
FIGURA 10.64
FIGURA 10.65
FIGURA 10.66
10.7: Superposición, transformaciones de fuente y teorema de Thévenin
FIGURA 10.67
FIGURA 10.68
FIGURA 10.69
FIGURA 10.70
FIGURA 10.71
FIGURA 10.72
FIGURA 10.73
FIGURA 10.74
10.8: Diagramas fasoriales
FIGURA 10.75
FIGURA 10.76
FIGURA 10.77
FIGURA 10.78
Ejercicios de integración de capítulo
FIGURA 10.79
FIGURA 10.80
CAPÍTULO 11: Análisis de potencia en circuitos de ca
CONCEPTOS CLAVE
INTRODUCCIÓN
11.1: POTENCIA INSTANTÁNEA
FIGURA 11.1
FIGURA 11.2
Potencia debida a la excitación senoidal
EJEMPLO 11.1
PRÁCTICA
11.2: POTENCIA PROMEDIO O ACTIVA
Potencia promedio (activa) de formas de onda periódicas
FIGURA 11.3
Potencia promedio (activa) en el estado senoidal permanente
EJEMPLO 11.2
FIGURA 11.4
PRÁCTICA
Potencia promedio absorbida por una resistencia ideal
Potencia promedio (activa) absorbida por elementos puramente reactivos
EJEMPLO 11.3
PRÁCTICA
EJEMPLO 11.4
FIGURA 11.5
PRÁCTICA
FIGURA 11.6
Transferencia de potencia máxima
FIGURA 11.7
EJEMPLO 11.5
FIGURA 11.8
PRÁCTICA
Potencia promedio (activa) de funciones no periódicas
EJEMPLO 11.6
EJEMPLO 11.7
PRÁCTICA
11.3: VALORES EFICACES DE CORRIENTE Y DE TENSIÓN
Valor eficaz de una forma de onda periódica
FIGURA 11.9
Valor eficaz (RMS) de una forma de onda senoidal
Uso de los valores RMS para calcular la potencia promedio
Valor eficaz con circuitos de frecuencia múltiple
PRÁCTICA
ANÁLISIS ASISTIDO POR COMPUTADORA
FIGURA 11.10
FIGURA 11.11
FIGURA 11.12
11.4: POTENCIA APARENTE Y FACTOR DE POTENCIA
EJEMPLO 11.8
FIGURA 11.13
Identificar el objetivo del problema.
Recopilar la información conocida.
Imaginar un plan.
Construir un conjunto apropiado de ecuaciones.
Determinar si se requiere información adicional.
Buscar la solución.
Verificar la solución. ¿Es razonable o la esperada?
PRÁCTICA
FIGURA 11.14
11.5: POTENCIA COMPLEJA
TABLA 11.1: Resumen de las cantidades relacionadas con la potencia compleja.
Triángulo de potencia
FIGURA 11.15
FIGURA 11.16
Medición de potencia
FIGURA 11.17
APLICACIÓN PRÁCTICA: Corrección del factor de potencia
FIGURA 11.18
FIGURA 11.19
FIGURA 11.20
EJEMPLO 11.9
FIGURA 11.21
PRÁCTICA
FIGURA 11.22
PRÁCTICA
RESUMEN Y REPASO
TABLA 11.2: Resumen de los términos de potencia de ca
LECTURAS ADICIONALES
EJERCICIOS
11.1: Potencia instantánea
FIGURA 11.23
FIGURA 11.24
FIGURA 11.25
FIGURA 11.26
FIGURA 11.27
FIGURA 11.28
11.2: Potencia promedio (activa)
FIGURA 11.29
FIGURA 11.30
FIGURA 11.31
FIGURA 11.32
FIGURA 11.33
FIGURA 11.34
11.3: Valores eficaces de corriente y de tensión
FIGURA 11.35
FIGURA 11.36
FIGURA 11.37
FIGURA 11.38
11.4: Potencia aparente y factor de potencia
FIGURA 11.39
FIGURA 11.40
FIGURA 11.41
11.5: Potencia compleja
FIGURA 11.42
FIGURA 11.43
FIGURA 11.44
FIGURA 11.45
Ejercicios de integración de capítulo
FIGURA 11.46
CAPÍTULO 12: Circuitos polifásicos
CONCEPTOS CLAVE
INTRODUCCIÓN
12.1: SISTEMAS POLIFÁSICOS
FIGURA 12.1
Notación de doble subíndice
FIGURA 12.2
FIGURA 12.3
FIGURA 12.4
FIGURA 12.5
PRÁCTICA
FIGURA 12.6
12.2: SISTEMAS MONOFÁSICOS DE TRES HIlOS
FIGURA 12.7
FIGURA 12.8
Efecto de una impedancia de alambre finita
EJEMPLO 12.1
FIGURA 12.9
Identificar el objetivo del problema.
