Introducción a la ingeniería eléctrica / William H. Roadstrum, Dan H. Wolaver.

CONTENIDO
Prólogo a la edición en español xxi
Capítulo 1. Introducción 1
1.1 Dispositivos de Potencia 2
1.2 Dispositivos de Información y Señales 2
1.3 La Ingeniería Eléctrica y los Ingenieros 4
1.4 Circuitos y Análisis de Circuitos 5
1.5 Cómo utilizar este Libro 6
PARTE I. ANALISIS DE CIRCUITOS 9
Capítulo 2. Circuitos Básicos 11
2.1 Modelación del Equipo, Corrientes y Cargas Eléctricas 13
2.2 Tensión y Medidores Elementales 15
2.3 Resistencia y la Ley Ohm 17
2.4 Fuentes de Tensión y Corriente. Elementos Ideales 18
2.5 Potencia y Energía 19
2.6 Leyes de Kirchhoff para Tensiones y Corrientes 21
2.7 Resistencias en Serie o en Paralelo 24
2.8 Análisis de Circuitos Implícitos 24
2.9 Tensiones y Corrientes Variables 29
2.10 Ejercicios de Análisis de Circuitos 30
Capitulo 3. Análisis de Circuitos 41
3.1 Análisis de Mallas 41
3.2 Análisis de Nodos 45
3.3 Teorema de Thévenin 46
3.4 Teorema de Norton 50
3.5 Fuentes de Tensión y Corrientes Ideales Generalizadas; Transformación de Fuentes 51
3.6 Superposición 53
3.7 Divisores de Voltaje y de Corriente 54
3.8 Conductancia-Recíproco de la Resistencia 55
3.9 Resistores y Diodos no Lineales 55
3.10 Fuentes Dependientes 58
3.11 Ejercicios de Análisis de Circuitos 59
Capítulo 4. Circuitos de Corriente Alterna I: 60 Hz 69
4.1 Ondas de Corriente 71
4.2 Fase 73
4.3 Representación Fasorial 75
4.4 Tensiones y Corrientes como Cantidades Complejas 78
4.5 Impedancia 80
4.6 Capacitores e Inductores 81
4.7 Análisis Fasorial 82
4.8 Diagramas Fasoriales, de Impedancia y de Admitancia 84
4.9 Ejercicios de Análisis de Circuitos 86
Capítulo 5. Circuitos de Corriente Alterna II: Respuesta de la Frecuencia 93
5.1 Fuerzas Impulsora y Respuesta 93
5.2 Capacitores e Inductores 95
5.3 Matemáticas de la Impedancia y los Fasores 103
5.4 Resonancia y Respuesta de Frecuencia 105
5.5 Respuesta de Frecuencia de los Circuitos de Primer Orden 108
5.6 Transformadores Elementales 112
5.7 Inductancia Mutua 114
Capítulo 6. Fenómenos Transitorios 123
6.1 Un Transitorio Simple 125
6.2 Ecuaciones Diferenciales 126
6.3 Formas Estándares de Primer Orden 131
6.4 Transitorios de Segundo Orden 131
Capitulo 7. Potencia en Corriente Alterna 141
7.1 Consideraciones de la Noción de Potencia en C.A. 141
7.2 Tensiones y Voltajes Eficaces (valores medios cuadráticos) 145
7.3 Potencia Compleja 146
7.4 Sistemas Monofásicos Trifilares 148
7.5 Sistemas Trifásicos en Delta (A) 151
7.6 Sistemas Trifásicos en YE (Y) 151
7.7 Potencia en Sistemas Trifásicos 153
PARTE II. ELECTRONICA, COMUNICACION Y COMPUTADORAS 163
Capítulo 8. Señales Analógicas e Instrumentos 165
8.1 Transductores 166
8.2 Amplificadores-Impedancias de Entrada y de Salida 171
8.3 Respuesta de Frecuencia 174
8.4 Amplificadores de Cascada y Medida en Decibeles 177
8.5 Análisis por Armónicas (o de Fourier) 180
8.6 Respuesta de Tiempo 184
8.7 Distorsión en Amplitud y Corrimiento Offset 189
8.8 Ruido 192
8.9 Líneas de Transmisión 195
8.10 Localización de Averías en los Sistemas de Señales 201
Capítulo 9. Señales digitales y operaciones Lógicas 211
9.1 Visualizaciones Digitales 212
9.2 Señales Digitales 214
9.3 Números Binarios 217
Sistema Binario 217
Operaciones Aritméticas en el Sistema Binario 218
Números Negativos 219
Sistema Numérico Hexadecimal o Sexadecimal 220
