Circuitos eléctricos
El presente contenido está pensado para que personas con fundamentos de álgebra lineal y matemáticas operativas (no se requiere conocimientos de cálculo diferencial), aborden de manera autodidacta o complementaria a un curso presencial, el estudio de los fundamentos del análisis de circuitos eléctricos. El material está organizado conforme lo propone el texto guía que se sugiere, y abarca los temas más comunes de un curso introductorio de circuitos.
Al final de la página encontrarán información específicamente pensada para el grupo 110 de la asignatura Circuitos eléctricos para Tecnología en telecomunicaciones en el ITM. Específicamente a ellos va dirigida la información de evaluaciones y fechas.
Sin embargo, se invita a cualquier visitante a utilizar los recursos compartidos en este espacio.
Al final de la página encontrarán información específicamente pensada para el grupo 110 de la asignatura Circuitos eléctricos para Tecnología en telecomunicaciones en el ITM. Específicamente a ellos va dirigida la información de evaluaciones y fechas.
Sin embargo, se invita a cualquier visitante a utilizar los recursos compartidos en este espacio.
Texto guía del curso y contenidos
Se usará como texto guía el libro Fundamentos de circuitos eléctricos 3ed, de Matthew Sadiku y Charles Alexander.
Puede verlo en el siguiente enlace:
Texto guía
Los temas a bordar serán los siguientes:
Puede verlo en el siguiente enlace:
Texto guía
Los temas a bordar serán los siguientes:
- Conceptos básicos de circuitos
- Ley de Ohm
- Leyes de Kirchhoff
- Técnicas de análisis de circuitos: nodos y mallas
- Teoremas de Thévenin, Norton y máxima transferencia de potencia
- Circuitos en corriente alterna mediante análisis fasorial
- Potencia activa, reactiva y aparente
- Filtros pasivos
Conceptos básicos de circuitos y matemática básica
Antes de iniciar propiamente con el curso, hay algunos temas que es importante repasar si no se tienen claros. Se recomienda a todos asegurarse tener lo siguientes temas muy claros y, en caso de existir dudas, repasarlos previamente al inicio del curso:
- Notación científica
- Uso de prefijos del sistema internaiconal de unidades
- Solución de sistemas de ecuaciones lineales
Múltiplos del sistema internacional de unidades y notación científica
El sistema internacional de unidades utiliza prefijos para expresar de manera eficiente múltiplos y submúltiplos de las unidades de medida. En el presente curso se usarán frecuentemente estos prefijos para unidades como el ohmio, el voltio o el amperio.
En el siguiente video pueden ver una breve presentación de estos prefijos.
En el siguiente video pueden ver una breve presentación de estos prefijos.
Otro recurso muy utilizado en general en la ingeniería, y en específico en el estudio de los circuitos eléctricos, es expresar cantidades que son muy grandes o muy pequeñas usando la notación científica.
Para repasar este concepto, a continuación les dejo el siguiente video que será de utilidad.
Para repasar este concepto, a continuación les dejo el siguiente video que será de utilidad.
Solución de sistemas de ecuaciones lineales
Como herramienta para el análisis de circuitos es indispensable tener algunas habilidades básicas de matemáticas operativas, en especial en lo referido a solución de sistemas lineales.
Para el buen desarrollo de este curso será super importante entender y manejar las diferentes técnicas de solución de sistemas de ecuaciones lineales.
Sin embargo, hacer el repaso de estas técnicas no hace parte del contiendo del curso y cada estudiante debe asegurarse de repasarlo por su cuenta.
A continuación encontrarán algunos videos que muestran ejercicios del tema, como ayuda para repasar el tema.
Para el buen desarrollo de este curso será super importante entender y manejar las diferentes técnicas de solución de sistemas de ecuaciones lineales.
Sin embargo, hacer el repaso de estas técnicas no hace parte del contiendo del curso y cada estudiante debe asegurarse de repasarlo por su cuenta.
