Este libro resume los principios teóricos fundamentales que el estudiante debe conocer para resolver con éxito circuitos electrónicos lineales. Cada capítulo presenta de forma esquematizada los contenidos principales tal como se expondrían en una clase de teoría en la que se tratara de explicar las bases del análisis de circuitos. De hecho, el libro en sí mismo es utilizado en forma de presentación para impartir la teoría de varias asignaturas relacionadas con el análisis y diseño de circuitos electrónicos actualmente. Los autores han buscado con este libro una doble finalidad. Por un lado, facilitar al alumno la tarea de seleccionarlos contenidos básicos e imprescindibles que necesita conocer, y por otro, servir como herramienta básica o método de exposición de la teoría ligada a las asignaturas de teoría de circuitos para otros profesores que aún no hayan preparado una presentación digital de su asignatura y decidan seguir la que se les ofrece en este texto.
Tema 1. Análisis básico de circuitos lineales
1.1 Magnitudes eléctricas fundamentales. Componentes básicos. Linealidad
1.2 Lemas de Kirchhoff
1.3 Simplificación de circuitos con componentes básicos
1.3.1 Asociación de resistencias en serie
1.3.2 Asociación de resistencias en paralelo
1.3.3 Transformación
1.3.4 Asociación de condensadores en serie
1.3.5 Asociación de condensadores en paralelo
1.3.6 Asociación de bobinas en serie/paralelo
1.3.7 Asociación serie/paralelo de fuentes
1.3.8 Movilidad de fuentes
1.3.9 Transformación de fuentes
1.4 Aplicaciones de circuitos resistivos simples
1.5 Teorema de superposición
1.6 Técnicas de análisis sistemático de circuitos: Análisis por mallas y nodos
1.6.1 Análisis por mallas
1.6.2 Análisis por nodos
1.7 Teoremas de Thévenin y Norton
1.7.1 Teorema de Thevenin. Equivalente de Thevenin
1.7.2 Teorema de Norton. Equivalente de Norton
1.7.3 Máxima transferencia de potencia
1.8 Fuentes dependientes
1.8.1 Tipos de fuentes dependientes
1.8.2 Análisis de circuitos con fuentes dependientes
1.9 Amplificador operacional ideal: configuraciones básicas
1.9.1 Simbología y aplicaciones
1.9.2 Funcionamiento básico de un amplificador operacional ideal
1.9.3 El amplificador operacional real. Desviaciones de la idealidad
1.9.4 Resolución de problemas con amplificadores operacionales ideales
Tema 2. Análisis de circuitos en régimen transitorio
2.1 Concepto de régimen transitorio
2.2 Ecuación diferencial y condiciones iniciales
2.3 Respuesta de circuitos de 1er orden
2.3.1 Respuesta natural de un circuito RL
2.3.2 Respuesta natural de un circuito RC
2.3.3 Respuesta al escalón de un circuito RL
2.3.4 Respuesta al escalón de un circuito RC
2.3.5 Fórmula general para circuitos de 1.er orden
2.4 Respuesta de circuitos de 2.º orden
2.4.1 Respuesta natural de un circuito RLC paralelo
2.4.2 Respuesta al escalón de un circuito RLC paralelo
2.4.3 Respuesta natural de un circuito RLC serie
2.4.4 Respuesta al escalón de un circuito RLC serie
2.4.5 Resolución de circuitos de 2.º orden
Tema 3. Análisis de circuitos en régimen permanente sinusoidal
3.1 Señales senoidales
3.2 Concepto de fasor
3.3 Concepto de impedancia y admitancia para los componentes básicos
3.4 Revisión de técnicas de simplificación y herramientas de análisis
3.4.1 Lemas de Kirchhoff en régimen permanente sinusoidal
3.4.2 Asociación de impedancias serie/paralelo
3.4.3 Transformación triángulo-estrella
3.4.4 Divisor de tensión y de corriente
3.4.5 Transformación de fuentes
3.4.6 Asociación y movilidad de fuentes
3.4.7 Análisis por mallas y nodos
3.4.8 Equivalente Thevenin y Norton
3.4.9 Teorema de superposición
3.4.10 Resolución de circuitos
3.5 Frecuencia de resonancia de un circuito3.6 Función de transferencia de un circuito
Tema 4. Potencia en régimen permanente sinusoidal
4.1 Cálculos de potencia
4.1.1 Potencia instantánea
4.1.2 Potencia media o real
4.1.3 Potencia reactiva
4.2 Potencia vectorial o compleja
4.3 Teorema de máxima potencia transferida
Tema 5. Análisis en frecuencia: diseño de filtros analógicos
5.1 Diagramas de Bode a partir de la función de transferencia
5.1.1 Análisis en frecuencia de la función de transferencia. Diagrama de Bode
5.1.2 Representación de la amplitud y fase de términos elementales de H
5.1.2.1 Relación entre octava y década
5.1.3 Composición gráfica de H
5.1.4 Factorización de la función de transferencia
5.1.5 Polos y ceros cuadráticos
5.1.6 Corrección del diagrama de Bode (módulo)
5.2 Función de atenuación. Ancho de banda y frecuencia de corte: Concepto de filtro
5.2.1 Clasificación de filtros según su respuesta en Amplitud
5.2.2 Parámetros característicos de un filtro
5.2.3 Tipos de filtros según los componentes
5.3 Filtros elementales de 1.er orden
5.3.1 Filtro paso bajo
5.3.2 Filtro paso alto
5.4 Filtros elementales de 2.º orden
5.4.1 Relación entre la respuesta en y la respuesta en el tiempo en los circuitos de 2.º orden
5.4.2 Filtro paso bajo
5.4.3 Filtro paso alto
5.4.4 Filtro paso banda
5.4.5 Filtro rechaza banda
5.5 Diseño de filtros por el método de la aproximación
5.5.1 Especificación de las características de un filtro
5.5.2 Filtro de Butterworth
5.5.3 Filtro de Chebyshev
5.5.4 Implementación de filtros de Butterworh y Chebyshev
5.5.5 Uso de tablas para el diseño de filtros paso bajo
5.5.6 Criterios de diseño para otros tipos de especificaciones
5.5.7 Escalado en frecuencia e impedancia
Tema 6. Circuitos de dos puertos: cuadripolos
6.1 Concepto de cuadripolo
6.2 Clasificación de cuadripolos
6.3 Parámetros característicos y su determinación
6.3.1 Parámetros Z (Impedancia)
6.3.2 Parámetros Y (Admitancia)
6.3.3 Parámetros h (híbridos)
6.3.4 Parámetros g
6.3.5 Parámetros de transmisión
6.4 Relaciones entre familias de parámetros
6.5 Circuitos equivalentes del cuadripolo
6.6 Asociación de cuadripolos
6.6.1 Conexión en cascada
6.6.2 Conexión en paralelo
6.6.3 Conexión en serie
6.6.4 Conexión paralelo-serie
6.6.5 Conexión serie-paralelo
6.7 Corriente de circulación. Condición de Brune
Anexo I: Revisión de números complejos
Anexo II: Formulario
Anexo III: Lista de abreviaturas
Susana Fernández de Ávila
Rafael Hidalgo García