CIRCUITOS ELÉCTRICOS [PDF]
Autor: Richard C. Dorf - James A. Svoboda
Octava Edición
Alfaomega
PRESENTACIÓN
El tema central de Circuitos Eléctricos es el concepto de que los circuitos eléctricos forman parte de la estructura básica de la tecnología moderna. Ante tal tema, nos esforzaremos por demostrar cómo tanto el análisis y el diseño de circuitos eléctricos están estrechamente enlazados con la habilidad del ingeniero para diseñar sistemas complejos de electrónica, comunicaciones, cómputo y de control, así como productos para el consumidor.
Este libro está diseñado para un curso de uno a tres periodos en circuitos eléctricos o análisis de circuitos lineales, además de que su estructura permite una flexibilidad máxima en su manejo. El diagrama de flujo de la figura 1 muestra organizaciones de capítulo alternativas que pueden ajustarse a diferentes perfiles, sin interrumpir la continuidad.
CONTENIDO
CAPÍTULO 1
Variables de circuitos eléctricos
1.1 Introducción
1.2 Circuitos eléctricos y corriente
1.3 Sistemas de unidades
1.4 Voltaje
1.5 Potencia y energía
1.6 Análisis y diseño de circuitos
1.7 ¿Cómo lo podemos comprobar?
1.8 Ejemplo de diseño — Controlador de válvulas de un motor de propulsión a chorro
CAPÍTULO 2
Elementos de circuitos
2.1 Introducción
2.2 Ingeniería y modelos lineales
2.3 Elementos de circuito activos y pasivos
2.4 Resistencias
2.5 Fuentes independientes
2.6 Voltímetros y amperímetros
2.7 Fuentes dependientes
2.8 Transductores
2.9 Interruptores
2.10 ¿Cómo lo podemos comprobar?
2.11 Ejemplo de diseño — Sensor de temperatura
CAPÍTULO 3
Circuitos resistivos
3.1 Introducción
3.2 Leyes de Kirchhoff
3.3 Resistores en serie y división de voltaje
3.4 Resistores en paralelo y división de la corriente
3.5 Fuentes de voltaje en serie y fuentes de corriente en paralelo
3.6 Análisis de circuitos
3.7 Análisis de circuitos resistivos utilizando MATLAB
3.8 ¿Cómo lo podemos comprobar?
3.9 Ejemplo de diseño — Fuente de voltaje ajustable
CAPÍTULO 4
Métodos de análisis de circuitos resistivos
4.1 Introducción
4.2 Análisis de voltajes de nodos de circuitos con fuentes de corriente
4.3 Análisis de voltajes de nodos de circuitos con fuentes de corriente y de voltaje
4.4 Análisis de voltajes de nodos con fuentes dependientes
4.5 Análisis de corrientes de enlaces con fuentes de voltaje independientes
4.6 Análisis de corrientes de enlaces con fuentes de corriente y de voltaje
4.7 Análisis de corrientes de enlaces con fuentes dependientes
4.8 Comparación entre el método de voltajes de nodos y el método de corrientes de enlaces
4.9 Análisis de corrientes de enlaces utilizando MATLAB
4.10 Uso de PSpice para determinar los voltajes de nodos y las corrientes de enlaces
4.11 ¿Cómo lo podemos comprobar?
4.12 Ejemplo de diseño — Despliegue angular del potenciómetro
CAPÍTULO 5
Teoremas de circuitos
5.1 Introducción
5.2 Transformaciones de fuentes
5.3 Superposición
5.4 Teorema de Thévenin
5.5 Circuito equivalente de Norton
5.6 Transferencia de potencia máxima
5.7 Uso de MATLAB para determinar el circuito equivalente de Thévenin
5.8 Uso de PSpice para determinar el circuito equivalente de Thévenin
5.9 ¿Cómo lo podemos comprobar?
