Tema 1. Dispositivos Electronicos Analisis de Circuitos

Tema 1. Dispositivos Electrónicos. Análisis de Circuitos. rev2
TEMA 1
DISPOSITIVOS ELECTRONICOS
ANALISIS DE CIRCUITOS
Profesores:
Germán Villalba Madrid
Miguel A. Zamora Izquierdo
Departamento de Ingeniería de la Información y Comunicaciones
Universidad de Murcia
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Tema 1. Dispositivos Electrónicos. Análisis de Circuitos. rev2
CONTENIDO
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Introducción
Dispositivos Electrónicos
Teoría de Circuitos (Claves)
Análisis de Circuitos
– Leyes de Kirchhoff
– Método de las Mallas
– Teorema de Superposición
• Redes Equivalentes
– Teorema de Thevenin
– Teorema de Norton
• Bibliografía
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Tema 1. Dispositivos Electrónicos. Análisis de Circuitos. rev2
INTRODUCCION
• El presente tema es una mención al análisis de circuitos y a los
componentes que lo conforman, como punto de partida al estudio de
los dispositivos y análisis de los sistemas electrónicos.(Leyes de
Kirchhoff, Método de las Mallas y Teorema de Superposición).
• Se relacionan los métodos, que el alumno debe saber, para simplificar
circuitos complejos por medio de configuraciones equivalentes, y
facilitar así su resolución.(Teorema de Thevenin y Teorema de
Norton.)
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Tema 1. Dispositivos Electrónicos. Análisis de Circuitos. rev2
CONTENIDO DEL CURSO
• Diodos.
– Rectificadores
– Zener
– Otros (LEDs y Fotodiodos).
• Transistores (Bipolares y Efecto Campo).
– Amplificación
– Conmutación
• Amplificadores de Pequeña Señal
• Amplificadores Operacionales
• Tecnologías Digitales. Familias.
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TEORIA DE CIRCUITOS (Claves)
• Elementos del Circuito Eléctrico:
– Elementos Pasivos: no aportan energía (la almacenan o disipan).
• Resistencia (disipa en forma de calor).
• Condensador (almacena un campo eléctrico).
• Bobina (almacena un campo magnético).
– Elementos Activos: aportan energía al sistema.
• Fuentes de Tensión (independientes y dependientes)
• Fuentes de Corriente (independientes y dependientes).
• Circuito Eléctrico: interconexión de varios elementos eléctricos.
– Si por ellos circula la misma corriente, están en SERIE.
– Si están sometidos al mismo potencial, están conectados en PARALELO.
• LEY DE OHM: un material obedece la Ley de Ohm, si la v/i, es lineal;
independientemente del valor de v e i.
RELACION (i − v) R, L, C
RESISTENCIA CONDENSADOR
i=
v
R
i =C
dv
;
dt
INDUCTANCIA
v=L
di
dt
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ANALISIS DE CIRCUITOS – LEYES DE KIRCHHOFF
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Definiciones:
– Rama: porción de circuito entre dos nudos o terminales.
– Nudo o nodo: punto donde confluyen dos o más ramas.
– Malla: cualquier trayectoria cerrada formada por ramas interconectadas entre sí
•
•
1ª Ley (Ley de los Nudos): “La suma algebraica de las corrientes que
circulan en cualquier nudo, es nula en cada instante”
2ª Ley (Ley de las Mallas): “La suma algebraica de todas las tensiones de
una malla, es nula en cada instante”
NUDO
R1
1ª Ley : I R1 + I R 2 + I R 3 = 0
R2
2K2
E1
9V
2ª Ley : E1 − I R1 R1 + I R 3 R3 = 0
<- I2
E2 − I R 2 R2 + I R 3 R3 = 0
1K
I3 ->
I1 ->
E2
6V
R3
1K5
Si :
E1 = 9v
R1 = 2k 2
R2 = 1k
E 2 = 6v
R3 = 1k 5
SOL : I R1 = 1.93mA; I R 2 = 1.24mA; I R 3 = −3.17mA
MALLA
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ANALISIS DE CIRCUITOS – METODO DE LAS MALLAS
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Se toman como incógnitas las
intensidades de malla.
• Se selecciona el mismo sentido
arbitrario para todas las corrientes.
• Se aplica la 2ª LK a cada una de las
mallas.
• En el primer miembro de la ecuación,
las fuentes cuyo terminal positivo
coincida con el sentido de la
corriente serán valores positivos, y
negativos las contrarias.
G 1 = I 1 (R 1 + R 3 + R 4 ) − I 2 R 3
• En el segundo miembro, se suman
− G 2 = − I 1 R 3 + I 2 (R 2 + R 3 + R 5 )
las caídas de tensión
5 = I1 3 k − I 21k
correspondientes a la intensidad de
malla de la ecuación, y se restan las
− 5 = − I 11 k + I 2 3 k
caídas de tensión producidas por el
I 1 = 1 . 25 mA
resto de intensidades incógnitas en
I 2 = − 1 . 25 mA
las resistencias comunes.
I R 3 = I 1 − I 2 = 1 . 25 − ( − 1 . 25 ) = 2 . 5 mA
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ANALISIS DE CIRCUITOS – TEOREMA DE SUPERPOSICION
•
•
El efecto total de todas las fuentes de un circuito (lineal), es la suma de
los efectos producidos por cada una de ellas.
F(a+b) = F(a) + F(b)
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REDES EQUIVALENTES – TEOREMA DE THEVENIN
•
Un circuito, con fuentes y resistencias, se puede sustituir por una
combinación en serie de una fuente de tensión ideal (Vth) y una resistencia
(Rth), cuyos valores se definen de la siguiente forma:
– Vth su valor es dado por la tensión medida entre los terminales A y B, en circuito
abierto.
– Rth su valor se obtiene midiendo la resistencia entre A y B, cortocircuitando las
fuentes de tensión y abriendo las fuentes de intensidad.
•
Ejemplo:
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REDES EQUIVALENTES – TEOREMA DE NORTON
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Un circuito (con fuentes y resistencias) puede sustituirse por una
combinación paralelo de una fuente de intensidad ideal y una resistencia,
cuyo valor se fija según:
– In se obtiene cortocircuitando A y B, siendo In el valor de Icc.
– Rn se obtiene aplicando la Ley de Ohm entre el valor de Vab en circuito abierto, y
la intensidad de cortocircuito anteriormente obtenida.
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