Recopilar la información conocida.
Elaborar un plan.
Construir un conjunto apropiado de ecuaciones.
Determinar si se requiere de información adicional.
Buscar la solución.
Verificar la solución. ¿Es razonable o es la esperada?
FIGURA 12.10
PRÁCTICA
12.3: CONEXiÓN Y-Y TRIFÁSICA
FIGURA 12.11
FIGURA 12.12
Tensiones de línea a línea (tensión de línea)
FIGURA 12.13
FIGURA 12.14
EJEMPLO 12.2
FIGURA 12.15
FIGURA 12.16
PRÁCTICA
EJEMPLO 12.3
PRÁCTICA
EJEMPLO 12.4
FIGURA 12.17
PRÁCTICA
12.4: CONEXIÓN DELTA (Δ)
FIGURA 12.18
FIGURA 12.19
EJEMPLO 12.5
PRÁCTICA
EJEMPLO 12.6
PRÁCTICA
TABLA 12.1: Comparación de cargas trifásicas conectadas en Y y en Δ. Vp es la magnitud de la tensión de cada una de las fases de la fuente conectadas en Y.
Fuentes conectadas en Δ
APLICACIÓN PRÁCTICA: Sistemas de generación de potencias
FIGURA 12.20
FIGURA 12.21
FIGURA 12.22
12.5: MEDICiÓN DE POTENCIA EN SISTEMAS TRIFÁSICOS
Uso del wattímetro
FIGURA 12.23
PRÁCTICA
FIGURA 12.24
El wattímetro en el sistema trifásico
FIGURA 12.25
FIGURA 12.26
Método de los dos wattímetros
FIGURA 12.27
EJEMPLO 12.7
FIGURA 12.28
PRÁCTICA
RESUMEN Y REPASO
LECTURAS ADICIONALES
EJERCICIOS
12.1: Sistemas polifásicos
FIGURA 12.29
FIGURA 12.30
12.2: Sistemas monofásicos de tres hilos
FIGURA 12.31
FIGURA 12.32
FIGURA 12.33
12.3: Conexión Y-Y trifásica
FIGURA 12.34
12.4: Conexión delta (Δ)
FIGURA 12.35
12.5: Medición de potencia en sistemas trifásicos
FIGURA 12.36
FIGURA 12.37
FIGURA 12.38
FIGURA 12.39
FIGURA 12.40
Ejercicios de integración de capítulo
FIGURA 12.41
CAPÍTULO 13: Circuitos acoplados magnéticamente
CONCEPTOS CLAVE
INTRODUCCIÓN
13.1: INDUCTANCIA MUTUA
Coeficiente de inductancia mutua
FIGURA 13.1
Convención del punto
FIGURA 13.2
EJEMPLO 13.1
FIGURA 13.3
PRÁCTICA
Tensión combinada de la inducción mutua y de la autoinducción
FIGURA 13.4
FIGURA 13.5
Bases físicas de la convención del punto
FIGURA 13.6
EJEMPLO 13.2
FIGURA 13.7
Identificar el objetivo del problema.
Recopilar la información conocida.
Elaborar un plan.
Construir un conjunto de ecuaciones apropiado.
Determinar si se requiere información adicional.
Buscar la solución.
Verificar la solución. ¿Es razonable o la esperada?
