Análisis comparativo de los métodos para la resolución de circuitos eléctricos

  • Adriana Guadalupe Garza Álvarez Universidad Tecnológica Gral. Mariano Escobedo
Palabras clave: Ley de corrientes de Kirchhoff, Ley de voltajes de Kirchhoff, Teorema de Norton, Teorema de Thevenin, circuitos eléctricos.

Resumen

La forma de obtener el resultado de las variables incógnitas en un circuito eléctrico es el de analizar la estructura del mismo, la cual nos dará una idea, de cuál de los diferentes métodos de resolución sería el ideal para él. Entre los métodos podemos mencionar los siguientes:

  • Ley de corriente de Kirchhoff (KCL).
  • Ley de voltaje de Kirchhoff (KVL).
  • Teorema de Norton.
  • Teorema de Thevenin.

Cuando trabajamos con KVL, este método funciona idealmente para circuitos con pocos elementos, ya que por cada malla que se forme tendremos una ecuación, por ejemplo Un circuito con sólo 7 elementos tiene 7 corrientes de elementos y 7 elementos de voltaje

Para obtener las ecuaciones de mallas (KVL) se seguirán estos dos pasos:

1. Expresar los elementos de voltaje como funciones de corrientes de mallas.

2. Aplicar las Leyes de voltajes de Kirchhoff (KVL) en cada una de las mallas del circuito.

Así mismo para obtener las ecuaciones de nodos de voltaje (KCL) se seguirán estos dos pasos:

1. Expresar los elementos de corriente como funciones de los nodos de voltaje.

2. Aplicar la Leyes de corrientes de Kirchhoff en cada nodo del circuito excepto el de referencia.

Para aplicar el método de Thevenin en un circuito eléctrico, las fuentes pueden ser sustituidas por un par de nodos y crear un circuito equivalente constituido por una sola fuente de voltaje y una resistencia en serie. Dicha resistencia la calculamos eliminando las fuentes independientes vista desde el par de nodos considerados para la medición. También anular las fuentes de voltaje equivalente a un corto circuito y anular las corrientes al sustituirlas por un circuito abierto. Obteniendo así el valor de la fuente de voltaje, medido en el par de nodos considerados.

Para aplicar el método del Teorema de Norton en un circuito eléctrico, las fuentes pueden ser sustituidas por un par de nodos y crear un circuito equivalente constituido por una sola fuente de corriente y una resistencia en paralelo. Dicha resistencia la calculamos eliminando las fuentes independientes y simplificando el circuito a su resistencia equivalente vista desde el par de nodos considerados para la medición.

El valor de la fuente de corriente es igual a la corriente que circula en el cortocircuito que conecta los dos nodos.

Citas

BOYLESTAD, R. L. (1998). Análisis Introductorio de Circuitos. En R. L. Boylestad, Análisis Introductorio de Circuitos (págs. 239-261). México: Prentice Hall.

Cunningham, D., & Stuller, J. (2005). Basic Circuit Analysis. Jaico Publishing House.

Cunningham, J. A. (s.f.). 2005.

Dorf, R. (2014). Circuitos Eléctricos, Introducción al análisis y diseño. En Circuitos Eléctricos, Introducción al análisis y diseño (pág. 56). Alfaomega.

Dorf, R. C. (2014). Circuitos Eléctricos, Introducción al análisis y diseño. En R. C. Dorf, Circuitos Eléctricos, Introducción al análisis y diseño (págs. 115-128). Alfaomega.

Dorf, R. C. (2014). Circuitos Eléctricos, Introducción al análisis y diseño. En R. C. Dorf, Circuitos Eléctricos, Introducción al análisis y diseño (págs. 116-128). Alfaomega.

Ecured. (s.f.). Ecured. Obtenido de https://www.ecured.cu/Leyes_de_Kirchhoff#Segunda_ley_de_Kirchhoff.2C_o_ley_de_los_voltajes

González Hernández, J. G. (2017). Implementación de circuitos eléctricos para facilitar el aprendizaje de sistemas algebráicos lineales. Revista Iberoamericana de Producción Académica y Gestión Educativa.

Guillemin, E. A. (1958). Introductory Circuit Theory.

Ing. Franco Del Colle . (s.f.). Teoría de Circuitos. Obtenido de http://www.fceia.unr.edu.ar/tci/utiles/Apuntes/CAP%203%20-%202015.pdf

Joseph A. Edminister, M. S. (s.f.). Teoría y problemas de Circuitos Eléctricos. En M. S. Joseph A. Edminister, Teoría y problemas de Circuitos Eléctricos.

Lawanto, O. (2012). The use of enhanced guided in an electric circuits class an exploratory study . En O. Lawanto, The use of enhanced guided in an electric circuits class an exploratory study (págs. 16-21).

Nilson, J. w. (1955). Circuitos eléctricos. Argentina: Iberoamericana.

Nilsson, J. W., & Rediel, S. A. (2005). Circuitos Eléctricos. Madrid: Prentice Hall.

Ópticas, G. d. (s.f.). Tutorial de Teoría de Circuitos. Obtenido de http://gco.tel.uva.es/tutorial_cir/tema3/thev_nor.htm#1

Pereda, J. A. (s.f.). Personal Page of José A. Pereda. Obtenido de http://personales.unican.es/peredaj/pdf_Apuntes_AC/Presentacion-Metodos-de-Analisis.pdf

Sáez, G. E. (s.f.). Nuevo Formato para la resolución de circuitos eléctricos con fuentes de tensión ideales (fuentes de tensión dada), aplicando el mpetodo de nodos. Revista de II Jornada de Investigación en Ingeniería del NEA y paises LIMITROFES.

Universidad, H. M. (s.f.). Análisis Básico de Circuitos Lineales. Obtenido de http://repositorio.innovacionumh.es/Proyectos/P_19/Tema_1/UMH_02.htm

vlab.amrita.edu. (2011). Value @ Amrita. Obtenido de http://vlab.amrita.edu/?sub=1&brch=75&sim=217&cnt=6

ZEVEKE, G. V., & IONKIN, P. A. (1984). Principios de Electrotecnia. Buenos Aires: Grupo Editor de Buenos Aires.

Publicado
2017-06-12
Sección
Artículos Científicos