9.4 Codificación 222
9.5 Lógica Combinacional 225
Funciones Lógicas Básicas 225
Cuadros de Karnaugh 228
Operaciones Aritméticas 233
Conmutadores Digitales 234
9.6 Lógica Secuencial 235
Multivibradores Bienestables y Registro de Corrimiento 236
Lógica Asincrónica 238
Contadores 239
Capítulo 10. Sistemas de control por realimentación 255
10.1 Sistema Ideal de Realimentación 24810.2 Error de Ganancia en Lazo Cerrado 250
10.3 Respuesta de Frecuencia y en Tiempo con la Realimentación 285
10.4 Estabilidad 259
10.5 Sistemas de Orden Superior 264
10.6 Margen de Fase 268
10.7 Compensación 269
Capítulo 11. Comunicación 279
11.1 Multiplexado 280
11.2 Modulación de Amplitud 282
11.3 Modulación de Pase 288
11.4 Modulación de Frecuencia 290
11.5 Relación Señal-Ruido 291
11.6 Modulación de Pulsos 294
11.7 Transmisión Digital 298
Cuantización (o Subdivisión bien Diferenciada) 299
PCM en Serie 302
Tasa de Errores 303Sistema de Combinados de Modulación 306
PCM de Niveles Múltiples 307
11.8 Teoría de Información 308
11.9 Capacidad del Sistema 311
11.10 Medios de Transmisión 313
Capítulo 12. Microcomputadoras 321
12.1 Estructuración (o Arquitectura) de una Microcomputadora 323
12.2 Memoria 327
12.3 Conjunto de Instrucciones 333
12.4 Técnicas de Programación 337
Enmascaramientos (o Máscaras) 337
Subrutinas 337
Ciclos o Lazos Loops 340
Tablas de Consulta 343
Saltos Condicionales 345
12.5 Operaciones Aritméticas 346
12.6 Dispositivos Periféricos 352
Convertidores Analógicos-Digital (CAD) 352
Memoria Externa 356
12.7 Sistemas de Desarrollo 361
Ensamblador 362
Monitor 365
Emulador 366
Programador en PROM 366
12.8 Placas o Tableros de Microcomputadora 367
Capítulo 13. Circuitos Integrados Digitales 375
13.1 Circuitos Integrados 376
13.2 Familias Lógicas 380
13.3 Lógica Conexionada 385
13.4 Retardo de Propagación 388
13.5 Fanout 393
13.6 Impulsores Drivers 396
13.7 Potencia y Calor 400
Disipación de Potencia Estática 400
Temperatura 401
Disipación de Potencia en CMOS 402
13.8 Símbolos Lógicos-IEEE Std. 91-1984 403
Capítulo 14. Amplificadores Operacionales 413
14.1 Modelo Ideal de Amplificador Operacional 413
14.2 Configuración Inversora 414
14.3 Configuración no Inversora 417
14.4 Configuración Diferencial 420
14.5 Integración y Diferenciación 422
14.6 Filtros 424
14.7 Limitaciones en Frecuencia y Ganancia 427
14.8 Estabilidad 430
14.9 Desplazamiento de CD Offset 431
l.9 Aplicaciones no Lineales 433
Comparador 434
Disparador Trigger Schmitt 434
Oscilador 436
Diodo Ideal 437
Capítulo 15. Los Transistores Como Amplificadores 445
15.1 Modelo de Transistor Bipolar 446
15.2 Configuración de Colector Común 448
Caída VBe entre Base Emisor 449
Resistencia del Emisor re 450
Relaciones de Corriente y 451
Análisis de Circuito para CD 452
Análisis de Circuito para CA 453
Operación en Estado Activo 454
15.3 Configuración de Base Común 456
15.4 Configuración de Emisor Común 458
Capacitor de Rodeo (Bypass) de Emisor 459
Polarización y acoplamiento de CA 460
15.5 Modelo Transistor Híbrido 463
15.6 Impedancias de Entrada y de Salida 464
15.7 Configuración Diferencial 467
15.8 Respuesta de Frecuencia 469
15.9 Transistores de Efecto de Campo 471
Modelo de CA 473
Polarización Biasing 473
Análisis de CA 474
15.10 Física de la Semiconductancia en los Transistores 476
Capítulo 16. Diodos y Transistores como Elementos Interruptivos o Conmutativos 493