FIGURA 13.8
PRÁCTICA
FIGURA 13.9
EJEMPLO 13.3
FIGURA 13.10
PRÁCTICA
FIGURA 13.11
13.2: CONSIDERACIONES ENERGÉTICAS
Igualdad de M12 y M21
FIGURA 13.12
Establecimiento del límite superior de M
Coeficiente de acoplamiento
EJEMPLO 13.4
FIGURA 13.13
PRÁCTICA
FIGURA 13.14
13.3: EL TRANSFORMADOR LINEAL
FIGURA 13.15
FIGURA 13.16
Impedancia reflejada (referida)
PRÁCTICA
Redes equivalentes T y Π
FIGURA 13.17
FIGURA 13.18
EJEMPLO 13.5
FIGURA 13.19
PRÁCTICA
FIGURA 13.20
FIGURA 13.21
EJEMPLO 13.6
FIGURA 13.22
PRÁCTICA
FIGURA 13.23
ANÁLISIS ASISTIDO POR COMPUTADORA
FIGURA 13.24
13.4: EL TRANSFORMADOR IDEAL
Relación de vueltas de un transformador ideal
FIGURA 13.25
Uso de transformadores para el acoplamiento de impedancia
Uso de transformadores para ajuste de corriente
Uso de transformadores en el ajuste del nivel de tensión
FIGURA 13.26
EJEMPLO 13.7
FIGURA 13.27
PRÁCTICA
Relaciones de tensión en el dominio del tiempo
APLICACIÓN PRÁCTICA: El transformador superconductor (o supraconductor)
FIGURA 13.28
FIGURA 13.29
Circuitos equivalentes
FIGURA 13.30
FIGURA 13.31
EJEMPLO 13.8
FIGURA 13.32
FIGURA 13.33
PRÁCTICA
FIGURA 13.34
RESUMEN Y REPASO
LECTURAS ADICIONALES
EJERCICIOS
13.1: Inductancia mutua
FIGURA 13.35
FIGURA 13.36
FIGURA 13.37
FIGURA 13.38
FIGURA 13.39
FIGURA 13.40
FIGURA 13.41
FIGURA 13.42
FIGURA 13.43
FIGURA 13.44
FIGURA 13.45
FIGURA 13.46
FIGURA 13.47
FIGURA 13.48
FIGURA 13.49
FIGURA 13.50
FIGURA 13.51
FIGURA 13.52
13.2: Consideraciones energéticas
FIGURA 13.53
FIGURA 13.54
FIGURA 13.55
FIGURA 13.56
13.3: El transformador lineal
FIGURA 13.57
FIGURA 13.58
FIGURA 13.59
FIGURA 13.60
FIGURA 13.61
FIGURA 13.62
FIGURA 13.63
13.4: El transformador ideal
FIGURA 13.64
FIGURA 13.65
FIGURA 13.66
FIGURA 13.67
FIGURA 13.68
FIGURA 13.69
FIGURA 13.70
FIGURA 13.71
FIGURA 13.72
Ejercicios de integración del capítulo
FIGURA 13.73
CAPÍTULO 14: Frecuencia compleja y transformada de Laplace
CONCEPTOS CLAVE
INTRODUCCIÓN
14.1: FRECUENCIA COMPLEJA
Forma general
El caso de cd
El caso exponencial
El caso senoidal
El caso senoidal amortiguado exponencialmente
La relación de s con la realidad
PRÁCTICA
14.2: FUNCIÓN FORZADA SENOIDAL AMORTIGUADA
EJEMPLO 14.1
FIGURA 14.1
PRÁCTICA
14.3: DEFINICIÓN DE LA TRANSFORMADA DE LAPLACE
La transformada bilateral de Laplace
La transformada inversa bilateral de Laplace
La transformada unilateral de Laplace
EJEMPLO 14.2
PRÁCTICA
14.4: TRANSFORMADAS DE LAPLACE DE FUNCIONES DE TIEMPO SIMPLES
Función escalón unitario u(t)
Función impulso unitario δ(t − t0)
FIGURA 14.2
Función exponencial e−αt
Función rampa tu(t)
PRÁCTICA
14.5: TÉCNICAS DE LA TRANSFORMADA INVERSA
Teorema de linealidad
EJEMPLO 14.3
PRÁCTICA
Técnicas de la transformada inversa de funciones racionales
EJEMPLO 14.4
PRÁCTICA
Polos distintos y el método de los residuos
EJEMPLO 14.5
PRÁCTICA
Polos repetidos
EJEMPLO 14.6
PRÁCTICA
ANÁLISIS ASISTIDO POR COMPUTADORA
14.6: TEOREMAS FUNDAMENTALES PARA LA TRANSFORMADA DE LAPLACE
Teorema de diferenciación respecto del tiempo
EJEMPLO 14.7
FIGURA 14.3
Identifique el objetivo del problema.
Recopile la información conocida.
Elabore un plan.
Construya un conjunto de ecuaciones apropiado.
Determine, si se requiere, información adicional.
Busque la solución.
Verifique la solución. ¿Es razonable o la esperada?