A continuación encontrarán algunos videos que muestran ejercicios del tema, como ayuda para repasar el tema.
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También les dejo a continuación un par de ejercicios para repasar.
Sistemas de ecuaciones 2x2 | |
File Size: | 1337 kb |
File Type: |
Regla de Cramer 1 | |
File Size: | 577 kb |
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Conceptos básicos
Hay algunos conceptos teóricos que son muy básicos para la comprensión de los circuitos eléctricos y su análisis.
Será muy importante comprender a profundidad estos conceptos, porque son la base para todos los temas posteriores. Por este motivo, les recomiendo estudiar sus los siguientes términos, tratando de comprender el significado más que de memorizar una definición:
- Carga eléctrica
- Voltaje
- Corriente
- Resistencia
- Potencia
- Nodo
- Malla o lazo
- Rama
- Tierra (GND)
- CIrcuito abierto
- Corto circuito
- Elementos en serie
- Elementos en paralelo
- Convención pasiva de signos
Se puede encontrar estos temas en las páginas 3 a 19 del libro guía.
A continuación les dejo una presentación de clase de estos temas, que busca recoger algunos conceptos importantes.
Conceptos basicos.pdf | |
File Size: | 2873 kb |
File Type: |
A continuación un par de videos que les pueden ayudar a comprender los conceptos de voltaje, corriente, resistencia y potencia.
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En los siguientes videos podrán repasar las definiciones de nodo, malla o lazo y rama y ver u n pequeño ejercicio al respecto
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Para repasar de forma básica lo que son elementos en serie y en paralelo podemos ver el siguiente video. Más delante retomaremos el tema.
Para recordar de forma básica la convención pasiva de signos, pueden consultar el siguiente video.
Leyes de Ohm y Kirchoff
Ley de ohm
La ley de ohm es, quizá, la ley básica fundamental para el análisis de circuitos. En conjunto con las leyes de Kirchhoff será el insumo para el estudio de este curso.
En el libro guía puenden encontrar este tema en la unidad 2.
a continuación un video para recordarles el tema de forma básica.
En el libro guía puenden encontrar este tema en la unidad 2.
a continuación un video para recordarles el tema de forma básica.
Equivalencias de resistencias
Cuando en un circuito encontramos resistencias en serie o en paralelo puede hacerse una equivalencias de ellas. También cuando se encuentran algunas estructuras especiales como la conexión en delta o en estrella, será posible hacer transformaciones en el circuito sin cambiar su funcionamiento general.
En los siguientes videos puede repasarse el tema.
En los siguientes videos puede repasarse el tema.
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En el siguiente archivo están las diapositivas de clase. Recuerden que estas son sólo un material de apoyo y que el contenido completo el tema lo encuentran en el libro guía.
ohm_y_kirchhoff.pdf | |
File Size: | 1493 kb |
File Type: |
Ejercicios: Resistencias en serie, paralelo, conversión estrella-delta
Ejercicio resistencia equivalente 1 | |
File Size: | 712 kb |
File Type: |
Ejercicio resistencia equivalente 2 | |
File Size: | 659 kb |
File Type: |
Ejercicio resistencia equivalente 3 | |
File Size: | 728 kb |
File Type: |
Leyes de Kirchoff
En conjunto con la ley de Ohm, las leyes de Kirchhoff serán fundamentales para el análisis de circuitos.
En el siguiente video pueden ver la definición de la ley de corrientes de kirchhoff
En el siguiente video pueden ver la definición de la ley de corrientes de kirchhoff
En el siguiente video explicativo pueden ver la definición de la ley de voltajes de Kirchhoff.
