INDICE Capitulo 1. Variables del Circuito Eléctrico Capitulo 2. Elementos del Circuito Capitulo 3. Circuitos Resistivos

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María Luisa Núñez Martín
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1 INDICE Capitulo 1. Variables del Circuito Eléctrico Albores de la ciencia eléctrica Circuitos eléctricos y flujo de corriente Sistemas de unidades Voltaje Potencia y energía Vóltmetros y ampémetros Diseño de circuitos 26 Resumen 27 Capitulo 2. Elementos del Circuito Thomas A. Edison, el primer ingeniero electricista Ingeniería y modelos lineales Elementos activos y pasivos del circuito Fuentes independientes y dependientes 47 Resumen 53 Capitulo 3. Circuitos Resistivos Aplicaciones del circuito eléctrico Resistores Leyes de Kirchhoff Circuito de un solo lazo; el divisor de voltaje Resistores en paralelo y división de la corriente Análisis de circuitos 87 Resumen Capitulo 4.Métodos de análisis de los circuitos resistivos 4-1 Circuitos eléctricos para comunicaciones Análisis de circuitos por voltaje de nodos Análisis de circuitos con fuentes de voltaje, utilizando el voltaje de 123 nodos 4-4 Análisis por voltaje de nodos con fuentes dependientes Análisis por corriente de malla con fuentes de voltaje independientes Análisis por corriente de malla con fuentes de corriente Comparación entre el método de voltaje de nodos y el de corriente 142 de malla 4.8. Análisis de CD usando PSpice 144 Resumen 148 Capitulo 5. Teoremas de los circuitos Potencia eléctrica para ciudades transformaciones de fuentes superposición teorema de Thévenin circuito equivalente de Norton máxima transferencia de potencia Otros usos de PSpice para el análisis de CD 206 Resumen 208 Capitulo 6. Amplificador Operacional Electrónica Amplificador operacional 241

2 6-3. Amplificador operacional ideal Método de voltaje de nodo y circuitos con amplificador operacional 244 ideal 6-5. Amplificadores no inversores Amplificador inversor Modelo del amplificador operacional no ideal Características del amplificador operacional práctico Amplificador operacional y PSpice 261 Resumen 263 Capitulo 7. Elementos de Almacenamiento de Energía Dispositivos de almacenamiento de energía eléctrica Capacitores Almacenamiento de energía en un capacitor Capacitores en serie y en paralelo Inductores Almacenamiento de energía en un inductor Inductores en serie y en paralelo Condiciones iniciales de circuitos con interruptor Amplificador operacional y los circuitos RC 329 Resumen 332 Capitulo 8. Respuesta Natural de un Circuito RL o RC de Primer 347 Orden 8-1. Las telecomunicaciones y los circuitos con interruptor Respuesta de un circuito sin fuentes Solución de la ecuación diferencial de primer orden Solución exponencial de la ecuación diferencial de primer orden Operadores diferenciales Respuesta de un circuito de primer orden Almacenamiento y disipación de energía en circuitos RL y RC Circuitos RL y RC con fuentes dependientes Conmutación secuencial Respuesta natural empleando PSpice 376 Resumen 378 Capitulo 9. Respuesta de los Circuitos RL y RC a una Función 396 Forzante 9-1. Radio y mensajes Respuesta de un circuito RC o RL excitado por una fuente 401 constante 9-3. Un procedimiento simple para determinar la respuesta de un circuito 408 RC o RL a una fuente constante 9-4. Fuente escalón unitario Uso del principio de superposición para resolver circuitos con 418 múltiples fuentes 9-6. Respuesta de un circuito RL o RC a una fuente no constante Respuesta Repuesta forzada usando PSpice 430 Resumen 432 Capitulo 10. Respuesta Completa de Circuitos con dos Elementos 454 de Almacenamiento de Energía Sistemas de comunicaciones y de potencia 455