PRÁCTICA
FIGURA 14.4
Teorema de integración en el tiempo
EJEMPLO 14.8
FIGURA 14.5
EJEMPLO 14.9
FIGURA 14.6
PRÁCTICA
FIGURA 14.7
Transformadas de Laplace de senoides
Teorema de desplazamiento en el tiempo
EJEMPLO 14.10
FIGURA 14.8
PRÁCTICA
FIGURA 14.9
TABLA 14.1: pares de transformadas de laplace
TABLA 14.2: Operaciones de la transformada de laplace
APLICACIÓN PRÁCTICA: Estabilidad de un sistema
14.7: TEOREMAS DEL VALOR INICIAL Y DEL VALOR FINAL
Teorema del valor inicial
Teorema del valor final
EJEMPLO 14.11
PRÁCTICA
RESUMEN Y REPASO
LECTURAS ADICIONALES
EJERCICIOS
14.1: Frecuencia compleja
14.2: Función forzada senoidal amortiguada
FIGURA 14.10
FIGURA 14.11
FIGURA 14.12
FIGURA 14.13
FIGURA 14.14
14.3: Definición de la transformada de Laplace
14.4: Transformadas de Laplace de funciones de tiempo simples
14.5: Técnicas de la transformada inversa
14.6: Teoremas fundamentales de la transformada de Laplace
FIGURA 14.15
FIGURA 14.16
FIGURA 14.17
FIGURA 14.18
14.7: Teoremas del valor inicial y del valor final
Ejercicios de integración del capítulo
FIGURA 14.19
FIGURA 14.20
CAPÍTULO 15: Análisis de circuitos en el dominio s
CONCEPTOS CLAVE
INTRODUCCIÓN
15.1: Z(s) y Y(s)
Resistencias en el dominio de la frecuencia
Inductores en el dominio de la frecuencia
FIGURA 15.1
Modelos de inductores en el dominio s
FIGURA 15.2
EJEMPLO 15.1
FIGURA 15.3
PRÁCTICA
FIGURA 15.4
Modelo de capacitores en el dominio s
FIGURA 15.5
EJEMPLO 15.2
FIGURA 15.6
Identifique el objetivo del problema.
Recopile la información conocida.
Elabore un plan.
Construya un conjunto de ecuaciones apropiado.
Determine si se requiere información adicional.
Busque la solución.
Verifique la solución. ¿Es razonable o la esperada?
PRÁCTICA
TABLA 15.1: Resumen de representaciones de elementos en los dominios del tiempo y la frecuencia
15.2: ANÁLISIS NODAL Y DE MALLA EN EL DOMINIO s
ANÁLISIS ASISTIDO POR COMPUTADORA
EJEMPLO 15.3
FIGURA 15.7
PRÁCTICA
FIGURA 15.8
EJEMPLO 15.4
FIGURA 15.9
FIGURA 15.10
PRÁCTICA
FIGURA 15.11
EJEMPLO 15.5
FIGURA 15.12
PRÁCTICA
FIGURA 15.13
15.3: TÉCNICAS ADICIONALES DE ANÁLISIS DE CIRCUITOS
EJEMPLO 15.6
FIGURA 15.14
FIGURA 15.15
PRÁCTICA
FIGURA 15.16
EJEMPLO 15.7
FIGURA 15.17
PRÁCTICA
FIGURA 15.18
15.4: POLOS, CEROS Y FUNCIONES DE TRANSFERENCIA
FIGURA 15.19
15.5: CONVOLUCIÓN
Respuesta al impulso
FIGURA 15.20
Integral de convolución
Convolución y sistemas realizables
Método gráfico de convolución
FIGURA 15.21
FIGURA 15.22
EJEMPLO 15.8
FIGURA 15.23
FIGURA 15.24
FIGURA 15.25
PRÁCTICA
Convolución y la transformada de Laplace
EJEMPLO 15.9
PRÁCTICA
