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| author | Juan Marín Noguera <juan.marinn@um.es> | 2020-02-20 16:07:37 +0100 |
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For more info see http://www.lyx.org/ +\lyxformat 544 +\begin_document +\begin_header +\save_transient_properties true +\origin unavailable +\textclass book +\begin_preamble +\usepackage{circuitikz} +\usepackage{tikz} +\end_preamble +\use_default_options true +\maintain_unincluded_children false +\language spanish +\language_package default +\inputencoding auto +\fontencoding global +\font_roman "default" "default" +\font_sans "default" "default" +\font_typewriter "default" "default" +\font_math "auto" "auto" +\font_default_family default +\use_non_tex_fonts false +\font_sc false +\font_osf false +\font_sf_scale 100 100 +\font_tt_scale 100 100 +\use_microtype false +\use_dash_ligatures true +\graphics default +\default_output_format default +\output_sync 0 +\bibtex_command default +\index_command default +\paperfontsize default +\spacing single +\use_hyperref false +\papersize default +\use_geometry false +\use_package amsmath 1 +\use_package amssymb 1 +\use_package cancel 1 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+draw (0,0) to[#1] (2,0); +\backslash +end{circuitikz}} +\end_layout + +\begin_layout Plain Layout + + +\backslash +def +\backslash +show#1{ +\backslash +begin{center} +\backslash +represent{#1} +\backslash +end{center}} +\end_layout + +\end_inset + + +\end_layout + +\begin_layout Section +Magnitudes y conceptos básicos +\end_layout + +\begin_layout Itemize +La +\series bold +carga eléctrica +\series default + ( +\begin_inset Formula $Q$ +\end_inset + +) se mide en +\series bold +culombios +\series default + ( +\begin_inset Formula $C$ +\end_inset + +) y será siempre múltiplo de +\begin_inset Formula $|e|=\unit[1.602\cdot10^{-19}]{C}$ +\end_inset + +, pues los electrones, protones y neutrones tienen una carga respectiva + de +\begin_inset Formula $-|e|$ +\end_inset + +, +\begin_inset Formula $|e|$ +\end_inset + + y +\begin_inset Formula $0$ +\end_inset + +. +\end_layout + +\begin_layout Itemize +La +\series bold +fuerza +\series default + es +\begin_inset Formula $F=ma$ +\end_inset + +, y se mide en +\series bold +newtons +\series default + ( +\begin_inset Formula $N$ +\end_inset + +). + La +\series bold +ley de Coulomb +\series default + afirma que entre dos cargas eléctricas +\begin_inset Formula $Q_{1}$ +\end_inset + + y +\begin_inset Formula $Q_{2}$ +\end_inset + +, que medimos en culombios ( +\begin_inset Formula $C$ +\end_inset + +), existe una fuerza +\begin_inset Formula +\[ +F=k\frac{Q_{1}Q_{2}}{r^{2}} +\] + +\end_inset + +donde +\begin_inset Formula $r$ +\end_inset + + es la distancia entre ambas y +\begin_inset Formula $k=\unit[8.9875\cdot10^{9}]{N\cdot m^{2}/C^{2}}$ +\end_inset + + es la +\series bold +constante de Coulomb +\series default +, que también podemos expresar en función de la +\series bold +permitividad en el vacío +\series default + ( +\begin_inset Formula $\varepsilon_{0}$ +\end_inset + +) como +\begin_inset Formula $k=\frac{1}{4\pi\varepsilon_{0}}$ +\end_inset + +. + Esta fuerza es repulsiva si las cargas son del mismo signo y atractiva + en otro caso. +\end_layout + +\begin_layout Itemize +La intensidad del +\series bold +campo eléctrico +\series default + en un punto es +\begin_inset Formula $E=\frac{F}{Q}$ +\end_inset + +, siendo +\begin_inset Formula $F$ +\end_inset + + la fuerza a la que estaría sometida la carga +\begin_inset Formula $Q$ +\end_inset + + en dicho punto. + El campo eléctrico puede representarse mediante +\series bold +líneas de campo +\series default +, que parten de las cargas positivas (o del infinito) y van a las cargas + negativas (o al infinito). + La dirección y el sentido son en cada punto los de +\begin_inset Formula $E$ +\end_inset + +, y la densidad de líneas es proporcional al módulo. +\end_layout + +\begin_layout Itemize +El +\series bold +trabajo +\series default + es +\begin_inset Formula $W=\int_{a}^{b}F\,dl$ +\end_inset + +, donde +\begin_inset Formula $l$ +\end_inset + + es el recorrido y +\begin_inset Formula $a$ +\end_inset + + y +\begin_inset Formula $b$ +\end_inset + + los puntos de partida y de llegada (se tiene +\begin_inset Formula $dW=F\cdot dl$ +\end_inset + +). + Se mide en +\series bold +julios +\series default + ( +\begin_inset Formula $J$ +\end_inset + +). +\end_layout + +\begin_layout Itemize +El +\series bold +voltaje +\series default + o +\series bold +diferencia de potencial +\series default + es +\begin_inset Formula $V=\int E\,dl$ +\end_inset + + (se tiene +\begin_inset Formula $dV=E\cdot dl=\frac{dW}{Q}$ +\end_inset + +), y se mide en +\series bold +voltios +\series default + ( +\begin_inset Formula $V$ +\end_inset + +). + Así, +\begin_inset Formula $E=\frac{dV}{dl}$ +\end_inset + +. +\end_layout + +\begin_layout Itemize +La +\series bold +intensidad de corriente +\series default + es +\begin_inset Formula $I=\frac{dQ}{dt}$ +\end_inset + +, y se mide en amperios ( +\begin_inset Formula $A$ +\end_inset + +). + Benjamin Franklin creía que las cargas que fluían en los circuitos eléctricos + eran positivas, por lo que el sentido de la corriente es en el que fluirían + las cargas positivas sujetas al campo eléctrico dado. + Hoy sabemos que la corriente en un cable conductor se debe al movimiento + de electrones, de modo que el sentido de la corriente es opuesto al del + movimiento de electrones. +\end_layout + +\begin_layout Itemize +La +\series bold +potencia +\series default + es +\begin_inset Formula $P=\frac{dW}{dt}$ +\end_inset + + y se mide en vatios ( +\begin_inset Formula $W$ +\end_inset + +). + Se tiene que +\begin_inset Formula $P=\frac{dW}{dt}=\frac{dW}{dQ}\frac{dQ}{dt}=VI$ +\end_inset + +. +\end_layout + +\begin_layout Itemize +Cuando un electrón fluye a través de un material, colisiona con los átomos, + decelerando, y debe pues ser acelerado de nuevo por el campo eléctrico. + La +\series bold +resistividad +\series default + ( +\begin_inset Formula $\rho$ +\end_inset + +) es una propiedad de los materiales relacionada con el tiempo medio entre + colisiones, y es muy baja en materiales conductores y muy alta en aislantes. +\end_layout + +\begin_layout Itemize +La +\series bold +resistencia +\series default + ( +\begin_inset Formula $R$ +\end_inset + +) es una propiedad de los elementos de un circuito, y viene dada por la + +\series bold +ley de Ohm +\series default +, que afirma que +\begin_inset Formula $V=RI$ +\end_inset + +. + Se mide en ohmios ( +\begin_inset Formula $\Omega$ +\end_inset + +), y para un cable de sección +\begin_inset Formula $A$ +\end_inset + + y longitud +\begin_inset Formula $\ell$ +\end_inset + +, viene dada por +\begin_inset Formula $R=\rho\frac{\ell}{A}$ +\end_inset + +, siendo +\begin_inset Formula $\rho$ +\end_inset + + la +\series bold +resistividad +\series default +. + Un material conductor tiene muy baja resistividad, mientras que uno aislante + tiene resistividad muy alta. +\end_layout + +\begin_layout Itemize +La +\series bold +conductancia +\series default + es +\begin_inset Formula $G=R^{-1}$ +\end_inset + +, y se mide en siemens ( +\begin_inset Formula $S$ +\end_inset + +). +\end_layout + +\begin_layout