Fundamentos de circuitos eléctricos / Charles K. Alexander, Matthew N. O. Sadiku.

CONTENIDO
PARTE 1 Circuitos de cd 2
Capítulo 1 Conceptos básicos 3
1.1 Introducción 4
1.2 Sistemas de unidades 5
1.3 Carga y corriente 5
1.4 Tensión 8
1.5 Potencia y energía 9
1.6 Elementos de circuitos 12
1.7 Aplicaciones 14
1.7.1 Tubo de imagen del televisor 14
1.7.2 Recibos de consumo de electricidad 16
1.8 Solución de problemas 17
1.9 Resumen 20
Preguntas de repaso 20
Problemas 21
Problemas de mayor extensión 23
Capítulo 2 Leyes básicas 25
2.1 Introducción 25
2.2 Ley de Ohm 26
2.3 Nodos, ramas y lazos 30
2.4 Leyes de Kirchhoff 32
2.5 Resistores en serie y división de tensión 37
2.6 Resistores en paralelo y división de corriente 38
2.7 Transformaciones estrella-delta 44
2.8 Aplicaciones 48
2.8.1 Sistemas de iluminación 49
2.8.2 Diseño de medidores de cd 50
2.9 Resumen 54
Preguntas de repaso 54
Problemas 55
Problemas de mayor extensión 65
Capítulo 3 Métodos de análisis 67
3.1 Introducción 67
3.2 Análisis nodal 68
3.3 Análisis nodal con fuentes de tensión 74
3.4 Análisis de lazo 77
3.5 Análisis de lazo con fuentes de corriente 81
3.6 Análisis nodal y de lazo por inspección 83
3.7 Comparación del análisis nodal con el de lazo 87
3.8 Análisis de circuitos con PSpice 87
3.9 Aplicaciones: Circuitos transistorizados de cd 89
3.10 Resumen 93
Preguntas de repaso 93
Problemas 94
Problemas de mayor extensión 105
Capítulo 4 Teoremas de circuitos 107
4.1 Introducción 108
4.2 Propiedad de linealidad 108
4.3 Superposición 110
4.4 Transformación de fuentes 114
4.5 Teorema de Thevenin 117
4.6 Teorema de Norton 122
4.7 Derivación de los teoremas de Thevenin y Norton 125
4.8 Máxima transferencia de potencia 126
4.9 Comprobación de teoremas de circuitos con PSpice 128
4.10 Aplicaciones 131
4.10.1 Modelado de fuentes 131
4.10.2 Medición de la resistencia 133
4.11 Resumen 135
Preguntas de repaso 136
Problemas 136
Problemas de mayor extensión 147
Capítulo 5 Amplificadores operaciones 149
5.1 Introducción 149
5.2 Amplificadores operaciones 15
5.3 Amplificador operacional ideal 153
5.4 Amplificador inversor 154
5.5 Amplificador no inversor 156
5.6 Amplificador sumador 158
5.7 Amplificador diferencial 159
5.8 Circuitos con amplificadores operacionales encascada 162
5.9 Análisis de circuitos con amplificadores operacionales con PSpice 165
5.10 Aplicaciones 166
5.10.1 Convertidor digital-analógico 166
5.10.2 Amplificadores para instrumentación 167
5.11 Resumen 169
Preguntas de repaso 170
Problemas 171
Problemas de mayor extensión 181
Capítulo 6 Capacitores e inductores 183
6.1 Introducción 183
6.2 Capacitores 184
6.3 Capacitores en serie y en paralelo 189
6.4 Inductores 192
6.5 Inductores en serie y en paralelo 196
6.6 Aplicaciones 199
6.6.1 Integrador 200
6.6.2 Diferenciador 201
6.6.3 Computadora analógica 202
6.7 Resumen 206
Preguntas de repaso 206
Problemas 207
Problemas de mayor extensión 215
Capítulo 7 Circuitos de primer orden 217
7.1 Introducción 217
7.2 Circuito RC sin fuente 218
7.3 Circuito RL sin fuente 222
7.4 Funciones de singularidad 227
7.5 Respuesta escalón de un circuito RC 235
7.6 Respuesta escalón de un circuito RL 240
7.7 Circuitos de primer orden con amplificadores operacionales 244
7.8 Análisis transitorio con PSpice 247
7.9 Aplicaciones 251
7.9.1 Circuitos de retraso 251
7.9.2 Unidad de flash fotográfico 252
7.9.3 Circuitos relevadores 254
7.9.4 Circuito de encendido de un automóvil 255
7.10 Resumen 256
Problemas 257
Problemas de mayor extensión 266
Capítulo 8 Circuitos de segundo orden 269
