Fundamentos de circuitos eléctricos II

Este texto es el resultado de la recopilación de diversos materiales publicados durante las veces que los autores han dictado el curso de Circuitos Eléctricos II correspondiente a los programas de pregrado de Ingeniería Eléctrica y Electrónica de la Universidad del Valle. El texto inicia con la presentación de los conceptos teóricos generales, adicionalmente contiene ejercicios ilustrativos resueltos que plantean y solucionan interrogantes en cada tema. Se proponen ejercicios con sus respuestas al final de cada capítulo para complementar los conceptos teóricos estudiados. El libro está planteado para que el lector pueda realizar un estudio progresivo, de tal manera que deberá avanzar desde el primero hasta el último capítulo, considerando que los sistemas planteados son lineales, de parámetros concentrados, invariantes con el tiempo y análogos.

El capítulo primero comprende el análisis de potencia en corriente alterna, con la conceptualización y medición del factor de potencia. En el capítulo segundo se estudian los circuitos acoplados magnéticamente en estado estable, incluyendo una introducción a los transformadores ideales y su cálculo, usando fasores. En el capítulo tercero se hace un análisis de los circuitos con fuentes y cargas trifásicas balanceadas, asimismo, se aborda la medición y cálculo de la potencia monofásica y trifásica del factor de potencia y su corrección. El capítulo cuarto comprende el análisis de los circuitos con fuentes y cargas trifásicas desbalanceadas, de la medición y cálculo de la potencia trifásica, el factor de potencia y su corrección.

El capítulo quinto incluye el estudio y formulación de las cuatro principales configuraciones para redes de dos puertos, haciendo énfasis en aplicaciones para ingeniería eléctrica y electrónica. En el capítulo sexto se hace el análisis de la respuesta en frecuencia a partir de la función de transferencia, usando como herramientas los Diagramas de Bode (respuesta AC); también el análisis de sistemas en estado de resonancia. Igualmente, se expone el estudio de respuesta en frecuencia compleja. En el capítulo séptimo se estudian los filtros pasivos y los filtros que incluyen fuentes controladas, usando técnicas básicas.