Standard +Las colisiones de electrones con los átomos del metal transfieren energía + a estos haciendo que la temperatura del metal aumente. + El ratio de conversión es +\begin_inset Formula $P=VI=I^{2}R$ +\end_inset + +, lo que se conoce como +\series bold +ley de Joule +\series default +. +\end_layout + +\begin_layout Standard +Un circuito está formado por una serie de elementos +\series bold +activos +\series default + (fuentes, transistores) y +\series bold +pasivos +\series default + (resistencias, condensadores, inductores), interconectados por cables de + resistencia despreciable. + En los elementos pasivos, el potencial eléctrico en el terminal por donde + +\begin_inset Quotes cld +\end_inset + +sale +\begin_inset Quotes crd +\end_inset + + la corriente es menor que por el que entra (lo llamamos pues terminal negativo, + y al otro terminal positivo). +\end_layout + +\begin_layout Standard +La +\series bold +ley de Kirchhoff para el voltaje +\series default + afirma que la suma de voltajes alrededor de cualquier bucle es cero ( +\begin_inset Formula $\sum V_{n}=0$ +\end_inset + +), es decir, las +\series bold +caídas de potencial +\series default + deben sumar lo mismo que las subidas de potencial. + La +\series bold +ley de Kirchhoff para la intensidad +\series default + afirma que la suma de las intensidades de corriente entrando a cualquier + nodo (punto de conexión entre al menos dos elementos del circuito) es cero + ( +\begin_inset Formula $\sum I_{n}=0$ +\end_inset + +), es decir, la misma cantidad de cargas que entran debe salir. +\end_layout + +\begin_layout Section +Elementos del circuito +\end_layout + +\begin_layout Subsection +Resistencias +\end_layout + +\begin_layout Standard +Se caracterizan por tener una resistencia determinada. +\end_layout + +\begin_layout Standard +\begin_inset ERT +status open + +\begin_layout Plain Layout + + +\backslash +show R +\end_layout + +\end_inset + + +\end_layout + +\begin_layout Subsection +Condensadores +\end_layout + +\begin_layout Standard +Acumulan una carga +\begin_inset Formula $q$ +\end_inset + + al aplicárseles un voltaje +\begin_inset Formula $v$ +\end_inset + +, y la mantienen si se desconecta de la fuente de voltaje. + La carga acumulada viene dada por +\begin_inset Formula $q=Cv$ +\end_inset + +, donde +\begin_inset Formula $C$ +\end_inset + + es la +\series bold +capacidad +\series default + o +\series bold +capacitancia +\series default + del condensador, que se mide en +\series bold +faradios +\series default + ( +\begin_inset Formula $F$ +\end_inset + +). + En general usamos letras mayúsculas para constantes y las correspondientes + minúsculas para valores que pueden variar con el tiempo. +\end_layout + +\begin_layout Standard +\begin_inset ERT +status open + +\begin_layout Plain Layout + + +\backslash +show C +\end_layout + +\end_inset + + +\end_layout + +\begin_layout Standard +En general están formados por dos placas conductoras paralelas separadas + por un pequeño hueco de material aislante en el que existe un campo eléctrico + uniforme. + Entonces +\begin_inset Formula $C=\frac{\varepsilon A}{\ell}$ +\end_inset + +, siendo +\begin_inset Formula $A$ +\end_inset + + el área, +\begin_inset Formula $\ell$ +\end_inset + + la separación entre las placas y +\begin_inset Formula $\varepsilon$ +\end_inset + + la +\series bold +permitividad +\series default + del medio entre ambas placas, con +\begin_inset Formula $\varepsilon\geq\varepsilon_{0}$ +\end_inset + +. +\end_layout + +\begin_layout Standard +Ahora bien, si se reduce demasiado el espacio entre las placas, la fuerza + de atracción entre ambas