Comentarios adicionales sobre las funciones de transferencia
EJEMPLO 15.10
FIGURA 15.26
FIGURA 15.27
PRÁCTICA
15.6: PLANO DE FRECUENCIA COMPLEJA
FIGURA 15.28
FIGURA 15.29
EJEMPLO 15.11
FIGURA 15.30
PRÁCTICA
FIGURA 15.31
Constelaciones de polos ceros
FIGURA 15.32
PRÁCTICA
15.7: RESPUESTA NATURAL Y EL PLANO S
FIGURA 15.33
FIGURA 15.34
Una perspectiva más general
FIGURA 15.35
Un caso especial
EJEMPLO 15.12
FIGURA 15.36
PRÁCTICA
FIGURA 15.37
15.8: TÉCNICA PARA SINTETIZAR LA RAZÓN DE TENSIÓN H(S) = Vsal/Vent
APLICACIÓN PRÁCTICA: Diseño de circuitos de osciladores
FIGURA 15.38
FIGURA 15.39
FIGURA 15.40
FIGURA 15.41
FIGURA 15.42
FIGURA 15.43
EJEMPLO 15.13
FIGURA 15.44
PRÁCTICA
RESUMEN Y REPASO
LECTURAS ADICIONALES
EJERCICIOS
15.1: Z(s) y Y(s)
FIGURA 15.45
FIGURA 15.46
FIGURA 15.47
FIGURA 15.48
FIGURA 15.49
FIGURA 15.50
FIGURA 15.51
FIGURA 15.52
15.2: Análisis nodal y de malla en el dominio s
FIGURA 15.53
FIGURA 15.54
FIGURA 15.55
FIGURA 15.56
FIGURA 15.57
FIGURA 15.58
FIGURA 15.59
FIGURA 15.60
15.3: Técnicas adicionales de análisis de circuitos
FIGURA 15.61
FIGURA 15.62
FIGURA 15.63
FIGURA 15.64
FIGURA 15.65
15.4: Polos, ceros y funciones de transferencia
FIGURA 15.66
FIGURA 15.67
FIGURA 15.68
15.5: Convolución
FIGURA 15.69
FIGURA 15.70
15.6: Plano de frecuencia compleja
FIGURA 15.71
FIGURA 15.72
15.7: RESPUESTA NATURAL Y EL PLANO S
FIGURA 15.73
FIGURA 15.74
FIGURA 15.75
15.8: Técnica para sintetizar la razón de tensión H(s) = Vsal/Vent
Ejercicios de integración del capítulo
CAPÍTULO 16: Respuesta en frecuencia
CONCEPTOS CLAVE
INTRODUCCIÓN
16.1: RESONANCIA EN PARALELO
Resonancia
FIGURA 16.1
FIGURA 16.2
Resonancia y respuesta en tensión
FIGURA 16.3
Factor de calidad
Otras interpretaciones de Q
Factor de amortiguamiento
EJEMPLO 16.1
PRÁCTICA
FIGURA 16.4
16.2: ANCHO DE BANDA Y CIRCUITOS DE ALTA Q
Ancho de banda
FIGURA 16.5
Aproximaciones en circuitos de alta Q
FIGURA 16.6
FIGURA 16.7
EJEMPLO 16.2
Identificar el objetivo del problema.
Recopilar la información conocida.
Elaborar un plan.
Construir un conjunto de ecuaciones apropiado.
Determinar si se requiere información adicional.
Buscar la solución.
Verificar la solución. ¿Es razonable o la esperada?
PRÁCTICA
16.3: RESONANCIA EN SERIE
FIGURA 16.8
EJEMPLO 16.3
PRÁCTICA
TABLA 16.1: Breve resumen de la resonancia
16.4: OTRAS FORMAS RESONANTES
FIGURA 16.9
EJEMPLO 16.4
FIGURA 16.10
PRÁCTICA
Combinaciones equivalentes en serie y en paralelo
FIGURA 16.11
EJEMPLO 16.5
PRÁCTICA
FIGURA 16.12
FIGURA 16.13
FIGURA 16.14
FIGURA 16.15
FIGURA 16.16
PRÁCTICA
16.5: ESCALAMiENTO (O AJUSTE)
FIGURA 16.17
