Métodos de análisis para circuitos complejos

Cuando se trata de circuitos complicados, como circuitos con muchos bucles y muchos nodos, puede utilizar algunos trucos para simplificar el análisis. Las siguientes técnicas de análisis de circuitos son útiles cuando se desea encontrar el voltaje o la corriente para un dispositivo específico. También son útiles cuando tiene muchos dispositivos conectados en paralelo o en serie, dispositivos que forman bucles o varios dispositivos conectados a un nodo en particular.

  • Análisis de nodos y tensiones: Los nodos son puntos particulares en un circuito. Cuando muchos dispositivos están conectados a un punto en particular, se puede hacer de este nodo un nodo de referencia y pensar que tiene una tensión de 0 V. Luego se utiliza como punto de referencia para medir la tensión de un nodo en particular. Después de encontrar los voltajes del nodo, se usan las relaciones corriente-voltaje (i-v) como la ley de Ohm para encontrar las corrientes del dispositivo y se usan los voltajes del nodo para encontrar los voltajes del dispositivo.
  • Análisis de corriente de malla: Una malla es un bucle sin dispositivos encerrados en el bucle, donde los límites de la malla son los dispositivos que forman el bucle. el análisis de la corriente de la malla permite encontrar corrientes de malla desconocidas en un circuito utilizando la ley de voltaje de Kirchhoff (KVL). Las ecuaciones de malla son ecuaciones KVL con corrientes de malla desconocidas como variables. Después de encontrar las corrientes de malla, se utilizan las relaciones i-v para encontrar los voltajes del dispositivo.
  • Superposición: Para circuitos lineales con fuentes independientes, puede utilizar la superposición para encontrar la salida de tensión y corriente de un dispositivo en particular. La superposición implica encender las fuentes una a la vez mientras se apagan las otras fuentes. Se apaga una fuente de corriente sustituyéndola por un circuito abierto, y se apaga una fuente de tensión sustituyéndola por un cortocircuito. Para obtener el resultado total, se calcula la suma algebraica de las contribuciones individuales debidas a cada fuente.
  • Equivalentes de Thévenin/Norton: El análisis de circuitos puede resultar tedioso cuando se prueban diferentes cargas con el mismo circuito fuente. El teorema de Thévenin dice que se puede reemplazar una red lineal de fuentes y resistencias entre dos terminales con una fuente de voltaje independiente (VT) en serie con una resistencia (RT), y el teorema de Norton dice que se puede reemplazar la red lineal de fuentes y resistencias con una fuente de corriente independiente (IN) en paralelo con una resistencia (RN) – vea la siguiente figura. Los circuitos equivalentes se mantendrán para todas las cargas (incluidas las cargas de circuito abierto y de cortocircuito) si tienen las mismas relaciones de tensión y corriente entre los bornes, para encontrar el equivalente de Thévenin o Norton es necesario calcular las siguientes variables: VT= VOC, IN= ISC, y RT = RN= VOC/ISC (donde T significa Thévenin, OC significa una carga de circuito abierto, Norton significa Norton, y SC significa una carga de cortocircuito) Cuando se desea analizar diferentes cargas conectadas en serie con el circuito de la fuente, el equivalente de Thévenin es útil; cuando las cargas se conectan en paralelo con el circuito de la fuente, el equivalente de Norton es una mejor opción. Los dos equivalentes están relacionados entre sí por una transformación de la fuente.
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