es muy alta y se produce la +\series bold +ruptura del dieléctrico +\series default +, convirtiendo el material aislante en conductor y arruinando el condensador. +\end_layout + +\begin_layout Standard +Derivando a ambos lados de +\begin_inset Formula $q=Cv$ +\end_inset + +, nos queda +\begin_inset Formula +\[ +i=C\frac{dv}{dt} +\] + +\end_inset + + +\end_layout + +\begin_layout Standard +La potencia instantánea en el condensador +\begin_inset Formula $C$ +\end_inset + + es pues +\begin_inset Formula $p=vi=Cv\frac{dv}{dt}$ +\end_inset + +, de modo que la energía almacenada es +\begin_inset Formula +\[ +w=\int p\,dt=\int Cv\frac{dv}{dt}\,dt=\int Cv\,dv=\frac{1}{2}Cv^{2} +\] + +\end_inset + + +\end_layout + +\begin_layout Subsection +Inductores +\end_layout + +\begin_layout Standard +Almacenan energía en su campo magnético. + En general un inductor es una bobina, y tiene una cierta +\series bold +inductancia +\series default + o +\series bold +autoinducción +\series default +, medida en +\series bold +henrios +\series default + ( +\begin_inset Formula $H$ +\end_inset + +) y definida como +\begin_inset Formula $L=\frac{\Phi}{i}$ +\end_inset + +, siendo +\begin_inset Formula $\Phi$ +\end_inset + + el flujo magnético. +\end_layout + +\begin_layout Standard +\begin_inset ERT +status open + +\begin_layout Plain Layout + + +\backslash +show L +\end_layout + +\end_inset + + +\end_layout + +\begin_layout Standard +La +\series bold +ley de Faraday +\series default + afirma que +\begin_inset Formula $v=\frac{d\Phi}{dt}$ +\end_inset + +, por lo que +\begin_inset Formula +\[ +v=\frac{d\Phi}{dt}=L\frac{di}{dt} +\] + +\end_inset + + +\end_layout + +\begin_layout Standard +La potencia instantánea es +\begin_inset Formula $p=vi=Li\frac{di}{dt}$ +\end_inset + +, de modo que la energía almacenada es +\begin_inset Formula +\[ +w=\int p\,dt=\int Li\frac{di}{dt}\,dt=\int Li\,di=\frac{1}{2}Li^{2} +\] + +\end_inset + + +\end_layout + +\begin_layout Subsection +Fuentes de voltaje +\end_layout + +\begin_layout Standard +\begin_inset ERT +status open + +\begin_layout Plain Layout + + +\backslash +begin{sloppypar} +\end_layout + +\end_inset + +Proporcionan un voltaje que puede variar con el tiempo (como ondas sinusoidales + o cua +\begin_inset ERT +status open + +\begin_layout Plain Layout + + +\backslash +- +\end_layout + +\end_inset + +dra +\begin_inset ERT +status open + +\begin_layout Plain Layout + + +\backslash +- +\end_layout + +\end_inset + +das) o ser constante. +\begin_inset ERT +status open + +\begin_layout Plain Layout + + +\backslash +end{sloppypar} +\end_layout + +\end_inset + + +\end_layout + +\begin_layout Standard +\begin_inset ERT +status open + +\begin_layout Plain Layout + + +\backslash +show{american voltage source} +\end_layout + +\end_inset + + +\end_layout + +\begin_layout Standard +Una +\series bold +pila +\series default + o +\series bold +batería +\series default + es una fuente de voltaje basada en reacciones químicas que proporciona + un voltaje idealmente constante +\begin_inset Formula ${\cal E}$ +\end_inset + +, al que también llamamos +\series bold +fuerza electromotriz +\series default + (emf). + Una pila ideal es una +\series bold +fuente independiente +\series default +, es decir, el voltaje suministrado no depende de otros elementos del circuito. +\end_layout + +\begin_layout Standard +\begin_inset ERT +status open + +\begin_layout Plain Layout + + +\backslash +show{battery1} +\backslash +show{battery} +\end_layout + +\end_inset + + +\end_layout + +\begin_layout Standard +En la práctica, las pilas tienen una cierta +\series bold +resistencia interna +\series