FIGURA 16.18
FIGURA 16.19
EJEMPLO 16.6
FIGURA 16.20
PRÁCTICA
16.6: DIAGRAMAS DE BODE
La escala de decibeles (dB)
PRÁCTICA
Determinación de las asíntotas
FIGURA 16.21
Emparejamiento de los diagramas de Bode
Términos múltiples
EJEMPLO 16.7
FIGURA 16.22
FIGURA 16.23
PRÁCTICA
Respuesta en fase
FIGURA 16.24
PRÁCTICA
Consideraciones adicionales para la creación de las gráficas de Bode
FIGURA 16.25
EJEMPLO 16.8
FIGURA 16.26
FIGURA 16.27
PRÁCTICA
EJEMPLO 16.9
FIGURA 16.28
PRÁCTICA
Términos de orden superior
Pares de complejos conjugados
FIGURA 16.29
FIGURA 16.30
EJEMPLO 16.10
FIGURA 16.31
FIGURA 16.32
PRÁCTICA
ANÁLISIS ASISTIDO POR COMPUTADORA
FIGURA 16.33
FIGURA 16.34
16.7: DISEÑO DE FILTROS BÁSICOS
FIGURA 16.35
Filtros pasivos pasabajas y pasaaltas
FIGURA 16.36
EJEMPLO 16.11
FIGURA 16.37
FIGURA 16.38
PRÁCTICA
Filtro pasabandas
FIGURA 16.39
EJEMPLO 16.12
FIGURA 16.40
PRÁCTICA
Filtros activos
EJEMPLO 16.13
FIGURA 16.41
FIGURA 16.42
PRÁCTICA
APLICACIÓN PRÁCTICA: Ajuste de bajos, agudos e intermedios
FIGURA 16.43
FIGURA 16.44
FIGURA 16.45
FIGURA 16.46
16.8: DISEÑO AVANZADO DE FILTROS
FIGURA 16.47
TABLA 16.2: Coeficientes para funciones de filtro pasabajas butterworth y Chebyshev (β = 0.9976, o 3 db), normalizados a ωc = 1
El amplificador Sallen-Key
FIGURA 16.48
EJEMPLO 16.14
PRÁCTICA
EJEMPLO 16.15
FIGURA 16.49
RESUMEN Y REPASO
LECTURAS ADICIONALES
EJERCICIOS
16.1: Resonancia en paralelo
FIGURA 16.50
16.2: Ancho de banda y circuitos con alta Q
FIGURA 16.51
FIGURA 16.52
16.3: Resonancia en serie
FIGURA 16.53
FIGURA 16.54
16.4: Otras formas resonantes
FIGURA 16.55
FIGURA 16.56
16.5: Escalamiento (o ajuste)
FIGURA 16.57
FIGURA 16.58
FIGURA 16.59
16.6: Diagramas de Bode
FIGURA 16.60
16.7: Diseño de filtros básicos
16.8: Diseño avanzado de filtros
Ejercicios de integración del capítulo
FIGURA 16.61
FIGURA 16.62
CAPÍTULO 17: Redes de dos puertos
CONCEPTOS CLAVE
INTRODUCCIÓN
17.1: REDES DE UN PUERTO
FIGURA 17.1
FIGURA 17.2
EJEMPLO 17.1
FIGURA 17.3
PRÁCTICA
FIGURA 17.4
EJEMPLO 17.2
FIGURA 17.5
PRÁCTICA
FIGURA 17.6
EJEMPLO 17.3
FIGURA 17.7
17.2: PARÁMETROS DE ADMITANCIA
FIGURA 17.8
EJEMPLO 17.4
FIGURA 17.9
EJEMPLO 17.5
PRÁCTICA
FIGURA 17.10
FIGURA 17.11
PRÁCTICA
FIGURA 17.12
17.3: ALGUNAS REDES EQUIVALENTES
FIGURA 17.13
FIGURA 17.14
EJEMPLO 17.6
FIGURA 17.15
FIGURA 17.16
EJEMPLO 17.7
Identificar el objetivo del problema.
Recopilar la información conocida.
Elaborar un plan.
Construir un conjunto de ecuaciones apropiado.
Determinar si se requiere información adicional.
Buscar la solución.
Verificar la solución. ¿Es razonable o esperada?
