cicuitos en corriente alterna

1. UNIVERSIDAD DE CIENCIAS COMERCIALES
UCC MANAGUA
FACULTAD DE INGENIERÍAS
INGENIERIA EN INFORMATICA Y
TELECOMUNICACIONES
CIRCUITOS ELECTRICOS
Catedrática Docente:Msc.Ing. Monica Centeno

2. UNIDAD V: Análisis de Circuitos de Corriente Alterna
y aplicaciones prácticas
● OBJETIVOS POR UNIDADES
Analizar los diferentes teoremas de corriente alterna
en diferentes ejercicios prácticos de la vida cotidiana.
Desarrollar diferentes ejercicios acerca de
aplicaciones de los teoremas de circuitos de corriente
eléctrica.
Investigar formas de evaluación de los teoremas en
los programas y vea la forma de onda que estas
producen el evaluarlas.
Comparte sus conocimientos con sus compañeros de
la clase en sus tareas y ejercicios de la clase.
● CONTENIDO POR UNIDADES.
Análisis de mallas y nodos
Teoremas de Thévenin.
Teorema de Norton
Teorema de superposición.
Aplicaciones de los teoremas

3. Análisis de mallas y nodos
ANÁLISIS POR NODOS
En el análisis por nodos se parte de la aplicación de KCL a
cada nodo del circuito para encontrar al final todos los
voltajes de nodo del circuito. Para que el sistema de
ecuaciones sea consistente debe haber una ecuación por
cada nodo. Así el número de incógnitas (voltajes de nodo) es
igual al número de ecuaciones (una por nodo). De acuerdo al
tipo de circuito y la forma en que se seleccione el nodo de
referencia se pueden tener distintas posibilidades de
conexión de las fuentes:
• Fuentes de corriente independientes • Fuentes de corriente
controladas • Fuentes de voltaje independientes a tierra •
Fuentes de voltaje independientes flotantes • Fuentes de
voltaje controladas a tierra • Fuentes de voltaje controladas
flotantes

4. Análisis de mallas
ANÁLISIS POR MALLAS En el análisis de mallas se parte de la
aplicación de KVL a un conjunto mínimo de lazos para
encontrar al final todas las corrientes de lazo. A partir de las
corrientes de lazo es posible encontrar todas las corrientes
de rama. El número de lazos que se pueden plantear en un
circuito puede ser muy grande, pero lo importante es que el
sistema de ecuaciones represente un conjunto mínimo de
lazos independientes.
3.3. ANÁLISIS POR MALLAS:Este conjunto mínimo es
cualquiera en el cual todos los elementos (ramas) hayan sido
tenidos en cuenta en al menos una malla. Las otras posibles
mallas serán entonces redundantes. Aquí también el número
de incógnitas (corrientes de lazo) debe ser igual al número de
ecuaciones (una por malla del conjunto mínimo). De acuerdo
al tipo de circuito y la forma en que se seleccionen las mallas
se pueden tener distintas posibilidades de conexión de las
fuentes: • Fuentes de corriente controladas • Fuentes de
voltaje independientes • Fuentes de voltaje controladas •
Fuentes de corriente independientes no compartidas por
varias mallas • Fuentes de corriente independientes
compartidas por varias mallas

5. Teorema de
Thevenin
Utilizando la teoría de circuitos, se pueden adquirir
nociones para entender, diseñar y modificar circuitos
eléctricos. Este se encuentra definido como la
interconexión de distintos componentes, formando
caminos a través de los cuales la corriente eléctrica
realiza un recorrido. Para que se logre que estos
funcionen correctamente, es necesaria la aplicación
de leyes y teoremas que permiten su construcción,
obteniendo los resultados adecuados. El teorema de
Thevenin es uno de los enunciados básicos de la
teoría de circuitos. A través de este, es posible
calcular y simplificar un sistema eléctrico.

6. A través de la aplicación del teorema de Thevenin, se
logra que un circuito complejo se convierta en uno más
simple. De esta manera, se expresa que al estar existir
dos terminales A y B dentro de la estructura de un circuito
eléctrico lineal, es posible convertirlo a un circuito
equivalente más simple. La teoría expresa que a través
de la resistencia del circuito transformado la corriente
seguirá circulando.Si el circuito original posee muchas
resistencias, y se desea calcular intensidad, tensión o
potencia de alguna de estas, o que se ubique entre los
puntos A y B de un circuito grande, se puede simplificar el
proceso a través del teorema de Thevenin. Se establece
que es posible construir un circuito equivalente más
pequeño, comprendido por una resistencia y una fuente
de tensión dispuestos en serie. Los valores asignados a
cada uno de estos se conoce como resistencia de
Thevenin y tensión de Thevenin, que serán equivalentes
al valor de la resistencia entre A y B, conocida como
resistencia de carga.