16.1 Diodos 493
16.2 Rectificadores de Media Onda y Circuitos Limitadores (CLIPPERS) 495
16.3 Diodos Zener 497
16.4 Fuente de Potencia de CD 500
16.5 Detectores de Pico y Detectores de envolvente 502
16.6 Caída de Voltaje en un Diodo 504
16.7 Los Transistores como Interruptores 505
16.8 Circuitos Recortadores CHOPPERS 507
16.9 Inversor de Potencia (Convertidor de CD a CA) 509
16.10 Circuitos Lógicos 511
16.11 Rectificadores de Silicio controlados 513
PARTE III. SISTEMAS DE POTENCIA, MAQUINAS Y SEGURIDAD 525
Capitulo 17. Instalaciones Industriales 525
17.1 Los Sistemas Eléctricos de Potencia en Estados Unidos 525
17.2 Fuentes de Energía Eléctrica 527
17.3 Problemas de Contaminación por las Fuentes de Energía 529
17.4 Sistemas de Distribución Eléctrica 530
17.5 Interruptores y Desconectadores 532
17.6 Cargas de Motores. Tensión del Sistema 537
17.7 Protección de un Sistema 539
17.8 Cálculo de Fallas con Valores Relativos de Impedancia 541
17.9 Mediciones en un Sistema. Transformadores de Corriente y de Potencial 543
17.10 Requisitos de una Compañía Suministradora y Facturación del Consumo 544
17.11 Corrección del Factor de Potencia 546
Capítulo 18. Transformadores y Magnéticos 557
18.1 Conceptos Básicos Sobre Transformadores 557
18.2 Circuito Equivalente (o Modelo) de un Transformador 560
18.3 Capacidad de Transformadores 564
18.4 Pruebas de Transformadores 566
18.5 El Circuito Magnético 568
18.6 Algo más sobre Funcionamiento de un Transformador 573
18.7 Pérdidas en el Núcleo 575
Capítulo 19. Motores 583
19.1 Un Ejemplo Típico de un Motor de Inducción y su Carga 584
19.2 Características Par - Velocidad 586
19.3 Arranque y Control de Motores 587
19.4 Circuitos Equivalentes de Motores 588
19.5 Tipos Principales de Motores-Motores de Inducción 591
19.6 Motores de Corriente Directa 594
19.7 Motores Síncronos 596
19.8 Motores Monofásicos 597
19.9 Normas Técnicas para Motores 600
19.10 Impulsores de Velocidad Variable 600
19.11 Selección y Mantenimiento de Motores 600
Capítulo 20. Principios de la Maquinaria Rotatoria 609
20.1 Leyes de la Acción de Motor y de Generador 609
20.2 Dispositivo de la Barra-Ferrocarril 614
20.3 Máquinas de Corriente Directa 616
20.4 Revisión del Modelo de Circuito 620
20.5 Campo Rotatorio de Corriente Alterna 625
20.6 Motores (Síncronos o Sincrónicos) 627
20.7 Motores de Inducción 631
20.8 Motores de Inducción Monofásicos 635
20.9 Máquinas Impulsoras de Velocidad (Frecuencia) Variable 636
Capítulo 21. Seguridad Eléctrica 647
21.1 El Problema de Seguridad Eléctrica 647
21.2 Un Accidente Eléctrico 648
21.3 Peligros Eléctricos para las Personas 650
21.4 Riesgos de Incendio 652
21.5 El Código Nacional Eléctrico (NEC) y su Uso 653
21.6 Otros Códigos y Disposiciones 654
21.7 Algunos otros Riesgos 655
Apéndice A. Determinantes 659
A.1 Evaluación de Determinantes 659
A.2 Ecuaciones Normales de Circuito 661
A.3 Resolución de las Ecuaciones 662
Apéndice B. Números Complejos 665
B.1 Números Complejos 665
B.2 Operaciones Algebraicas con Complejos 667
Apéndice C. Economía de Ingeniería 669
C.1 Importancia de la Evaluación Técnica-Económica 669
C.2 Economía en Condiciones Inmediatas 670
C.3 El Valor en Tiempo del Dinero 670
C.4 Factores del Valor en Tiempo del Dinero 672
C.5 Uso de los Factores 673
C.6 Comentario Final 674
Apéndice D. Símbolos 677
INDICE DE MATERIAS 683