FIGURA 17.17
FIGURA 17.18
PRÁCTICA
FIGURA 17.19
FIGURA 17.20
17.4: PARÁMETROS DE IMPEDANCIA
TABLA 17.1: Transformaciones entre los parámetros y, z, h y t
FIGURA 17.21
EJEMPLO 17.8
FIGURA 17.22
PRÁCTICA
FIGURA 17.23
17.5: PARÁMETROS HíBRIDOS
EJEMPLO 17.9
FIGURA 17.24
PRÁCTICA
FIGURA 17.25
FIGURA 17.26
APLICACiÓN PRÁCTICA: Caracterización de transistores
FIGURA 17.27
FIGURA 17.28
FIGURA 17.29
TABLA 17.2: Resumen de los parámetros en ca del 2N3904
17.6: PARÁMETROS DE TRANSMISIÓN
FIGURA 17.30
FIGURA 17.31
EJEMPLO 17.10
FIGURA 17.32
PRÁCTICA
ANÁLISIS ASISTIDO POR COMPUTADORA
RESUMEN Y REPASO
LECTURAS ADICIONALES
EJERCICIOS
17.1: Redes de un puerto
FIGURA 17.33
FIGURA 17.34
FIGURA 17.35
FIGURA 17.36
FIGURA 17.37
FIGURA 17.38
FIGURA 17.39
17.2: Parámetros de admitancia
FIGURA 17.40
FIGURA 17.41
FIGURA 17.42
FIGURA 17.43
FIGURA 17.44
FIGURA 17.45
FIGURA 17.46
FIGURA 17.47
FIGURA 17.48
17.3: Algunas redes equivalentes
FIGURA 17.49
FIGURA 17.50
FIGURA 17.51
FIGURA 17.52
FIGURA 17.53
FIGURA 17.54
FIGURA 17.55
17.4: Parámetros de impedancia
FIGURA 17.56
FIGURA 17.57
FIGURA 17.58
FIGURA 17.59
FIGURA 17.60
17.5: Parámetros híbridos
FIGURA 17.61
FIGURA 17.62
FIGURA 17.63
FIGURA 17.64
17.6: Parámetros de transmisión
FIGURA 17.65
FIGURA 17.66
FIGURA 17.67
CAPÍTULO 18: Análisis de circuitos por Fourier
CONCEPTOS CLAVE
INTRODUCCIÓN
18.1: FORMA TRIGONOMÉTRICA DE LA SERIE DE FOURIER
Armónicas
FIGURA 18.1
PRÁCTICA
La serie de Fourier
Algunas integrales trigonométricas útiles
Evaluación de los coeficientes de Fourier
EJEMPLO 18.1
FIGURA 18.2
Identifique el objetivo del problema.
Recopile toda la información conocida.
Elabore un plan.
Construya un conjunto de ecuaciones apropiado.
Determine si se requiere información adicional.
Busque una solución.
Verifique la solución. ¿Es razonable o la esperada?
FIGURA 18.3
PRÁCTICA
FIGURA 18.4
Espectros de línea y de fase
FIGURA 18.5
18.2: USO DE LA SIMETRÍA
Simetría par e impar
FIGURA 18.6
Simetría y términos de la serie de Fourier
Simetría de media onda
FIGURA 18.7
TABLA 18.1: Resumen de las simplificaciones de la serie de Fourier con base en las simetrías
PRÁCTICA
18.3: RESPUESTA COMPLETA A FUNCIONES FORZADAS PERIÓDICAS
EJEMPLO 18.2
FIGURA 18.8
FIGURA 18.9
PRÁCTICA
18.4: FORMA COMPLEJA DE LA SERIE DE FOURIER
EJEMPLO 18.3
FIGURA 18.10
EJEMPLO 18.4
FIGURA 18.11
La función de muestreo
FIGURA 18.12
PRÁCTICA
18.5: DEFINICIÓN DE LA TRANSFORMADA DE FOURIER
EJEMPLO 18.5
FIGURA 18.13
PRÁCTICA
18.6: ALGUNAS PROPIEDADES DE LA TRANSFORMADA DE FOURIER
Significado físico de la transformada de Fourier
FIGURA 18.14
EJEMPLO 18.6
PRÁCTICA
18.7: PARES DE TRANSFORMADAS DE FOURIER DE ALGUNAS FUNCIONES DEL TIEMPO SIMPLES
Función impulso unitario
Función forzada constante
Función signo
Función escalón unitario
EJEMPLO 18.7
TABLA 18.2: Resumen de los pares de transformadas de Fourier
PRÁCTICA
18.8: TRANSFORMADA DE FOURIER DE UNA FUNCIÓN DEL TIEMPO PERIÓDICA GENERAL
PRÁCTICA
18.9: FUNCIÓN DEL SISTEMA Y RESPUESTA EN EL DOMINIO DE LA FRECUENCIA
PRÁCTICA
ANÁLISIS ASISTIDO POR COMPUTADORA
FIGURA 18.15
FIGURA 18.16