7. Calcular la resistencia de Thevenin
Para obtener el valor de la resistencia de Thevenin (RTH), es necesario realizar reemplazar cada una de las fuentes de
tensión que integran el circuito original a través de un cortocircuito, mientras que en el caso de las fuentes de corriente
pasarán a ser circuito abierto. A partir de aquí se procede a calcular la resistencia total del circuito.
En el momento en que se vaya a realizar el cálculo de la resistencia de Thevenin, se pueden usar diversos métodos. El
más común es agrupando las resistencias en paralelo, transformándolas en una sola. De esta manera, el circuito
equivalente solo deberá contener resistencias en serie. Estas deberán ser sumadas, lo que nos dará como resultado
la resistencia de Thevenin. Si estamos ante un circuito de corriente alterna, entonces será necesario realizar el cálculo de
la impedancia equivalente.
Calcular la tensión de Thevenin
En el circuito original se calcula la tensión existente entre los puntos A y B. La mejor manera es realizando la suma y
resta de los valores de las fuentes de tensión. Lo mismo será con las caídas de tensión en las resistencias, pero
aplicando en este caso las leyes de Kirchhoff, la ley de ohm u otro método válido para el procedimiento.

8. Pasos para aplicar el teorema de
Thevenin
Cuando se construye un circuito equivalente de
Thevenin, es posible realizar cálculos más
sencillos y en menos tiempo que al trabajar con
el circuito completo original. Para lograr aplicar
el teorema correctamente, se deben realizar
estos pasos:
1. Al eliminar las fuentes de alimentación del circuito
original, será posible encontrar la resistencia de
Thevenin. Luego se deberá calcular el valor de la
resistencia total que existe entre los punto A y B donde
se encuentre conectada la resistencia de carga.
2. Para el caso de hallar la tensión de Thevenin, se
elimina la resistencia de carga, y se calcula el voltaje de
los puntos de conexión abiertos donde esta se
encontraba.
3. Construye el circuito equivalente utilizando la tensión de
Thevenin y la resistencia de Thevenin en serie. Conecta
la resistencia de carga entre los puntos de conexión
abiertos de este circuito.
4. Utilizando las reglas de circuitos en serie, se analiza la
tensión y corriente de la resistencia de carga.

9. Teorema de Norton
¿Qué es el teorema de Norton?
El teorema de Norton es considerado el dual del
teorema de Thevenin, por lo que es válido para
obtener los mismos resultados. A través de la
aplicación de este procedimiento, es posible crear un
circuito más simple a partir de uno más grande. El
enunciado expresa que es posible calcular los valores
de distintos elementos que se encuentren entre los
puntos A y B donde se encuentre la resistencia de
carga.
Cuando se simplifica un circuito con una fuente de
intensidad, es posible obtener el valor intensidad,
conocido como Norton IN, con una resistencia en
paralelo, que se conoce como resistencia de Norton.
Los circuitos creados a partir de este teorema, suelen
componerse de una fuente de corriente, una
resistencia en paralelo y una carga en paralelo.

11. teorema de
norton
Calcular la resistencia de Norton
Cuando se va a realizar el cálculo de la resistencia de Norton, se
cumple el mismo procedimiento que para el cálculo que se hace
para la resistencia de Thevenin: se debe hacer un cortocircuito en
las fuentes de tensión, mientras que a partir de las fuentes de
corrientes se crea un circuito abierto. De esta manera, se dice que
tienen el mismo valor.
Calcular la fuente de intensidad de Norton
Para el teorema de Norton, es necesario tener conocimientos del
teorema de Thevenin. Y en este caso, se aplica la ley de ohm en
Thevenin para poder obtener el valor de la fuente de intensidad de
Norton, definiendo el procedimiento de la siguiente manera: la
división de la tensión de Thevenin entre la resistencia de Thevenin
será igual a la fuente de intensidad de Norton.
Otra manera efectiva de lograrlo, es realizar un cortocircuito entre
dos puntos donde se encuentre la resistencia de carga., para
luego calcular en el circuito original la intensidad entre A y B.