Ejercicio ley de Kirchoff de corrientes 1 | |
File Size: | 288 kb |
File Type: |
Ejercicio ley de Kirchoff de voltajes 1 | |
File Size: | 629 kb |
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Métodos de análisis circuital
Esta sección es de gran importancia en este curso y, en general, para el aprendizaje de todo lo que tiene que ver con electricidad, electrónica, circuitos y todas sus aplicaciones. Esto porque en esta parte se estudiaran las técnicas que podemos utilizar para, usando las leyes básicas que hemos visto hasta el momento, analizar cualquier circuito.
Veremos dos técnicas: análisis nodal y análisis de lazo (o de malla). Cada técnica consiste en una serie de pasos ordenados que nos permitirá hallar las ecuaciones necesarias para resolver un circuito cualquiera.
Este tema lo pueden estudiar en el capítulo 3 del libro guía.
A continuación les dejo un par de videos donde se explica en forma básica cada técnica.
Veremos dos técnicas: análisis nodal y análisis de lazo (o de malla). Cada técnica consiste en una serie de pasos ordenados que nos permitirá hallar las ecuaciones necesarias para resolver un circuito cualquiera.
Este tema lo pueden estudiar en el capítulo 3 del libro guía.
A continuación les dejo un par de videos donde se explica en forma básica cada técnica.
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También les dejo la presentación de clase como referencia. Recuerden que muchos de los ejercicios trabajados en clase están tomados del libro guía, por lo cual allí pueden encontrar también la solución.
técnicas de análisis de circuitos.pdf | |
File Size: | 953 kb |
File Type: |
A continuación encontrarán algunos ejercicios resueltos.
Ejercicios voltajes de nodo (análisis nodal)
Ejercicio voltajes de nodo 1 | |
File Size: | 1461 kb |
File Type: |
Ejercicio voltajes de nodo 2 | |
File Size: | 1046 kb |
File Type: |
Ejercicio voltajes de nodo 3 | |
File Size: | 992 kb |
File Type: |
Ejercicio voltajes de nodo 4 | |
File Size: | 996 kb |
File Type: |
Ejercicio voltajes de nodo 5 | |
File Size: | 941 kb |
File Type: |
Ejercicios corrientes de malla (análisis de lazo)
Ejercicio corrientes de malla 1 | |
File Size: | 1486 kb |
File Type: |
Ejercicio corrientes de malla 2 | |
File Size: | 1412 kb |
File Type: |
Ejercicio corrientes de malla 3 | |
File Size: | 1248 kb |
File Type: |
Teoremas circuitales
En el capítulo 4 del libro guía se discuten varios teoremas de circuitos que servirán como herramienta para el análisis de circuitos. Estos teoremas son aplicables siempre que el circuito analizado sea lineal.
Los principales temas de este capitulo serán:
Los principales temas de este capitulo serán:
- Circuitos lineales
- Teorema de superposición
- Trasnformación de fuentes
- Teoremas de Thévenin y Norton
- Teorema de máxima transferencia de potencia.
teoremas.pdf | |
File Size: | 1455 kb |
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Teorema de superposición
A continuación les dejo un par de videos sobre el principio de superposición. Se recomienda que previo al video hallan leído el tema en el libro guía.
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A continuación un par de ejercicios sobre el tema
Ejercicio superposición 1 | |
File Size: | 1424 kb |
File Type: |
Ejercicio superposición 2 | |
File Size: | 1195 kb |
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Teorema de Thévenin
Los siguientes videos pueden ayudarles a aclara el tema del equivalente de Thévenin.
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Teorema de Norton
Los siguientes videos pueden ayudarles a aclara el tema del equivalente de Norton
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Ejercicio Thévenin Norton 1 | |
File Size: | 1850 kb |
File Type: |
Ejercicio Thévenin Norton 2 | |
File Size: | 1967 kb |
File Type: |
Ejercicio transformación de fuentes | |
File Size: | 824 kb |
File Type: |
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Respuesta temporal de capacitores e inductores
Iniciaremos ahora el estudio de nuevos elementos circuitales: capacitores e inductores. Este tema lo pueden estudiar en el capitule 6 del libro guía.
