El objetivo de esta investigación es adquirir los conocimientos más importantes de la unidad cuatro de la materia Circuitos Eléctricos II

INSTITUTO TECNOLÓGICO DE LÁZARO CÁRDENAS

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OBJETIVO.

El objetivo de esta investigación es adquirir los conocimientos más importantes de la unidad cuatro de la  materia Circuitos Eléctricos II, esto con el fin de dedicar más tiempo a otras unidades de la materia. Además de adquirir los conocimientos básicos también se quiere entender la aplicación de cálculos a este tipo de circuitos, esto para ser competentes en el análisis de circuitos de dos puertos.

INTRODUCCIÓN.

En el presente documento se mostrara al lector una síntesis del tema “Redes de dos puertos”, resultado de una investigación y análisis de ejercicios respecto a los tres puntos que resalta el temario de Circuitos Eléctricos II, los cuales son: 4.1 Parámetros de red (z, y, h), 4.2 Parámetros de transmisión y 4.3 Conexión de redes de dos o más puertos, donde a lo largo de esta síntesis se definirán los conceptos básicos, se mostraran las formulas establecidas para cada caso y posteriormente se aplicaran los conocimientos adquiridos a diversos ejercicios con su respectiva solución y procedimiento.

El documento presentara la información en el orden establecido por el temario, que es el mismo orden que siguió esta introducción al presentar los temas.

DESARROLLO.

4.1 PARAMETROS DE RED (z, y, h).

Se conoce como puerto a una pareja de terminales a través de las cuales es posible que entre o salga corriente de una red. Los dispositivos o elementos de las dos terminales (como resistores, capacitores e inductores) son redes de un puerto ya que cuentan con dos terminales, una de entrada y otra de salida. En general, una red puede tener n puertos. Un puerto es un acceso a la red y consta de un par de terminales. La corriente que entra en una terminal sale a través de la otra, de modo que la corriente neta que entra al puerto es igual a cero. En esta sección únicamente se estudiaran redes de dos puertos.

En si una red de dos puertos es una red eléctrica con dos puertos diferentes para la entrada y la salida.

Es necesario el estudio de las redes de dos puertos debido a dos razones principales. En primer lugar, dichas redes resultan útiles en las comunicaciones, los sistemas de control, los sistemas de potencia y la electrónica (como el modelado de transistores). En segundo lugar se usan para conocer los parámetros de una red de dos puertos, lo cual permite tratarla como una “caja negra” cuando esta incrustada en una red mayor.

La caracterización de una red de dos puertos requiere que se relacionen las cantidades en las terminales V1, V2, I1 e I2, tal como se ilustra en la Figura 1.1, de las cuales dos son independientes. En este reporte se estudiara como conectar las redes de dos puertos en serie, paralelo o en cascada, prestando atención principalmente en el comportamiento de las terminales, suponiendo que los circuitos de dos puertos no contienen fuentes independientes

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Figura 1.1. Red de dos puertos

PARAMETRO DE RED Z O DE IMPEDANCIA.

Los parámetros de impedancia y de admitancia se emplean comúnmente en las síntesis de filtros. Son útiles en el diseño y en el análisis de redes de acoplamiento y de impedancia, así como para las redes de distribución de potencia. Se analizaran los parámetros de impedancia a continuación.

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1.                                                                      b)

Figura 1.2. Red lineal de dos puertos. a) alimentada con una fuente de tensión. b) alimentada con una fuente de corriente.

Una red de dos puertos puede alimentarse por medio de una tensión como se muestra en la Figura 1.2a) o por una corriente como se muestra en la Figura 1.2b). A partir de cualquiera de estas dos figuras, es posible relacionar las tensiones en las terminales con las corrientes en las terminales como:

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O en forma matricial como

                                                                             (2.1)[pic 11]

Recordando que solo dos de las cuatro variables V1, V2, I1 e I2 son independientes. Las otras dos pueden encontrarse utilizando la ecuación (1.1)

Los términos Z se denominan parámetros de impedancia, o simplemente parámetros z, cuyas unidades son el ohm.

El valor de los parámetros puede evaluarse fijando I1 = 0 (Puerto de salida en circuito abierto). Por lo tanto:

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Puesto que los parámetros Z se obtienen poniendo en circuito abierto el puerto de entrada o de salida, entonces se les denomina parámetros de impedancia en circuito abierto. Específicamente.

Z11 = [pic 15]

Z12=[pic 16]

Z21=[pic 17]

Z22 = [pic 18]

De acuerdo con la ecuación (3.1), se obtienen Z11 y Z21  conectando V1 o una fuente de corriente I1 al puerto 1 con el puerto 2 abierto, como en la Figura 1.3a) y encontrando I1 y V1 se obtiene:

                                                                           (4.1)[pic 19][pic 20]

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