5.10 Ejemplo de diseño — Puente de indicador de tensión
CAPÍTULO 6
El amplificador operacional
6.1 Introducción
6.2 El amplificador operacional
6.3 El amplificador operacional ideal
6.4 Análisis nodal de circuitos que contienen amplificadores operacionales ideales
6.5 Diseño mediante el uso de amplificadores operacionales
6.6 Circuitos de amplificadores operacionales y ecuaciones algebraicas lineales
6.7 Características de los amplificadores operacionales prácticos
6.8 Análisis de circuitos de amplificadores operacionales mediante el uso de MATLAB
6.9 Análisis de circuitos de amplificadores operacionales mediante el uso de PSpice
6.10 ¿Cómo lo podemos comprobar?
6.11 Ejemplo de diseño — Circuito de interfase de transductor
CAPÍTULO 7
Elementos que almacenan energía
7.1 Introducción
7.2 Condensadores
7.3 Almacenamiento de energía en un condensador
7.4 Condensadores en serie y en paralelo
7.5 Inductores
7.6 Almacenamiento de energía en un inductor
7.7 Inductores en serie y en paralelo
7.8 Condiciones iniciales de los circuitos permanentes
7.9 Circuitos de amplificadores operacionales y ecuaciones diferenciales lineales
7.10 Uso de MATLAB para trazar el voltaje y la corriente de un condensador o un inductor
7.11 ¿Cómo lo podemos comprobar?
7.12 Ejemplo de diseño — Integrador e interruptor
CAPÍTULO 8
Respuesta total de los circuitos RL y RC
8.1 Introducción
8.2 Circuitos de primer orden
8.3 Respuesta de un circuito de primer orden a una entrada constante
8.4 Conmutación secuencial
8.5 Estabilidad de circuitos de primer orden
8.6 Fuente de paso unitario
8.7 Respuesta de un circuito de primer orden a una fuente no constante
8.8 Operadores diferenciales
8.9 Uso de PSpice para analizar circuitos de primer orden
8.10 ¿Cómo lo podemos comprobar?
8.11 Ejemplo de diseño — Una computadora y su impresora
CAPÍTULO 9
Respuesta total de circuitos con dos elementos de almacenamiento de energía
9.1 Introducción
9.2 Ecuación diferencial para circuitos con dos elementos de almacenamiento de energía
9.3 Solución de la ecuación diferencial de segundo orden: la respuesta natural
9.4 Respuesta natural del circuito RLC en paralelo no forzado
9.5 Respuesta natural del circuito RLC en paralelo no forzado críticamente amortiguado
9.6 Respuesta natural de un circuito RLC en paralelo no forzado subamortiguado
9.7 Respuesta forzada de un circuito RLC
9.8 Respuesta total de un circuito RLC
9.9 Método de las variables de estado para el análisis de circuitos
9.10 Raíces en el plano compuesto
9.11 ¿Cómo lo podemos comprobar?
9.12 Ejemplo de diseño — Dispositivo de encendido de la bolsa de aire de un automóvil
CAPÍTULO 10
Análisis senoidal en estado estable
10.1 Introducción
10.2 Fuentes senoidales
10.3 Respuesta de estado estable de un circuito RL para una función de forzamiento senoidal
10.4 Función de forzamiento exponencial compuesta
10.5 El fasor
10.6 Relaciones del fasor para los elementos R, L y C.
10.7 Impedancia y admitancia
10.8 Leyes de Kirchhoff que utilizan fasores
10.9 Análisis del voltaje de nodos y de la corriente de enlaces utilizando fasores
10.10 Superposición, equivalentes de Thévenin y Norton y transformaciones de fuentes
10.11 Diagramas de fasores
10.12 Circuitos de fasores y el amplificador operacional
10.13 La respuesta total
10.14 Uso de MATLAB para el análisis de circuitos en estado estable con entradas senoidales
10.15 Uso de PSpice para analizar circuitos de CA
10.16 ¿Cómo lo podemos comprobar?