3 10-2. Ecuación diferencial para circuitos con dos elementos de 457 almacenamiento de energía 10-3 Solución de la ecuación diferencial de segundo orden-respuesta 464 natural 10-4 Respuesta natural del circuito RLC en paralelo no forzado Respuesta natural del circuito RLC en paralelo críticamente 473 amortiguado 10-6 Respuesta natural circuito RLC en paralelo no forzado y 475 subamortiguado 10-7 Respuesta forzada de un circuito RLC Respuesta completa de un circuito RLC Método de la variable de estado en el análisis de circuitos Raíces en el plano circuito RLC 499 Resumen 504 Capitulo 11. Análisis Senoidal en Estado Estable La corriente alterna se estandariza Fuentes senoidales Respuesta de estado estable de un circuito RL a una función 542 forzante senoidal Función forzante exponencial compleja El concepto de fasor Relaciones fasoriales para los elementos R, L y C Impedancia y admitancia Las leyes de Kischhoff usando fasores Análisis del voltaje de nodo y de la corriente de malla usando 572 favores Superposición, equivalentes de Thévenin y Norton y 582 transformaciones fuentes Diagramas fasoriales Análisis senoidal en estado estable empleando PSpice Circuitos fasoriales y el amplificador operacional 594 Resumen 597 Capitulo 12. Potencia de CA en Estado Estable Potencia eléctrica Potencia instantánea Potencia promedio El principio de superposición y el teorema de la máxima potencia Valor efectivo de una onda senoidal Factor de potencia El transformador El transformador ideal Circuitos transformados y PSpice 666 Resumen 669 Capitulo 13. Respuesta de Frecuencia Sistemas electrónicos de comunicación Respuesta de frecuencia Respuesta de frecuencia de los circuitos RL y RC Circuitos resonantes en paralelo Resonancia en serie 719

4 13-6 Circuitos filtro Gráficas de polos y ceros y el plano s Respuesta en frecuencia de una H(jw) multifactorial Respuesta en frecuencia de circuitos amplificadores operacionales Distorsión en circuitos filtro Respuesta en frecuencia usando PSpice Filtro Paratodo 749 Resumen 751 Capitulo 14. Transformada de Laplace Comunicaciones y automatización Transformada de Laplace La función impulso y la propiedad de desplazamiento en el tiempo Transformada inversa de Laplace Teoremas del valor inicial y final Solución de ecuaciones diferenciales que describen un circuito Función de transferencia Teorema de convolución Estabilidad 831 Resumen 834 Capitulo 15. Serie de Fourier Canales de comunicación La serie de Fourier Simetría de la función f(t) Forma exponencial de la serie de Fourier Espectro de Fourier La serie de Fourier truncada Los circuitos y la serie de Fourier La serie de Fourier de una forma de onda usando PSpice 789 Resumen 883 Capitulo 16. Transformada de Fourier Radio FM Concepto de transformada Transformada de Fourier Propiedades de la transformada de Fourier Pares de la transformada Espectro de señales Espectro de energía La convolución y la respuesta del circuito Transformada de Fourier y transformada de Laplace La transformada de Fourier y PSpice 915 Resumen 916 Capitulo 17. Análisis Topológico y de Sensibilidad Grafos y variación de parámetros Grafos de redes Árboles Ramas dirigidas y conjuntos de corte Ecuaciones independientes de voltaje de nodo Ecuaciones de corriente de malla y de lazo usando métodos 936

5 topológicos Ecuaciones de estado usando métodos topológicos Análisis de la sensibilidad Sensibilidad y PSpice 948 Resumen 949 Capitulo 18. Redes de Dos y Tres Puertos Amplificadores y filtros Redes de dos puertos (bipuertos) Transformación T-II y redes de tres puertos Ecuaciones de redes de dos puertos Parámetros Z y Y para un circuito con fuentes dependientes Parámetros híbridos y de transmisión Relaciones entre parámetros de dos puertos Interconexión entre parámetros de dos puertos Uso de PSpice para calcular los parámetros de dos puertos 983 Resumen 985 Capitulo 19. Circuito Trifásicos Balanceados Tesla y los circuitos polifásicos Voltajes trifásicos Circuito Y-Y balanceado Fuente y carga conectadas en delta Circuito Y A Circuito equivalente por fase Potencia en una carga balanceada Medición de potencia con dos wáttmetros El circuito trifásico balanceado y PSpice 1018 Resumen 1019 Apéndice A Glosario 1029 Apéndice B Matrices, determinantes y regla de Cramer 1043 Apéndice C Números Complejos 1051 Apéndice D Fórmulas trigonométricas 1057 Apéndice E Fórmula de Euler 1058 Apéndice F Código estándar de colores en resistores 1060 Apéndice G Análisis de circuitos con EC 1063 Apéndice H Análisis con ayuda de computadora: PSpice 1067 Índice 113

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