12. Pasos para aplicar el teorema de Norton
El teorema de Norton es considerado como un dual del teorema de Thevenin. Se les considera equivalentes, ya que se
puede pasar fácilmente de uno a otro, sin obtener resultados erróneos; solo se debe aplicar el teorema correspondiente
al caso. Los pasos para cumplir el teorema de Norton son muy similares a los del teorema de Thevenin:
1. Se debe eliminar las fuentes de alimentación en el circuito original, para luego calcular la resistencia total existente
entre los puntos de conexión abiertos A y B.
2. Una vez que se elimina la resistencia de carga del circuito original, se obtendrá la fuente de corriente de Norton, y
se calcula a través de un corto que se ubica entre los dos puntos de conexión abiertos, donde se encontraba la
resistencia de carga.
3. Se procede a dibujar el circuito equivalente, utilizando la fuente de corriente de Norton y la resistencia de Norton en
paralelo. Entre los puntos abiertos de este circuito, se vuelve a conectar la resistencia de carga.
4. Se procede a analizar a través de las reglas de circuitos en paralelo el voltaje y corriente de la resistencia de carga.

13. Teorema de
superposicion
El teorema de superposición sólo se puede utilizar en el caso de
circuitos eléctricos lineales, es decir circuitos formados únicamente
por componentes lineales (en los cuales la corriente que los
atraviesa es proporcional a la diferencia de tensión entre sus
terminales).
El teorema de superposición ayuda a encontrar:
● Valores de tensión, en un nodo de un circuito, que tiene
más de una fuente independiente.
● Valores de corriente, en un circuito con más de una
fuente independiente.
Este teorema establece que el efecto que dos o más fuentes tienen
sobre una impedancia es igual, a la suma de cada uno de los
efectos de cada fuente tomados por separado, sustituyendo todas
las fuentes de tensión restantes por un corto circuito, y todas las
fuentes de corriente restantes por un circuito abierto.

14. teorema de
superposicion
En principio, el teorema de superposición puede utilizarse para calcular
circuitos haciendo cálculos parciales, como hemos hecho en el ejemplo
precedente. Pero eso no presenta ningún interés práctico porque la
aplicación del teorema alarga los cálculos en lugar de simplificarlos. Otros
métodos de cálculo son mucho más útiles, en especial a la hora de tratar
con circuitos que poseen muchas fuentes y muchos elementos.
El verdadero interés del teorema de superposición es teórico. El teorema
justifica métodos de trabajo con circuitos que simplifican verdaderamente los
cálculos. Por ejemplo, justifica que se hagan separadamente los cálculos de
corriente continua y los cálculos de señales (corriente alterna) en circuitos
con Componentes activos (transistores, amplificadores operacionales, etc.).
Otro método justificado por el teorema de superposición es el de la
descomposición de una señal no sinusoidal en suma de señales
sinusoidales (ver descomposición en serie de Fourier). Se reemplaza una
fuente de tensión o de corriente por un conjunto (tal vez infinito) de fuentes
de tensión en serie o de fuentes de corriente en paralelo. Cada una de las
fuentes corresponde a una de las frecuencias de la descomposición. Por
supuesto no se hará un cálculo separado para cada una de las frecuencias,
sino un cálculo único con la frecuencia en forma literal. El resultado final
será la suma de los resultados obtenidos remplazando, en el cálculo único,
la frecuencia por cada una de las frecuencias de la serie de Fourier. El
enorme interés de esto es el de poder utilizar el cálculo con el formalismo de
impedancias cuando las señales no son sinusoidales.

15. Bibliografía https://dademuch.com/2019/11/07/metodo-de-malla
s-vs-nodo-analisis-de-circuitos-electricos/
http://wwwprof.uniandes.edu.co/~ant-sala/cursos/FDC/Conte
nidos/03_Analisis_por_Nodos_y_Mallas.pdf
https://www.teorema.top/teorema-de-thevenin/
https://es.wikipedia.org/wiki/Teorema_de_superposic
i%C3%B3n#:~:text=Este%20teorema%20establece%20
que%20el,restantes%20por%20un%20circuito%20abier
to.
https://es.khanacademy.org/science/electrical-engine
ering/ee-circuit-analysis-topic/ee-dc-circuit-analysis/a
/ee-mesh-current-method
https://enfermeriauva.blogspot.com/2015/04/citas-y-
referencias-bibliograficas.html