Clase-4[1] Teoria de Circuitos

8/17/2019 Clase-4[1] Teoria de Circuitos

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1 Teoría de Circuitos

1.1 Introducción.

1.2 Elementos básicos

1.3 Leyes de Kirco!!.

1." M#todos de análisis$ mallas y nodos.

1.% Teoremas de circuitos$

T#&enin y 'orton.

1.( )uentes reales de*endientes.1.+ Condensadores e inductores.

1., -es*uesta en !recuencia.


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)uentes no ideales.)uentes de*endientes.Cambio de resistencia.sos de las !uentes de*endientes.

1.( )uentes realesde*endientes


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)uente de &olta/e no ideal

◊ na !uente real de&olta/e tiene unaresistencia interna0ue limita la tensión

0ue *uede suministrar

◊ i la resistencia decara es muco mayor0ue la resistencia

interna la !uentereal se a*roima auna !uente ideal


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)uente de &olta/e no ideal

◊ i la resistencia decara es nula4tenemos uncortocircuito5 la

!uente real suministrasu intensidad máima


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)uente de corriente no ideal

◊ na !uente real de corrientetiene una resistenciainterna en *aralelo 4di&isorde corriente5 0ue limita lacorriente 0ue *uede

suministrar.

◊ La corriente 0ue sesuministra a la resistenciade cara de*ende del &alorde la resistencia interna

A mayor resistencia interna6mayor corrientesuministrada


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◊ A*licamos K7L y KCL

La fuente real se

aproxima a laideal


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◊ i el circuito estáabierto6 la resistenciade cara es in!inita6 y*or tanto el *otencial

máimo 0ue *uedesuministrar la !uentees$


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-e*aso 8 Teorema de T#&enin

◊ Un circuito formado por fuentes (independientes odependientes) y resistencias puede ser sustituido por una fuentede voltae independiente en serie con una resistencia

◊ !sta com"inaci#n es e$uivalente al circuito ori%inal y es v&lidapara cual$uier valor de la resistencia de car%a


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-e*aso 8 Teorema de 'orton

◊ a intensidad de orton es la intensidad cuando cortocircuitamoslos terminales de entrada

◊ *odemos ver $ue +ay una relaci#n clara entre los circuitose$uivalentes de ,+-venin y de orton◊ .i co%emos como resistencia de orton la resistencia de ,+-venin/

y como intensidad de orton el voltae en circuito a"ierto partidopor la resistencia de ,+-venin

◊ 0m"os circuitos son e$uivalentes e intercam"ia"les

cortocircuito


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)uentes de*endientes

◊ Una fuente dependientes es una fuente cuyo valor depende deotra varia"le del circuito◊ uente de corriente dependiente del potencial v1◊ !l potencial v1 viene dado por un circuito de entrada◊ *roduce una intensidad i %v1 onde % es una constante

con las unidades 0 ◊ 0s la corriente $ue fluye por el circuito de salida depende del

voltae $ue proporciona el circuito de entrada

Caja negra

representa

circuito

entrada

Caja negra

representa

circuito

salida


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uente de voltaecontrolada por voltae

uente de voltae controladapor corriente

uente de corrientecontrolada por voltae

uente de corrientecontrolada por corriente


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◊ Las !uentes lineales de*endientes nosu*onen ninuna com*licación etra a loya estudiado asta aora

◊ Tan solo im*onen restricciones en lasolución

◊ 9odemos a*licar las leyes de Kirco!! ylos m#todos de nodos y mallas comoemos &enido aciendo


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)uentes de*endientes.E/em*lo 1

)uente de corriente controlada *or corriente$

determinar el &olta/e &c

◊ El circuito de la i:0uierda es un di&isor de corriente

◊ El circuito de la dereca es una !uente de corriente

◊ om"inando las dos ecuaciones◊ emos $ue el voltae de salida vc depende de la corriente $ue

proporciona el circuito de entrada/ i"◊ !l circuito completo se comporta como un amplificador cuya

%anancia depende del valor de las resistencias y del par&metro

"eta

ganancia

s


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◊ 0+ora tenemos una fuente de voltae controlada por voltae

◊ 0plicando el an&lisis por el m-todo de los voltaes en los nodos

)uentes de*endientes.

E/em*lo 2

KCL en el nodo 1 KCL en el nodo 2


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Ahora incluimos las

restricciones

impuestas por las

fuentes dependientes

Solución

)uentes de*endientes.