Agradecimientos

Introducción

Análisis de potencia en corriente alterna

CAPÍTULO 1. INTRODUCCIÓN

1. Potencia instantánea
    
2. Potencia promedia
    
3. Aplicación del principio de superposición en el cálculo de potencia
    
4. Valor eficaz o rms de voltajes y corrientes periódicas
    
5. Valor RMS de ondas periódicas no sinusoidales
    
6. Potencia aparente y factor de potencia (FP)
    
7. Potencia compleja y potencia reactiva
    
8. Triangulo de potencia
    
9. Potencia reactiva consumida por varias cargas conectadas en paralelo
    
10. Mejoramiento del factor de potencia
     
11. Máxima transferencia de potencia activa en corriente alterna
     
12. Medición de potencia activa
     
13. Medición del factor de potencia
     
14. Problemas propuestos
     
15. Potencia instantánea
     
16. Potencia promedio
     
17. Valor eficaz
     
18. Factor de potencia
     
19. Mejoramiento del factor de potencia máxima transferencia de potencia
     
20. Bibliografía

CAPÍTULO 2. CIRCUITOS ACOPLADOS MAGNÉTICAMENTE  

1. Introducción
    
2. Inductancia mutua “M”
    
3. Polaridad de los voltajes inducidos debidos al flujo mutuo
    
4. Marcas de polaridad
    
5. Demostración que “M12” es igual a “M21”
    
6. Coeficiente de acoplamiento “K”
    
7. Transformador con núcleo de aire
    
8. Transformador ideal
    
9. Simplificación de los circuitos con transformadores ideales
    
10. Circuito equivalente del transformador ideal con núcleo
     
11. Ejercicios propuestos
     
12. Inductancia Mutua
     
13. Transformador ideal
     
14. Bibliografía

CAPÍTULO 3. SISTEMAS TRIFÁSICOS

1. Introducción
    
2. Sistemas monofásicos de tres conductores
    
3. Sistemas bifásicos
    
4. Sistemas trifásicos
    
5. Sistema trifásico de 4 hilos
    
6. Cargas trifásicas balanceadas conectadas en estrella y alimentadas por un sistema trifásico de 4 hilos
    
7. Cargas trifásicas balanceadas conectadas en delta
    
8. Cálculo de la potencia en sistemas trifásicos equilibrados
    
9. Cargas trifásicas conectadas en paralelo
    
10. Mejoramiento del factor de potencia de sistemas trifásicos equilibrados
     
11. El cobro de la energía eléctrica en Colombia
     
12. Problemas propuestos
     
13. Sistema Monofásico de Tres Conductores
     
14. Sistema trifásico
     
15. Cargas trifásicas balanceadas conectadas en estrella
     
16. Cargas trifásicas balanceadas conectadas en delta
     
17. Cargas trifásicas conectadas en paralelo
     
18. Cálculo de potencia en sistemas trifásicos equilibrados
     
19. Mejoramiento del factor de potencia en sistemas trifásicos equilibrados
     
20. Sistemas trifásicos con cargas balanceadas
     
21. Bibliografía

CAPÍTULO 4. SISTEMAS TRIFÁSICOS DESBALANCEADOS

1. Introducción
    
2. Cargas no balanceadas conectadas en delta
    
3. Cargas no balanceadas conectadas en estrella
    
4. Cálculo de la potencia consumida en un sistema trifásico desequilibrado
    
5. Medición de potencia trifásica
    
6. Medición de potencia reactiva en sistemas desequilibrados
    
7. Mejoramiento del factor de potencia en sistemas trifásicos
    
8. Problemas propuestos
    
9. Cálculo de la potencia consumida en un sistema trifásico desequilibrado
    
10. Medición de Potencia Trifásica
     
11. Medición de potencia reactiva en sistemas desequilibrados
     
12. Mejoramiento del factor de potencia
     
13. Bibliográfica

CAPÍTULO 5. REDES GENERALES DE DOS PUERTOS  

1. Introducción
    
2. Definición de puerto (o puerta)
    
3. Redes de un puerto
    
4. Redes de dos puertos
    
5. Parámetros de impedancia
    
6. Redes Recíprocas
    
7. Parámetros de admitancia
    
8. Parámetros híbridos
    
9. Conversación de parámetros “z” en parámetros “h”
    
10. Parámetros de transmisión
     
11. Interconexión de Redes de dos Puertos
     
12. Red de dos puertos en serie
     
13. Redes de dos puertos de entrada
     
14. Redes con los puertos de entrada conectados en serie y los de salida en paralelo
     
15. Redes conectadas en cascada
     
16. Problemas propuestos
     
17. Redes de un Puerto
     
18. Redes de dos Puertos
     
19. Parámetros de impedancia
     
20. Parámetros de Admitancia
     
21. Parámetros híbridos
     
22. Conversación de Parámetros “z” en Parámetros “h”
     
23. Parámetros de transmisión
     
24. Bibliografía

CAPÍTULO 6. RESPUESTA EN FRECUENCIA

1. Introducción
    
2.  Variación de las características de una red con la frecuencia
    
3. Variación de la impedancia con la frecuencia compleja “s”
    
4. Variación de la admitancia con la frecuencia compleja “s”
    
5. Variación de la ganancia con la frecuencia compleja “s”
    
6. Función de transferencia h(s) de una red
    
7. Polos y ceros. Significado en el plano complejo
    
8. Trazado de curvas de los factores básicos para un análisis en la frecuencia compleja (S = o + jw)
    
9. Función de transferencia sinusoidal
    
10. Trazado de las curvas para un análisis de respuesta en AC
     
11. Resonancia RLC
     
12. Resonancia Serie
     
13. Factor de Calidad
     
14. Ancho de banda
     
15. Resonancia paralelo
     
16. Resonancia en otras configuraciones RLC diferentes a serie ó paralelo
     
17. Ejercicios propuestos
     
18. Trazado de las curvas para un análisis de respuesta en AC
     
19. Factor de calidad
     
20. Resonancia RLC
     
21. Bibliografía

 CAPÍTULO 7.  FILTROS PASIVOS

1. Introducción
    
2. Definición
    
3. Filtros ideales
    
4. Filtro pasa abajo
    
5. Filtro pasa alto
    
6. Filtro pasa banda
    
7. Rechaza banda o Supresor de banda
    
8. Filtros reales
    
9. Filtro pasa bajo
    
10. Filtro pasa alto
     
11. Filtro pasa banda
     
12. Filtro supresor de banda
     
13. Problemas propuestos
     
14. Filtros reales
     
15. Bibliografía