Universidad de Costa Rica

IE0309 Circuitos Lineales II

Créditos:
3
Departamento:
Automática
Curso:
Troncal
Tipo:
0 - Teórico
Horas:
5h: 3h T, 0h L, 2h P, 0h T/P

Descripción

N/A

Contenidos

Características de la onda sinusoidal (2h)

  • Frecuencia y periodo (rad/s, Hz), conceptos de amplitud, fase, valor promedio y valor RMS.

Análisis sinusoidal temporal en estado estacionario (2h)

  • Solución a la ecuación diferencial con entrada sinusoidal, caso general respuesta natural y forzada.
  • Solución a la ecuación aplicada a circuitos R, L, C, RL y RLC.

Análisis general de circuitos en el dominio de la frecuencia (2h)

  • El operador s y su aplicabilidad.
  • Modelado físico del elemento RLC en el domino s.
  • Solución a circuitos R, L, C, RL y RLC en dominio del operador s.

Análisis sinusoidal en estado estacionario a entradas sinusoidales. (2h)

  • Análisis en el dominio de la frecuencia para entradas de tipo sinusoidal.
  • Teorema de Euler y excitación compleja.
  • Impedancia y admitancia como función de jw.
  • Solución de la ecuación aplicada a circuitos R, L, C, RL y RLC en dominio de la frecuencia, caso jw.

Relación de fase entre variables eléctricas y elementos R, L y C (4h)

  • Fasores: concepto de fasor como representación de una variable eléctrica sinusoidal en estado estacionario, fasor en representación cartesiana (aplicando leyes de Euler).
  • Diagramas fasoriales: Algebra de fasores aplicada a circuitos de corriente alterna, representación fasorial de tensiones, corrientes e impedancias en corriente alterna.

Ondas con componentes armónicos (2h)

  • Concepto de ondas compuestas a partir del teorema de Fourier.
  • Valor RMS de ondas alternantes no sinusoidales.
  • Interpretación gráfica de la transformada rápida de Fourier (FFT).
  • Análisis de circuitos con fuentes sinusoidales compuestas de varias armónicas.

Energía y potencia en circuitos de corriente alterna (6h)

  • Solución de la integral de la energía transmitida por ciclo con armónicas, deducción de las expresiones para potencia activa y reactiva como función temporal.
  • Deducción a partir de la integral del factor de potencia aparente y desplazado por componentes armónicos. 
  • Cálculo de la potencia considerando solamente 1a frecuencia fundamental, empleando los diagramas fasoriales y el triángulo de potencias.

Teoremas de máxima transferencia de potencia, corrección de factor de potencia. Técnicas de análisis de redes, aplicación en corriente alterna (4h)

  • Leyes de Kirchhoff, reducción de impedancias, impedancias en serie y en paralelo, transformación delta - estrella, divisores de tensión y corriente de la sección conectada a su impedancia característica.
  • Ánalisis de nodos y mallas, teorema de superposición, transformación de fuentes, teoremas de Thévenin y Norton.

Conceptos de respuesta en frecuencia (6h)

  • Comportamiento de la impedancia de un circuito ante diferentes frecuencias de excitación sinusoidal en estadoestable.
  • Diagramas polares y diagramas de cambio de magnitud y fase, para el análisis del comportamiento de la impedancia, la tensión y la corriente de un circuito, ante cambios en la frecuencia de excitación sinusoidal en estado estacionario.
  • Resonancia, frecuencia de resonancia, factor de calidad Q y utilización en los sistemas.

Introducción al uso de programas de simulación de circuitos eléctricos (2h)

  • Utilización de los paquetes de software para la simulación de circuitos eléctricos disponibles en la Escuela.

Introducción a filtros(4h)

  • Concepto de función de transferencia de un sistema como su relación entrada/salida. Caso específico de los sistemas con excitación sinusoidal como función de H(jw). 
  • Elementos de análisis de la función de H(jw): constante de transmisión, ganancia, concepto de decibel.
  • El problema general del filtro, concepto de filtro y caracterización de su respuesta en el diagrama de magnitud y fase. Filtros paso alto, paso bajo, pasa banda, rechaza banda.
  • Frecuencia de media potencia como frecuencia de corte.
  • Análisis de la respuesta de las configuraciones RLC aplicado a filtros de señales.

Introducción de sistemas trifásicos (1h)

  • Concepto del sistema trifásico, diagramas vectoriales y notación de doble subíndice, ejemplos de sistemas de dos fases, sistema de tres fases. Sistema trifilar.
Sistemas trifásicos balanceados (5h)
  • Fuentes de tensiones trifásicas, concepto de secuencia de fase.
  • Sistemas trifásicos balanceados estrella, tensión y corriente de línea y fase, diagrama fasorial.
  • Sistemas trifásicos balanceados delta, tensión y corriente de línea y fase, diagrama fasorial.
  • Potencia trifásica de sistemas balanceados.
  • Estructura general de sistemas trifásicos, sistemas de cuatro hilos, sistemas con impedancia de línea, conversión delta-estrella, armónicos en esquemas estrella, armónicos en esquemas delta.
Sistemas trifásicos desbalanceados (6h)
  • Diagramas fasoriales de sistemas desbalanceados, balance de cargas.
  • Sistemas trifásicos desbalanceados estrella, sistemas de cuatro hilos y puestos a tierra, sistemas con impedancia de línea desbalanceados.
  • Cálculo de potencia por fase, cálculo del factor de potencia desbalanceado.
  • Corrección del factor de potencia en sistemas desbalanceados.
  • Desplazamiento del neutro en sistemas no puestos a tierra.

Introducción al uso de programas de simulación de circuitos eléctricos trifásicos (2h)

  • Utilización de los paquetes de software para simulación de sistemas de potencia disponibles por la Escuela.
Componentes simétricas (6h)
  • Concepto de componentes simétricas como transformación lineal.
  • Secuencia positiva, negativa, cero; operador a, componentes simétricas del caso trifásico.
  • Transformación de tensiones y corrientes desbalanceadas, conversión de impedancias a componentes de secuencia.
  • Análisis de sistemas en delta, análisis de redes de secuencia.
  • Análisis mediante redes de secuencia.

Topología de redes eléctricas (6h)

  • Concepto de gráfica. Topología de redes, definiciones.
  • Gráfica de un circuito eléctrico. Árbol, conjuntos cortados y vinculados de la gráfica de una red. Número de corrientes de lazo independientes. Número de tensiones entre pares de nodos independientes.
  • Ley de incidencia de las corrientes y Ley de contorno de las tensiones. Modelado de las redes eléctricas
  • Aplicaciones del análisis topológico de las redes eléctricas. 

Competencias

N/A


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