default +, que aumenta conforme la pila se descarga. + Así, si la resistencia interna es +\begin_inset Formula $R_{i}$ +\end_inset + + y la pila se conecta a una carga con resistencia +\begin_inset Formula $R_{L}$ +\end_inset + +, entonces +\begin_inset Formula ${\cal E}=iR_{i}+iR_{L}$ +\end_inset + +, luego +\begin_inset Formula $i=\frac{{\cal E}}{R_{i}+R_{L}}$ +\end_inset + + y por tanto +\begin_inset Formula $v_{L}=iR_{L}={\cal E}\frac{R_{L}}{R_{i}+R_{L}}$ +\end_inset + +. +\end_layout + +\begin_layout Subsection +Fuentes de intensidad +\end_layout + +\begin_layout Standard +Proporcionan una intensidad de corriente constante, si bien en la práctica + tienen cierta resistencia interna, que se representa conectada en paralelo. + Una fuente de intensidad ideal tiene resistencia interna infinita. +\end_layout + +\begin_layout Standard +\begin_inset ERT +status open + +\begin_layout Plain Layout + + +\backslash +show{american current source} +\end_layout + +\end_inset + + +\end_layout + +\begin_layout Section +Circuitos en serie y en paralelo +\end_layout + +\begin_layout Standard +Vemos a continuación dos circuitos de resistencias, el primero en serie + y el segundo en paralelo. +\end_layout + +\begin_layout Standard +\begin_inset ERT +status open + +\begin_layout Plain Layout + + +\backslash +begin{center} +\end_layout + +\begin_layout Plain Layout + + +\backslash +begin{circuitikz} +\end_layout + +\begin_layout Plain Layout + + +\backslash +draw (0,0) to[american voltage source, l=$v$] (3,0); +\end_layout + +\begin_layout Plain Layout + + +\backslash +draw (0,0) -- (0,1) to[R=$R_1$] (1.5,1) to[R=$R_2$] (3,1) -- (3,0); +\end_layout + +\begin_layout Plain Layout + + +\backslash +end{circuitikz} +\end_layout + +\begin_layout Plain Layout + + +\backslash +hspace{1in} +\end_layout + +\begin_layout Plain Layout + + +\backslash +begin{circuitikz} +\end_layout + +\begin_layout Plain Layout + + +\backslash +draw (0,0) to[american voltage source, l=$v$] (2,0); +\end_layout + +\begin_layout Plain Layout + + +\backslash +draw (0,0) -- (0,2) to[R=$R_1$] (2,2) -- (2,0); +\end_layout + +\begin_layout Plain Layout + + +\backslash +draw (0,1) to[R=$R_2$] (2,1); +\end_layout + +\begin_layout Plain Layout + + +\backslash +end{circuitikz} +\end_layout + +\begin_layout Plain Layout + + +\backslash +end{center} +\end_layout + +\end_inset + + +\end_layout + +\begin_layout Standard +En el circuito en serie, +\begin_inset Formula $v=v_{1}+v_{2}=iR_{1}+iR_{2}=i(R_{1}+R_{2})$ +\end_inset + +, de modo que la resistencia equivalente a la combinación de ambas es +\begin_inset Formula $R_{eq}=R_{1}+R_{2}$ +\end_inset + +. + De forma general, dadas +\begin_inset Formula $n$ +\end_inset + + resistencias en serie, +\begin_inset Formula $R_{eq}=\sum_{i=1}^{n}R_{i}$ +\end_inset + +. +\end_layout + +\begin_layout Standard +En el circuito en paralelo, +\begin_inset Formula $i=i_{1}+i_{2}=v\left(\frac{1}{R_{1}}+\frac{1}{R_{2}}\right)$ +\end_inset + +, de modo que la resistencia equivalente es tal que +\begin_inset Formula $\frac{1}{R_{eq}}=\frac{1}{R_{1}}+\frac{1}{R_{2}}$ +\end_inset + +. + De forma general, dadas +\begin_inset Formula $n$ +\end_inset + + resistencias en paralelo, +\begin_inset Formula $\frac{1}{R_{eq}}=\sum_{i=1}^{n}\frac{1}{R_{i}}$ +\end_inset + +. + En particular definimos +\begin_inset Formula $R_{1}\parallel R_{2}:=\frac{1}{\frac{1}{R_{1}}+\frac{1}{R_{2}}}=\frac{R_{1}R_{2}}{R_{1}+R_{2}}$ +\end_inset + +. +\end_layout + +\begin_layout Standard +Para condensadores ocurre lo contrario: +\begin_inset Formula $n$ +\end_inset + + condensadores en serie equivalen a un condensador con +\begin_inset