CIRCUITOS ELÉCTRICOS
OBJETIVO GENERAL
Resolver y diseñar circuitos eléctricos básicos empleando sus leyes y principios fundamentales, generando una actitud reflexiva, analítica, creativa y ordenada que permita proyectar la asignatura en los sistemas de medición y procesamiento de señales biomédicas.
METODOLOGÍA
Clases magistrales
Laboratorios
Análisis
Diseño
Simulación
CIRCUITOS ELÉCTRICOS
CONTENIDO
Leyes y técnicas para el análisis de circuitos
Análisis en el dominio del tiempo
Análisis en el dominio de la frecuencia
Respuesta en frecuencia y filtros pasivos
CIRCUITOS ELÉCTRICOS
CIRCUITOS ELÉCTRICOS
EVALUACIÓN
Quiz No 1 (3%) jueves 4 de agosto
Quiz No 2 (3%) martes 30 agosto
Parcial (20%) martes 13 de septiembre
Quiz No 3 (3%) martes 27 de septiembre
Quiz No 4 (3%) lunes 24 de octubre
Quiz No 5 (3%) jueves 3 de noviembre
Final (30%) martes 15 de noviembre. Tema: Todo.
Laboratorios (20%) -7-
Proyecto integrador (15%)
CIRCUITOS ELÉCTRICOS
BIBLIOGRAFÍA
http://bioinstrumentacion.eia.edu.co
NILSSON, James W. y RIEDEL, Susan A. Circuitos eléctricos. 7 ed . New Yersey : Prentice Hall, 2005. (621.3815/N712/7ed).
HAYT, William H. KEMMERLY, Jack E. y DURBIN, Steven M. Análisis de circuitos en ingeniería. 7 ed. México: McGraw-Hill, 2007. (621.38153/H426a/6ed).
DECARLO, Raymond A. y LIN, Pen-Min. Linear circuit analysis. 2 ed. New York: Oxford University, 2001. (621.3815/D291).
CARLSON, A. Bruce. Circuitos: ingeniería, conceptos y análisis de circuitos eléctricos lineales. México : Thomson, 2001.
BOYLESTAD, Robert L. Introducción al análisis de circuitos. 10 ed. México: Pearson/Prentice Hall, 2004. (621.3815/B792a/10ed).
CAPITULO 1: LEYES Y TÉCNICAS PARA
EL ANÁLISIS DE CIRCUITOS
1.1 INTRODUCCIÓN
Realidad
Modelación
Análisis
Diseño
SIMULACIÓN
Construcción de prototipo
Generalización del modelo
Producción en serie
1.2 DEFINICIONES BÁSICAS
A. Modelo circuital: Modelo matemático para representar un sistema
real.
B. Componentes ideales: Modelos de los componentes reales.
C. Análisis de circuitos: Técnicas matemáticas de pronóstico.
D. Diseño de circuitos: Buscar modelos y componentes para cumplir
con una función dada.
E. Prototipo físico: Materialización de la solución.
1.2 DEFINICIONES BÁSICAS
F. Carga eléctrica: Propiedad fundamental de la materia. Se
representa por la letra Q o q. Se mide en coulombs (C).
La menor carga posible es la del electrón e = -1.602 x 10-19 C.
G. Voltaje: Fuerza eléctrica causada por la separación de cargas.
Matemáticamente:
v= dw/dq 1.1 v=voltaje en voltios (V)
w= energía en Joules (J)
q= carga en Coulombs (C)
(Gp:) –
(Gp:) +
(Gp:) –
(Gp:) –
1.2 DEFINICIONES BÁSICAS
H. Corriente: Flujo eléctrico producido por las cargas en movimiento.
Matemáticamente:
i= dq/dt 1.2 i=corriente en amperios (A).
q= carga en coulombs (C)
t= tiempo en segundos (s)
I. Elemento básico ideal de un circuito:
Posee dos terminales
Se describe matemáticamente en términos de voltaje y corriente.
No puede subdividirse en otros elementos.
(Gp:) 1
(Gp:) 2
(Gp:) +
v
–
(Gp:) i
1.2 DEFINICIONES BÁSICAS
NOTA: Convención pasiva de los signos:
“Cuando la dirección de referencia para la corriente en un
elemento, se asigne en la dirección de caída de voltaje de
referencia a través del elemento, se usa un signo positivo en cualquier expresión que relacione al voltaje con la corriente.
De lo contrario se usa un signo negativo”.
1.2 DEFINICIONES BÁSICAS
J. Energía: Es el medio de intercambio de todo sistema físico. Se
mide en Joules (J).
K. Potencia: Es la velocidad a la cual se disipa o se absorbe energía.
Matemáticamente:
p = dw/dt 1.3 p= potencia en Watts (W)
w= energía en Joules (J)
t = tiempo en segundos (s)
o también: p = dw/dt = (dw/dq) (dq/dt) = v* i
p= v* i. 1.4
1.2 DEFINICIONES BÁSICAS
1
2
+
v
–
1
2
–
v
+
1
2
+
v
–
1
2
–
v
+
Convención para la potencia:
i
i
i
i
p = v*i
consume
p = -v*i
entrega
p = -v*i
entrega
p = v*i
consume
1.3 ELEMENTOS DE CIRCUITOS
Nota: leer página 26 Libro de Nilsson (seguridad eléctrica)
DEFINICIÓN: Un circuito es una interconexión de elementos
ideales para modelar un sistema real.
A. Fuentes de voltaje y corriente:
“Una fuente eléctrica es un aparato capaz de convertir energía
no eléctrica en eléctrica y viceversa”
Ejemplo:
+
–
Batería
Dinamo
1.3 ELEMENTOS DE CIRCUITOS
“ Una fuente ideal de voltaje es un elemento de circuito que mantiene
un voltaje preestablecido entre sus terminales sin importar la corriente
que fluye por ellas”.
“ Una fuente ideal de corriente es un elemento de circuito que mantiene
una corriente preestablecida fluyendo por sus terminales sin importar
el voltaje en ellas”.
+
_
Vs
Is
Fuente ideal
de voltaje
Fuente ideal
de corriente
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