Análisis de circuitos eléctricos
El dominio de análisis de circuitos eléctricos evalúa el modelado de redes lineales en CD y CA, la aplicación de las leyes de Kirchhoff y la reducción de circuitos a equivalentes de Thévenin o Norton. También prueba la interpretación de fasores, impedancias y potencia compleja.
Reglas centrales
- LCK: la suma algebraica de corrientes en un nodo es cero; fija la convención de signos antes de plantear ecuaciones.
- LVK: la suma de caídas de tensión en una trayectoria cerrada es cero.
- Thévenin/Norton: apaga fuentes independientes para R_th (corta las de voltaje, abre las de corriente); con fuentes dependientes aplica una fuente de prueba.
- Superposición: solo para V e I en circuitos lineales; no se usa para potencia.
- En CA, Z = R + jX y S = V I* = P + jQ; distingue valor pico, RMS y promedio.
Ejemplo resuelto
Una fuente de 12 V alimenta R1 = 4 Ω en serie con el nodo A; de A a tierra hay R2 = 6 Ω y R3 = 12 Ω. Para Thévenin en A: R2||R3 = 6×12/18 = 4 Ω; V_th = 12×4/(4+4) = 6 V; R_th = 4||4 = 2 Ω. Con carga de 8 Ω, I = 6/(2+8) = 0.6 A y V_carga = 4.8 V. El voltaje bajo carga no es V_th.
Errores que cuestan puntos
- Invertir signos por no declarar corrientes salientes del nodo.
- Calcular R_th con las fuentes activas o sin considerar su resistencia interna.
- Aplicar superposición a la potencia, que no es lineal.
- Mezclar RMS con pico al calcular P = V I cos φ.
- Interpretar una reactancia capacitiva como resistencia negativa en el diagrama fasorial.