FIGURA 18.17
FIGURA 18.18
FIGURA 18.19
FIGURA 18.20
18.10: SIGNIFICADO FÍSICO DE LA FUNCIÓN DEL SISTEMA
FIGURA 18.21
EJEMPLO 18.8
FIGURA 18.22
PRÁCTICA
FIGURA 18.23
APLICACIÓN PRÁCTICA: Procesamiento de imágenes
FIGURA 18.24
FIGURA 18.25
FIGURA 18.26
FIGURA 18.27
Epílogo
RESUMEN Y REPASO
LECTURAS ADICIONALES
EJERCICIOS
18.1: Forma trigonométrica de la serie de Fourier
FIGURA 18.28
FIGURA 18.29
18.2: El uso de la simetría
FIGURA 18.30
FIGURA 18.31
FIGURA 18.32
18.3: Respuesta completa a funciones forzadas periódicas
FIGURA 18.33
FIGURA 18.34
FIGURA 18.35
FIGURA 18.36
18.4: Forma compleja de la serie de Fourier
FIGURA 18.37
FIGURA 18.38
FIGURA 18.39
18.5: Definición de la transformada de Fourier
FIGURA 18.40
FIGURA 18.41
18.6: Algunas propiedades de la transformada de Fourier
18.7: Pares de transformadas de Fourier de algunas funciones del tiempo simples
18.8: Transformada de Fourier de una función del tiempo periódica general
FIGURA 18.42
18.9: Función del sistema y respuesta en el dominio de la frecuencia
18.10: Significado físico de la función del sistema
FIGURA 18.43
FIGURA 18.44
FIGURA 18.45
Ejercicios de integración del capítulo
FIGURA 18.46
Back Matter
APÉNDICE 1: INTRODUCCIÓN A LA TOPOLOGÍA DE REDES
A1.1: ÁRBOLES Y ANÁLISIS NODAL GENERAL
FIGURA A1.1
FIGURA A1.2
FIGURA A1.3
FIGURA A1.4
EJEMPLO A1.1
FIGURA A1.5
EJEMPLO A1.2
FIGURA A1.6
EJEMPLO A1.3
FIGURA A1.7
PRÁCTICA
FIGURA A1.8
A1.2: ANÁLISIS DE ENLACES Y LAZOS
FIGURA A1.9
EJEMPLO A1.4
EJEMPLO A1.5
FIGURA A1.10
FIGURA A1.11
EJEMPLO A1.6
FIGURA A1.12
PRÁCTICA
FIGURA A1.13
APÉNDICE 2: SOLUCIÓN DE ECUACIONES SIMULTÁNEAS
La calculadora científica
FIGURA A2.1
Matrices
PRÁCTICA
Inversión de matrices
FIGURA A2.2
Determinantes
Regla de Cramer
PRÁCTICA
APÉNDICE 3: UNA PRUEBA DEL TEOREMA DE THÉVENIN
FIGURA A3.1
FIGURA A3.2
APÉNDICE 4: TUTORIAL DE PSpice®
Arranque de PSpice
FIGURA A4.1
FIGURA A4.2
FIGURA A4.3
FIGURA A4.4
FIGURA A4.5
LECTURAS ADICIONALES
APÉNDICE 5: NÚMEROS COMPLEJOS
A5.1: NÚMERO COMPLEJO
FIGURA A5.1
FIGURA A5.2
PRÁCTICA
A5.2: IDENTIDAD DE EULER
PRÁCTICA
A5.3: FORMA EXPONENCIAL
FIGURA A5.3
FIGURA A5.4
PRÁCTICA
A5.4: FORMA POLAR
PRÁCTICA
APÉNDICE 6: UN BREVE TUTORIAL DE MATLAB®
Antes de empezar
FIGURA A6.1
Variables y operaciones matemáticas
Algunas funciones útiles
Generación de gráficas
FIGURA A6.2
Escritura de programas
FIGURA A6.3
FIGURA A6.4
LECTURAS ADICIONALES
APÉNDICE 7: TEOREMAS ADICIONALES DE LA TRANSFORMADA DE LAPLACE
Transformadas de funciones de tiempo periódicas
FIGURA A7.1
EJEMPLO A7.1
FIGURA A7.2
PRÁCTICA
FIGURA A7.3
Desplazamiento en frecuencia
PRÁCTICA
Diferenciación en el dominio de la frecuencia
PRÁCTICA
Integración en el dominio de la frecuencia
PRÁCTICA
Teorema de ajuste en el tiempo
PRÁCTICA
ÍNDICE ANALÍTICO
Código de colores de las resistencias
Valores estándar de resistencias con tolerancia de 5%
TABLA 14.1: Pares de transformadas de Laplace
TABLA 6.1: Resumen de los circuitos básicos de amp op
Breve tabla de integrales
Breve tabla de identidades trigonométricas
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