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Teoría de Circuitos I

 

Unidad 1: CAMPO ELÉCTRICO.CONDUCTORES Y DIELÉCTRICOS

Carga eléctrica. Ley de Coulomb. Campo eléctrico. Líneas de fuerza. Teorema de Gauss. Cálculo intensidad de campo eléctrico de un conductor rectilíneo uniformemente carga-do.Cálculo intensidad de campo eléctrico entre dos placas conductoras paralelas unifor-memente cargadas. Potencial eléctrico. Superficies equipotenciales. Diferencia de poten-cial.Concepto de circuito eléctrico y fuente de energía.Tipos de fuentes. Materiales conductores.Ley de Ohm.Influencia de la temperatura en el valor de la resis-tencia eléctrica.Ley de Joule.Concepto de potencia y energía activa.Leyes de Kirchhoff. Materiales dieléctricos.Polarización.Rigidez dieléctrica.Ecuación general de un dieléctrico. Capacidad. Energía del campo eléctrico. Conexión en serie y paralelo de capacidades.

Unidad 2: SEÑALES

Clasificación. Elementos de las señales: periodo, frecuencia, fase, forma, simetría y pul-sación. Valores característicos: pico, pico a pico, medio, medio de módulo y eficaz Sentido físico de los valores carácterísticos.Interpretación geométrica.Factores característicos : factor de media de módulo, factor de cresta y factor de forma.Comparación con onda cua-drada.Señales senoidales.Nociones de generación.Factores característicos de las señales senoidales.Interpretación como fasor. Cálculo de diferencia de fase.Representación ma-temática de fasores.Expresiones rectangular y polar.Notación de Euler.Cálculo básico con números complejos : suma, resta, producto y cociente.Concepto de complejo conjuga-do.Operaciones con fasores y números complejos.Señales senoidales trifási-cas.Conceptos de equilibrio, simetría y secuencia.Ejemplos de fuentes trifásicas alternas senoidales.Conexiones en estrella y en triángulo.Valores por fase y de línea.

Unidad 3: CIRCUITOS DE LAZO SIMPLE EN RÉGIMEN PERMANENTE

Elementos ideales de circuito : resistencia, inductancia y capacidad.Significado de los términos concentrado, lineal y bilateral.Concepto de régimen transitorio y régimen perma-nente.Respuesta en régimen permanente de los elementos individuales de circuito al apli-car señal constante y al aplicar señal alterna senoidal.Conceptos de potencia instántanea, potencia media, potencia reactiva.Respuesta a señal alterna senoidal,en régimen perma-nente, de un lazo simple R-L.Concepto de impedancia.Potencia aparente y factor de po-tencia.Diagrama fasorial.Respuesta del lazo simple R-L al aplicar señal constan-te.Respuesta a señal alterna senoidal, en régimen permanente, de un lazo simple R-C.Potencia aparente y factor de potencia.Diagrama fasorial.Respuesta del lazo simple R-C al aplicar señal constante.Concepto de potencia aparente compleja.Estudio del lazo simple R-L-C : ecuación integro-diferencial, respuesta en régimen permanente a señal alterna senoidal y a señal constante.Diagrama fasorial.Concepto de compensación de potencia reactiva.Concepto de admitancia.Transformación de lazos simples R-L , R-C y R-L-C en circuitos de múltiples lazos.Conceptos de conductancia ( G ) y suceptancia ( B ).

Unidad 4: REDES SIMPLES EN RÉGIMEN PERMANENTE

Concepto de red simple.Estructura de una red : nodos y ramas.Métodos de conexión de impedancias : serie, paralelo, estrella, triángulo.Transformaciones de Kenelly.Aplicación de las leyes de Kirchhoff a la solución de redes simples.Gráfico de red.Balance de poten-cia.Cálculo de energía activa, energía reactiva y factor de potencia.Trazado de diagramas fasoriales.Aplicación del análisis fasorial a la solución de redes simples.Corrección de fac-tor de potencia.

Unidad 5: REDES MÚLTIPLES EN RÉGIMEN PERMANENTE

Concepto de red múltiple.Definición de árbol , ramas de enlace y mallas.Determinación del número mínimo de intensidades de corriente y tensiones de nodo necesarios para re-solver una red múltiple.Métodos de resolución de redes : superposición, intensidades de corriente de malla y tensiones de nodos.Ecuaciones matriciales y solución por determi-nantes.Aplicación a redes trifásicas usuales : fuente en estrella con carga en estrella ( con y sin neutro ) y carga en triángulo; fuente en triángulo con carga en estrella y en triángulo.

Unidad 6: TEOREMAS

Teorema de máxima transferencia de potencia : lazo simple con fuente de señal constan-te, lazo simple con fuente de señal alterna senoidal y carga R o Z.Reducción de una red múltiple a un lazo simple aplicando los teoremas de Thévenin y Norton.Aplicación al caso de fuentes de tensión reales en paralelo : teorema de Millmann

Unidad 7: RESONANCIA

Resonancia: concepto general. Obtención de resonancia serie variando frecuencia, capa-cidad e inductancia: fórmula de Thompson. Estudio de las variaciones de tensiones, co-rriente, immitancias, potencias y fases; relación de estas variables con el factor de mérito del circuito.Puntos de potencia mitad. Ancho de banda. Resonancia paralelo ( RL // RC ). Concepto de dualidad.