Como complemento all ibro guía, les dejo algunos videos que explican qué son y como se comportan estos elementos.
Como complemento all ibro guía, les dejo algunos videos que explican qué son y como se comportan estos elementos.
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Presentación de clase sobre capacitores e inductores
capacitores_y_bobinas.pdf | |
File Size: | 1129 kb |
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Presentación de clase sobre senoides, números complejos y fasores
senoides_nÚmeros_complejos_y_fasores.pdf | |
File Size: | 1271 kb |
File Type: |
Senoides y fasores
Este tema lo encontrarán en el capítulo 9 del texto guía. A continuación encontrarán una serie de videos de ayuda,pero recuerden que el texto guía siempre será la mejor fuente de consulta para este curso.
Empecemos con un video de introducción al tema
Empecemos con un video de introducción al tema
En el siguiente video pueden ver un resumen de como hacer operaciones básicas con números complejos, lo cual será de utilidad para el desarrollo de las ecuaciones de los circuitos usando fasores.
En el siguiente video se trabaja el concepto de impedancia en resistencias, capacitores e inductores.
En el siguiente video verán como aplicar el concepto de impedancia al calculo del voltaje o corriente en un circuito en AC:;
Análisis Senoidal en Estado Estable
Ahora, utilizando el concepto de fasor, pasaremos a hacer análisis de circuitos con fuentes AC (senoidales). a continuación verán un par de videos con ejercicios de aplicación de técnica de voltajes de nodo en AC:
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Ahora unos ejercicios usando la técnica de corrientes de malla en AC:
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Análisis en AC ejercicio 1 | |
File Size: | 501 kb |
File Type: |
Análisis en AC ejercicio 2 | |
File Size: | 571 kb |
File Type: |
Análisis en AC ejercicio 3 | |
File Size: | 521 kb |
File Type: |
Análisis en AC ejercicio 4 | |
File Size: | 745 kb |
File Type: |
ejercicios_nodos_en_ac.pdf | |
File Size: | 288 kb |
File Type: |
Taller ejercicios análisis en AC
Taller ejercicios circuitos en AC | |
File Size: | 933 kb |
File Type: |
Análisis de potencia en AC
En los circuitos AC el concepto de potencia se vuelve un poco más complejo que en DC, puesto que se pueden definir varios tipos de potencia y otros términos relacionados. Se aboradarán los siguientes temas:
- Potencia instantánea
- Potencia promedio
- Potencia aparente
- Factor de potencia
- Potencia compleja, potencia activa y potencia reactiva
anÁlisis_de_potencia_en_ac.pdf | |
File Size: | 955 kb |
File Type: |
Filtros
Diapositivas de clase del tema de resonancia y filtros
cex24_clase11.pdf | |
File Size: | 1543 kb |
File Type: |
Fechas y Evaluación (para estudiantes del ITM)
Para mejorar el proceso de este semestre, le agradezco a todos los estudiantes del cirso en el ITM que estén repitiendo la materia que diligencien el siguiente formulario.
https://docs.google.com/forms/d/e/1FAIpQLSd4evsd6lI8mLDEOdWnnWkKhkEgW7nbM0coyE7bU7lHivMd4w/viewform?c=0&w=1
Gracias!!!
https://docs.google.com/forms/d/e/1FAIpQLSd4evsd6lI8mLDEOdWnnWkKhkEgW7nbM0coyE7bU7lHivMd4w/viewform?c=0&w=1
Gracias!!!
A continuación encontrarán el compromiso académico y un resumen gráfico de las fechas de evaluación.
A continuación encuentran la presentación de introducción al curso, vista el primer día de clase el día a día, el micro currículo y el compromiso académico.
calendario_cir_2018_2.pdf | |
File Size: | 1313 kb |
File Type: |
compromiso_academico_cex24.pdf | |
File Size: | 331 kb |
File Type: |
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