8.1 Introducción 269
8.2 Determinación de valores iniciales y finales 270
8.3 Circuito RLC en serie sin fuente 274
8.4 Circuito RLC en paralelo sin fuente 280
8.5 Respuesta escalón de un circuito RLC en serie 285
8.6 Respuesta escalón de un circuito RLC en paralelo 290
8.7 Circuitos generales de segundo orden 292
8.8 Circuitos de segundo orden con amplificadores operacionales 296
8.9 Análisis de circuitos RLC con PSpice 298
8.10 Dualidad 302
8.11 Aplicaciones 304
8.11.1 Sistema de encendido de un automóvil 304
8.11.2 Circuitos suavizadores 306
8.12 Resumen 307
Preguntas de repaso 308
Problemas 309
Problemas de mayor extensión 317
PARTE 2 Circuitos de ca 318
Capítulo 9 Senoides y fasores 319
9.1 Introducción 319
9.2 Senoides 321
9.3 Fasores 325
9.4 Relaciones fasoriales de elementos de circuitos 331
9.5 Impedancia y admitancia 333
9.6 Las leyes de Kirchhoff en el dominio frecuencial 335
9.7 Combinaciones de impedancias 336
9.8 Aplicaciones 341
9.8.1 Desfasadores 341
9.8.2 Puentes de ca 34
9.9 Resumen 346
Preguntas de repaso 347
Problemas 347
Problemas de mayor extensión 354
Capítulo 10 Análisis senoidal en estado estable 357
10.1 Introducción 357
10.2 Análisis nodal 358
10.3 Análisis de lazo 360
10.4 Teorema de Superposición 363
10.5 Transformación de fuentes 366
10.6 Circuitos equivalentes de Thevenin y Norton 367
10.7 Circuitos de ca con amplificadores operacionales 371
10.8 Análisis de ca con el uso de PSpice 373
10.9 Aplicaciones 377
10.9.1 Multiplicador de capacitancia 377
10.9.2 Osciladores 378
10.10 Resumen 380
Preguntas de repaso 380
Problemas 381
Capítulo 11 Análisis de potencia de ca 393
11.1 Introducción 393
11.2 Potencias instantánea y promedio 394
11.3 Máxima transferencia de potencia promedio 399
11.4 Valor eficaz o rms 402
11.5 Potencia aparente y factor de potencia 404
11.6 Potencia compleja 407
11.7 Conservación de la potencia de ca 410
11.8 Corrección del factor de potencia 413
11.9 Aplicaciones 415
11.9.1 Medición de la potencia 415
11.9.2 Costo del consumo de electricidad 417
11.10 Resumen 419
11.11 Preguntas de repaso 420
11.12 Problemas 420
Problemas de mayor extensión 428
Capítulo 12 Circuitos trifásicos 431
12.1 Introducción 431
12.2 Tensiones trifásicas balanceadas 433
12.3 Conexión estrella-estrella balanceada 436
12.4 Conexión estrella-delta balanceada 438
12.5 Conexión delta-delta balanceada 441
12.6 Conexión delta-estrella balanceada 442
12.7 Potencia en un sistema balanceado 445
12.8 Sistemas trifásicos desbalanceados 451
12.9 PSpice para circuitos trifásicos 454
12.10 Aplicaciones 459
12.10.1 Medición de la potencia trifásica 459
12.10.2 Instalación eléctrica residencial 464
12.11 Resumen 466
Preguntas de repaso 466
Problemas 467
Problemas de mayor extensión 474
Capítulo 13 Circuitos magnéticamente acoplados 477
13.1 Introducción 477
13.2 Inductancia mutua 478
13.3 Energía en un circuito acoplado 485
13.4 Transformadores lineales 488 13.5
Transformadores ideales 493
13.6 Autotransformadores ideales 499
13.7 Transformadores trifásicos 502
13.8 Análisis con PSpice de circuitos magnéticamente acoplados 504
13.9 Aplicaciones 509
13.9.1 El transformador como dispositivo de aislamiento 509
13.9.2 El transformador como dispositivo de acoplamiento 511
13.9.3 Distribución de potencia 512
13.10 Resumen 513
Preguntas de repaso 514
Problemas 515
Problemas de mayor extensión 525
Capítulo 14 Respuestas en frecuencia 527
14.1 Introducción 527
14.2 Función de transferencia 528
14.3 La escala de decibeles 531
14.4 Diagramas de Bode 532
14.5 Resonancia en serie 542