E/em*lo 2


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)uentes de*endientes. M#todo de su*er*osición

a :nica diferencia es $ue las fuentes dependientes no se suprimen

!n el si%uiente eemplo $ueremos sa"er el voltae v

*rimero suprimimos

la fuente de voltae

ue%o suprimimos la

fuente de corriente


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)uentes de*endientes. M#todo de su*er*osición


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◊ Aora tenemos dos !uentes de corriente controladas *or &olta/e◊ ;ueremos saber el &olta/e de salida &<◊ 9rocedemos del mismo modo calculamos los &alores del circuito

su*rimiendo cada una de las !uentes alternati&amente

)uentes de*endientes. u*er*osición. E/em*lo 2


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V2 es nula



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V1 es nula



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E0ui&alente de T#&enin='orton

alculemos el circuito e$uivalente de ,+-venin $ue ve la resistencia ;4

&lculo de la resistencia de ,+-venin ircuito a"ierto

.upresi#n de las fuentes independientes/ deando las fuentesdependientes

nulas Esta cortocircuitada


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◊ &lculo del voltae de ,+-venin (voltae en circuito a"ierto)◊ *odemos emplear cual$uiera de los m-todos estudiados◊ amos a +acerlo por superposici#n



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.uprimiendo s2 anula la fuente de corriente dependiente



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.uprimiendo s1 anula la fuente de voltae dependiente



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A*licaciones de las !uentesde*endientes

◊ as fuentes dependientes permiten

◊ ;eali


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◊ !s$uema %eneral de un circuito con fuente dependiente◊ 0 la i


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A*licaciones de las !uentesde*endientes

ependiendo de la elecci#n de las resistencias y del par&metro 0podemos construir un am*li!icador $ue reco%e el voltae deentrada y lo amplifica so"re ;

Medida Carga

Amplificador


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Cambio de resistencia

◊ 0$u tenemos un amplificador con el par&metro 0 1(%anancia de voltae unitaria)

◊ ;elaci#n entre las potencias

medida

Thévenin

equivalente

fuente salida

Potencia de

entrada

Potencia de

salida

.i tenemos una resistencia de entrada alta y una resistencia de

salida "aa estamos suministrando una %anancia de *otencia


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>ecibelios

◊ !l deci"elio se usa para e@presar la relaci#n entre dosma%nitudes/ o entre la ma%nitud $ue se estudia y unama%nitud de referencia

◊ 0$u lo vamos a usar para medir el ratio de %anancia entre lapotencia del circuito de entrada y la potencia del circuito desalida

El deci#elio es 1$ !eces el logaritmo decimal de la

relación entre la magnitud de inters % la de referencia


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>ecibelios

◊ *ara un amplificador como el de la fi%ura/ la %anancia tam"i-n sepuede e@presar en t-rminos de la relaci#n entre los voltaes o lascorrientes

i-1 ?-2

Amplificador


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sos de las !uentesde*endientes

◊ ,enemos una fuente de voltae controlada por voltae◊ !n la pr&ctica estos dispositivos tiene una %anancia %rande

pero imprecisa $ue se ve f&cilmente afectada por factoresam"ientales

◊ ecesitamos rediseAar el circuito para $ue no se vea afectadopor los cam"ios en 0

◊ !sto lo conse%uimos realimentando la seAal de salida en laentrada


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◊ a realimentaci#n nos da una %anancia m&s precisa (y m&spe$ueAa) y un circuito %lo"al m&s esta"le


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;ealimentaci#n ne%ativa

Muestrea la salida y se lleva al

terminal negativo de la entrada


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◊ ,res condiciones para este amplificador

◊ a resistencia de entrada es muy %rande (del orden de milesde o+mios)

◊ a resistencia de salida es muy pe$ueAa (del orden deo+mios)

◊ !l par&metro 0 es muy %rande (tpico del orden de 5''''')

◊ !n conunto esto si%nifica $ue el amplificador tiene una alta

%anancia/ puede transferir potencia y $ue la etapa de entradaesta aislada de la salida y no tiene influencia so"re ella


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a realimentaci#n nos da una %anancia m&s precisa (y m&s pe$ueAa)y un circuito %lo"al m&s esta"le

Divisor

de

tensión



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Relación entre

el voltaje de salida y

el voltaje de entrada


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&anancia en

!oltaje del circuito

&racias a la realimentación

La ganancia en !oltaje del

amplificador no depende de la

ganancia del dispositi!o

Como A es

muy grande


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El !alor de esta

resistencia es

mu% grande

La corriente por

esta rama del

circuito es

pr'cticamente

nula



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◊ a corriente de salida no depende del valor de la resistencia derealimentaci#n (;f)

◊ a corriente de salida est& determinada solo por la resistencia ;y el voltae de entrada

◊ 0s $ue lo $ue tenemos a$u es un circuito capa< de darnos unacantidad determinada de corriente

na !uente de corriente


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)uente de corriente

Fuente de corriente


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Am*li!icador o*eracional

◊ !l amplificador operacional es una fuente dependiente de voltaecontrolada por voltae

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