Formula $\frac{1}{C_{eq}}=\sum_{i=1}^{n}\frac{1}{C_{i}}$ +\end_inset + +, y +\begin_inset Formula $n$ +\end_inset + + condensadores en paralelo equivalen a uno con +\begin_inset Formula $C_{eq}=\sum_{i=1}^{n}C_{i}$ +\end_inset + +. +\end_layout + +\begin_layout Standard +Vemos a continuación un divisor de voltaje o +\series bold +potenciómetro +\series default + y un divisor de corriente: +\end_layout + +\begin_layout Standard +\begin_inset ERT +status open + +\begin_layout Plain Layout + + +\backslash +begin{center} +\end_layout + +\begin_layout Plain Layout + + +\backslash +begin{circuitikz} +\end_layout + +\begin_layout Plain Layout + + +\backslash +draw (0,2) to[short, o-] (1,2) to[pR] (1,0) to[short, -o] (0,0) +\end_layout + +\begin_layout Plain Layout + + (1,0) to[short, -o] (2,0) +\end_layout + +\begin_layout Plain Layout + + (1.2,1) to[short, -o] (2,1) +\end_layout + +\begin_layout Plain Layout + + (1,1.3) node[right]{$R_1$} +\end_layout + +\begin_layout Plain Layout + + (1,0.7) node[right]{$R_2$} +\end_layout + +\begin_layout Plain Layout + + (0,1) node{$v$} +\end_layout + +\begin_layout Plain Layout + + (2,0.5) node{$v^ +\backslash +prime$}; +\end_layout + +\begin_layout Plain Layout + + +\backslash +end{circuitikz} +\end_layout + +\begin_layout Plain Layout + + +\backslash +hspace{1in} +\end_layout + +\begin_layout Plain Layout + + +\backslash +begin{circuitikz} +\end_layout + +\begin_layout Plain Layout + + +\backslash +draw (0,2) to[short, o-] (2,2) to[R=$R_2$] (2,0) to[short, -o] (0,0) +\end_layout + +\begin_layout Plain Layout + + (1,2) to[R=$R_1$] (1,0) +\end_layout + +\begin_layout Plain Layout + + (0,1) node{$v$}; +\end_layout + +\begin_layout Plain Layout + + +\backslash +end{circuitikz} +\end_layout + +\begin_layout Plain Layout + + +\backslash +end{center} +\end_layout + +\end_inset + + +\end_layout + +\begin_layout Standard +En el divisor de voltaje, la corriente es +\begin_inset Formula $i=\frac{v}{R_{1}+R_{2}}$ +\end_inset + +, luego +\begin_inset Formula $v'=iR_{2}=v\frac{R_{2}}{R_{1}+R_{2}}$ +\end_inset + +. + En el divisor de corriente, +\begin_inset Formula $i=\frac{v}{R_{1}\parallel R_{2}}=v\frac{R_{1}+R_{2}}{R_{1}R_{2}}$ +\end_inset + +, de modo que +\begin_inset Formula $i_{1}=\frac{v}{R_{1}}=i\frac{R_{2}}{R_{1}+R_{2}}$ +\end_inset + + e +\begin_inset Formula $i_{2}=\frac{v}{R_{2}}=i\frac{R_{1}}{R_{1}+R_{2}}$ +\end_inset + +. +\end_layout + +\begin_layout Section +Simplificación +\end_layout + +\begin_layout Standard +Si dos fuentes, o circuitos en general, producen el mismo voltaje e intensidad + en una cierta carga +\begin_inset Formula $R_{L}$ +\end_inset + +, se dice que son +\series bold +equivalentes +\series default +. + Una fuente de intensidad +\begin_inset Formula $I$ +\end_inset + + con resistencia interna +\begin_inset Formula $R$ +\end_inset + + equivale a una fuente de voltaje +\begin_inset Formula $V=IR$ +\end_inset + + con resistencia interna +\begin_inset Formula $R$ +\end_inset + +. +\end_layout + +\begin_layout Subsection +Superposición +\end_layout + +\begin_layout Standard +Cuando un circuito tiene varias fuentes, el voltaje o la intensidad en cualquier + punto del circuito puede obtenerse sumando, para cada una de las fuentes, + el voltaje o intensidad que habría en un circuito igual pero con sólo dicha + fuente. + Para obtener dicho circuito +\begin_inset Quotes cld +\end_inset + +apagamos +\begin_inset Quotes crd +\end_inset + + o +\begin_inset Quotes cld +\end_inset + +matamos +\begin_inset Quotes crd +\end_inset + + el resto de fuentes, cortocircuitando las fuentes de voltaje ( +\begin_inset Quotes cld +\end_inset + +convirtiéndolas +\begin_inset Quotes crd +\end_inset + + en parte del cable) y abriendo el circuito en las fuentes de intensidad + ( +\begin_inset Quotes cld +\end_inset + +eliminando +\begin_inset Quotes crd +\end_inset + + la fuente sin reconectar el circuito). +\end_layout + +\begin_layout Subsection +Teorema de Thevenin +\end_layout + +\begin_layout Standard +Si tomamos un circuito con dos terminales (por ejemplo, un circuito cerrado + en el que desconectamos una resistencia +\begin_inset Formula $R_{L}$ +\end_inset + +), podemos sustituirlo por una fuente ideal de voltaje +\begin_inset Formula $V_{th}$ +\end_inset + + y una resistencia +\begin_inset Formula $R_{th}$ +\end_inset + + en serie. + +\begin_inset Formula $V_{th}$ +\end_inset + + es la diferencia de voltaje entre ambos terminales, y la intensidad se + obtiene mediante cortocircuito, uniendo ambos terminales. + Cuando calcular la intensidad no es práctico, podemos obtener +\begin_inset Formula $R_{th}$ +\end_inset + + directamente matando todas las fuentes del circuito y calculando la resistencia + resultante. +\end_layout + +\begin_layout Subsection +Teorema de Norton +\end_layout + +\begin_layout Standard +Si tomamos un circuito con dos terminales, también podemos representarlo + como una fuente de corriente +\begin_inset Formula $I_{n}$ +\end_inset + + conectada en paralelo a una resistencia +\begin_inset Formula $R_{n}$ +\end_inset + +, con +\begin_inset Formula $R_{n}=R_{th}$ +\end_inset + + e +\begin_inset Formula $I_{n}=\frac{V_{th}}{R_{n}}$ +\end_inset + +. +\end_layout + +\begin_layout Section +Ecuaciones de mallas y nudos +\end_layout + +\begin_layout Standard +Son una forma de analizar circuitos complicados. + Un +\series bold +nudo +\series default + es la unión de tres o más cables, y una +\series bold +rama +\series default + es cualquier conexión entre dos nudos. + Los métodos de análisis por mallas y por nudos permiten obtener un sistema + de ecuaciones con +\begin_inset Formula $b-n+1$ +\end_inset + + incógnitas, siendo +\begin_inset Formula $b$ +\end_inset + + el número de ramas y +\begin_inset Formula $n$ +\end_inset + + el de nudos. + Para el método por mallas: +\end_layout + +\begin_layout Enumerate +Reemplazamos las fuentes de corriente por fuentes de voltaje. +\end_layout + +\begin_layout Enumerate +Contamos el número de mallas (bucles +\begin_inset Quotes cld +\end_inset + +representados sin nada dentro +\begin_inset Quotes crd +\end_inset + +), que debe ser +\begin_inset Formula $b-n+1$ +\end_inset + + y dibujamos una flecha, habitualmente en sentido horario, en cada malla, + con una variable indicando la intensidad que circula por esta. +\end_layout + +\begin_layout Enumerate +Aplicamos la ley de Kirchhoff del voltaje a cada malla. + Ponemos todas las fuentes de voltaje a un lado de la ecuación y todas las + caídas de voltaje en el otro, teniendo en cuenta que la intensidad que + pasa por un elemento pasivo del circuito es la suma de la intensidad en + cada malla en la que se encuentra, con signo positivo si la flecha de dicha + malla indica el mismo sentido que el de la malla sobre la que estamos aplicando + la ley de Kirchhoff, y negativo si va en sentido contrario. +\end_layout + +\begin_layout Enumerate +Obtenemos un sistema de ecuaciones, una por malla, que podemos resolver, + por ejemplo, por Cramer. +\end_layout + +\begin_layout Standard +El método por nudos es similar, pero utiliza la ley de Kirchhoff de la corriente + sobre cada nudo para obtener un sistema de ecuaciones donde las incógnitas + son el voltaje en cada nudo. +\end_layout + +\end_body +\end_document |
