lunes, 16 de mayo de 2016

ANÁLISIS DE CIRCUITOS Y SISTEMAS LINEALES

Son fuentes dependientes aquellas cuya tensión o corriente es proporcional a la tensión o corriente por alguna rama del circuito.

A la constante de proporcionalidad se la llama genéricamente "ganancia".

9.1 Tipos de fuentes dependientes

Tenemos cuatro tipos posibles:
  • Fuente de tensión controlada por tensión.
µ ≡ ganancia de tensión en cto. ab. (adimensional)
  • Fuente de corriente controlada por corriente.
β ≡ ganancia de corriente en ccto. (adimensional)
  • Fuente de tensión controlada por corriente.
ρ ≡ resistencia de transferencia o transresistencia (Ω)
Donde:

  • Fuente de corriente controlada por tensión.
 ≡ transconductancia (Ω-1)
Donde:
Casos particulares que permiten una clara simplificación:
  1. Fuente de tensión controlada por su propia corriente.
V= R I1 , se puede considerar que la fuente equivale a una resistencia de valor R = ρ
  1. Fuente de corriente controlada por su propia tensión.
I = V1/R se puede considerar la fuente como una resisten-cia de valor 

9.2 Análisis de circuitos con fuentes dependientes

Movilidad y transformación de fuentes: Las reglas vistas siguen siendo válidas, aunque hay que tener cuidado para no perder la referencia de la fuente.
El Teorema de superposición se aplica solo a las fuentes independientes, las fuentes dependientes no se pueden anular.
El método de análisis por mallas y nodos es idéntico al visto anteriormente, pero hay que añadir una nueva ecuación relacionada con la fuente dependiente.
Cálculo de los equivalentes de Thévenin y Norton
Las fuentes dependientes NO SE PUEDEN ANULAR para calcular RTH o RN, solo se anulan las fuentes independientes. Entonces no se puede calcular la R equivalente por asociación de resistencias, sino que se aplica el método I-V (o método de fuente "test")  se aplica una tensión Vx en bornas donde se quiere obtener Req y se determina la corriente Ix, de modo que
Para calcular: (Req)
Anulando solo las fuentes independientes. Aplicamos una fuente de test:
Y se calcula: 





FUENTES DEPENDIENTES.
Las fuentes dependientes modelan la situación en la cual la tensión o la corriente de un elemento de circuito es proporcional a la tensión o a la corriente de otro elemento de circuito. Las fuentes dependientes son usadas para modelar dispositivos electrónicos tales como transistores y amplificadores. Por ejemplo, la tensión de salida de un amplificador es proporcional a la tensión de entrada del mismo, así un amplificador puede ser modelado como una fuente dependiente. (Dorf & Svoboda, 2006, pág. 41)

Hay dos tipos de fuentes dependientes, la fuente dependiente de tensión y la fuente dependiente de corriente.
Figura 15. Fuente dependiente de tensión.
Figura 16. Fuente dependiente de corriente.
Lo cual no quiere decir que la fuente de tensión dependa siempre de una tensión en otro elemento del circuito, ni que la fuente dependiente de corriente dependa únicamente de un valor de corriente en el circuito.








Redes con fuentes dependientes

1. Análisis por mallas
El objetivo es obtener una fuente de voltaje cuya variable de control dependa de las corrientes de mallas, que normalmente son las incógnitas.
EJEMPLO: Con fuente de voltaje dependiente controlada por corriente (FVCC).

Reagrupando:



La ganancia de la fuente dependiente altera la simetría de la matriz de coeficientes.
Si las fuentes son de corriente, controladas tanto por voltaje como por corriente, las transformamos en fuentes de voltaje. Para ello, deben tener un resistor en paralelo, si no lo tienen, se aplica "movilidad".
EJEMPLO:



2. Análisis por nodos
Análogamente, el objetivo es conseguir una fuente de corriente cuyo valor dependa directamente de los voltajes de los nodos (incógnitas).
a. En una fuente de corriente controlada por voltaje, únicamente se debe expresar el voltaje de control en función de los voltajes de los nodos.
b. Si es una fuente de corriente controlada por corriente, se expresa ésta última en función de los voltajes de los nodos (aplicando la ley de Ohm).
c. Si son fuentes de voltaje, se transforman en fuentes de corriente, empleando movilidad si no tienen resistencia en serie, y se aplica el apartado a o b, según sea la variable de control.
EJEMPLO:


Dos nodos:




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