14.6 Resonancia en paralelo 546
14.7 Filtros pasivos 548
14.7.1 Filtro pasabajas 549
14.7.2 Filtro pasaaltas 550
14.7.3 Filtro pasabanda 550
14.7.4 Filtro rechazabanda 551
14.8 Filtros activos 553
14.8.1 Filtro pasabajas de primer orden 553
14.8.2 Filtro pasaaltas de primer orden 554
14.8.3 Filtro pasabanda 554
14.8.4 Filtro rechazabanda (o de muesca) 555
14.9 Escalamiento 558
14.9.1 Escalamiento de magnitud 559
14.9.2 Escalamiento de frecuencia 559
14.9.3 Escalamiento de magnitud y de frecuencia 560
14.10 Respuesta en frecuencia utilizando PSpice 561
14.11 Computación con MATLAB 564
14.12 Aplicaciones 566
14.12.1 Receptor de radio 566
14.12.2 Teléfono de tonos por teclas 568
14.12.3 Red de separación de tonos 569
14.13 Resumen 570
Preguntas de repaso 571
Problemas 571
Problemas de mayor extensión 579
PARTE 3 Análisis avanzado de circuitos 580
Capítulo 15 Introducción a la transformada de Laplace 581
15.1 Introducción 581
15.2 Definición de la transformada de Laplace 582
15.3 Propiedades de la transformada de Laplace 585
15.4 Transformada inversa de Laplace 594
15.4.1 Polos simples 595
15.4.2 Polos repetidos 596
15.4.3 Polos complejos 596
15.5 Integral de convolución 601
15.6 Aplicación a las ecuaciones integrodiferenciales 609
15.7 Resumen 611
Preguntas de repaso 611
Problemas 612
Capítulo 16 Aplicaciones de la transformada de Laplace 617
16.1 Introducción 618
16.2 Modelos de los elementos de un circuito 618
16.3 Análisis de circuitos 623
16.4 Funciones de transferencia 626
16.5 Variables de estado 630
16.6 Aplicaciones 636
16.6.1 Estabilidad de una red 637
16.6.2 Síntesis de red 639
16.7 Resumen Preguntas de repaso 644
Problemas 645
Problemas de mayor extensión 655
Capítulo 17 Las series de Fourier 657
17.1 Introducción 658
17.2 Serie trigonométrica de Fourier 658
17.3 Consideraciones de simetría 665
17.3.1 Simetría par 665
17.3.2 Simetría impar 667
17.3.3 Simetría de media onda 668
17.4 Aplicaciones en circuitos 674
17.5 Potencia promedio y valores rms 677
17.6 Serie exponencial de Fourier 681
17.7 Análisis de Fourier con PSpice 686
17.7.1 Transformada discreta de Fourier 686
17.7.2 Transformada rápida de Fourier 687
17.8 Aplicaciones 691
17.8.1 Analizadores de espectro 691
17.8.2 Filtros 691
17.9 Resumen 694
Preguntas de repaso 694
Problemas 695
Problemas de mayor extensión 703
Capítulo 18 Transformada de Fourier 705
18.1 Introducción 706
18.2 Definición de la transformada de Fourier 706
18.3 Propiedades de la transformada de Fourier 711
18.4 Aplicaciones en circuitos 723
18.5 Teorema de Parseval 725
18.6 Comparación de las transformadas de Fourier y de Laplace 728
18.7 Aplicaciones 729
18.7.1 Modulación de amplitud 729
18.7.2 Muestreo 731
18.8 Resumen 732
Preguntas de repaso 732
Problemas 733
Problemas de mayor extensión 739
Capítulo 19 Redes de dos puertos 741
19.1 Introducción 742
19.2 Parámetros de impedancia 742
19.3 Parámetros de admitancia 746
19.4 Parámetros híbridos 749
19.5 Parámetros de transmisión 754
19.6 Relaciones entre parámetros 757
19.7 Interconexión de redes 761
19.8 Calculo de los parámetros de dos puertos utilizando PSpice 766
19.9 Aplicaciones 768
19.9.1 Circuitos transistorizados 768
19.9.2 Síntesis de redes en escalera 773
19.10 Resumen 776
Preguntas de repaso 776
Problemas 777
Problemas de mayor extensión 786
Apéndice A Ecuaciones simultáneas e inversión de matrices A-1
Apéndice B Números complejos A-9
Apéndice C Fórmulas matemáticas A-16
Apéndice D Respuestas a los problemas con número impar A-21
Bibliografía seleccionada B-l
Índice analítico Í-1