10.17 Ejemplo de diseño — Circuito del amplificador operacional
CAPÍTULO 11
Potencia de CA de estado estable
11.1 Introducción
11.2 Potencia eléctrica
11.3 Potencia instantánea y potencia promedio
11.4 Valor efectivo de una forma de onda periódica
11.5 Potencia compleja
11.6 Factor de potencia
11.7 Principio de superposición de potencia
11.8 Teorema de la transferencia de potencia máxima
11.9 Inductores acoplados
11.10 El transformador ideal
11.11 ¿Cómo lo podemos comprobar?
11.12 Ejemplo de diseño — Transferencia de potencia máxima
CAPÍTULO 12
Circuitos trifásicos
12.1 Introducción
12.2 Voltajes trifásicos
12.3 Circuito Y a Y
12.4 Fuente y carga conectadas
12.5 Circuito Y
12.6 Circuitos trifásicos balanceados
12.7 Potencias promedio e instantánea en una carga trifásica balanceada
12.8 Medición de potencia con dos vatímetros
12.9 ¿Cómo lo podemos comprobar?
12.10 Ejemplo de diseño — Corrección del factor de potencia
CAPÍTULO 13
Respuesta de frecuencia
13.1 Introducción
13.2 Ganancia, cambio de fase y la función de red
13.3 Diagramas de Bode
13.4 Circuitos resonantes
13.5 Respuesta de frecuencia de circuitos de amplificadores operacionales
13.6 Trazo de diagramas de Bode utilizando MATLAB
13.7 Uso de PSpice para trazar un diagrama de respuesta de frecuencia
13.8 ¿Cómo lo podemos comprobar
13.9 Ejemplo de diseño — Sintonizador de radio
CAPÍTULO 14
Transformada de Laplace
14.1 Introducción
14.2 Transformada de Laplace
14.3 Entradas de pulso
14.4 Transformada inversa de Laplace
14.5 Teoremas del valor inicial y final
14.6 Solución de ecuaciones diferenciales que describen un circuito
14.7 Análisis de circuitos utilizando impedancia y condiciones iniciales
14.8 Función de transferencia e impedancia
14.9 Convolución
14.10 Estabilidad
14.11 Expansión de fracción parcial utilizando MATLAB
14.12 ¿Cómo lo podemos comprobar?
14.13 Ejemplo de diseño — Compuerta de carga del transbordador espacial
CAPÍTULO 15
Serie y transformada de Fourier
15.1 Introducción
15.2 Serie de Fourier
15.3 Simetría de la función f (t)
15.4 Serie de Fourier de formas de onda seleccionadas
15.5 Forma exponencial de la serie de Fourier
15.6 Espectro de Fourier
15.7 Circuitos y serie de Fourier
15.8 Uso de PSpice para determinar la serie de Fourier
15.9 Transformada de Fourier
15.10 Propiedades de la transformada de Fourier
15.11 Espectro de las señales
15.12 Convolución y respuesta del circuito
15.13 Transformada de Fourier y la transformada de Laplace
15.14 ¿Cómo lo podemos comprobar?
15.15 Ejemplo de diseño — Alimentación de potencia de CD
CAPÍTULO 16
Circuitos de filtro
16.1 Introducción
16.2 Filtro eléctrico
16.3 Filtros
16.4 Filtros de segundo orden
16.5 Filtros de alto orden
16.6 Simulación de circuitos de filtro utilizando PSpice
16.7 ¿Cómo lo podemos comprobar?
16.8 Ejemplo de diseño — Filtro antiseudónimo
CAPÍTULO 17
Redes de dos y tres puertos
17.1 Introducción
17.2 Transformación de T a y redes de dos puertos y tres terminales
17.3 Ecuaciones de redes de dos puertos
17.4 Parámetros Z y Y para un circuito con fuentes dependientes
17.5 Parámetros híbridos y de transmisión
17.6 Relaciones entre parámetros de dos puertos
17.7 Interconexión de redes de dos puertos
17.8 ¿Cómo lo podemos comprobar?
17.9 Ejemplo de diseño — Amplificador de transistores
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