MATERIA: CIRCUITOS ELÉCTRICOS II
CUARTO AÑO
Objetivo: Que el estudiante aprenda las técnicas que permiten
utilizar la computadora para efectuar estudios y análisis en circuitos
eléctricos, así como usar esta herramienta en general para resolver problemas
de sistemas eléctricos, cuyos elementos se modelen como componentes de
circuitos eléctricos.
Bibliografía.
1.-
Network Analysis.
M.E. Van Valkenburg.
Prentice-Hall, 1974.
2.- Análisis de Circuitos en Ingeniería.
W.H.
Hayt, Jr & J.E. Kemmerly.
Mc.Graw-Hill, 1988.
3.-
Computer Methods in Power System Analysis.
Stagg And El-Abiad.
Mc.Graw-Hill, 1968.
4.- Circuitos Eléctricos CA/CC.
Charles
I. Hubert.
Mc.Graw-Hill, 1985.
5.- Análisis de Circuitos Eléctricos.
I.S.
Bobrow.
Interamericana, 1985.
6.-
Introdution to Modern Network Synthesis
M.E. Valkenburg.
John Wiley And Sons, 1960.
7.-
Analysis of Electric Circuits.
G. Zeveke, P. Iontem, A. Netushil & S.
Straknov.
Mir, 1986.
8.- Circuitos Eléctricos.
Joseph
A. Administer.
Serie de Compendios Schaums.
Mc.Graw-Hill,
1970.
9.-
Transformer Modelling of Unbalanced Three-Phase Networks.
W. Dillon and Mo-Shing Chen.
Artículo Presentado en el IEEE PES
Summer Meeting, pp. 9-14, San Francisco, Calif. U.S.A. Julio 1974.
10.- Analysis of unbalanced polyphase networks by the method of phase co-ordinates.
M.A. Laughton.
Part 1. System representation in phase
frame of reference.
Proc. IEEE, Vol. 115, No.8, Agosto
1968.
11.-
Analysis of unbalanced polyphase networks by the method of phase co-ordinates.
M.A. Laughton.
Part 2. Fault analysis. Proc. IEEE, Vol. 116, No.5, Mayo
1969.
12.- La matriz [Ybus], formación e
interpretación.
Salvador Acha Daza.
Laboratorio de Ingeniería Eléctrica. U.M.S.N.H. Enero 1979.
13.- La matriz [Zbus], formación e
interpretación.
Salvador Acha Daza.
Laboratorio de Ingeniería Eléctrica. U.M.S.N.H. Marzo 1979.
14.- Solución transitoria de
circuitos RLC con inductancia no lineal, usando
microcomputadora personal.
Salvador Acha Daza.
Escuela de Ingeniería Eléctrica. U.M.S.N.H. Mayo 1985.
15.- La teoría de circuitos y su
aplicación al análisis de redes eléctricas.
Isaías Elizarraraz A. y Elisa Espinosa J.
Primer congreso de ingeniería electromecánica y de sistemas,
IPN, México, D.F.
Noviembre 1991.
Programa
Sintético:
1.- Formulación Nodal para el Análisis de Circuitos Eléctricos.
2.- Programa Computacional para Resolver la
Formulación Nodal de Circuitos
Eléctricos.
3.- Formulación de Mallas.
4.- Formulación de Ramas.
5.- Redes de Cuatro Terminales.
6.- Análisis Transitorio de Circuitos Eléctricos por Computadora.
7.- Análisis de Sistemas Polifásicos.
8.- Modelado de Transformadores Trifásicos.
9.- Formación de las Redes de Secuencia.
10.- Análisis Polifásico de
Sistemas Eléctricos.
11.- Temas Especiales.
Programa
Desarrollado.
1.- Formulación Nodal para el Análisis de Circuitos Eléctricos.
1.1.- Gráfica de un circuito y conceptos fundamentales.
1.2.- Tabla
de conectividad.
1.3.- Matriz
de incidencia elemento-nodo.
1.4.-
Formulación nodal.
1.5.-
Fuentes de corriente y de voltaje.
1.6.-
Efectos magnéticos mutuos.
1.7.-
Solución de la formulación nodal.
1.8.-
Voltajes y corrientes en los elementos del circuito.
1.9.-
Ejemplos de aplicación.
1.10.- Examen.
2.- Programa Computacional para Resolver la Formulación Nodal de Circuitos
Eléctricos.
2.1.- Estructuración del programa.
2.2.- Subrutina para formar las matrices de
incidencia.
2.3.- Subrutina para formar [Ybus].
2.4.- Subrutina para invertir matrices complejas.
2.5.- Subrutina para obtener los voltajes nodales.
2.6.- Subrutina para obtener los voltajes en los
elementos.
2.7.- Subrutina para obtener las corrientes en los
elementos.
2.8.- Ejemplos prácticos de aplicación.
2.9.- Examen.
3.- Formulación de
Mallas.
3.1.- Mallas básicas en un circuito eléctrico.
3.2.- Matriz de incidencia elemento-malla básica.
3.3.- Formulación de mallas.
3.4.- Formulación de mallas a partir de la
formulación nodal.
3.5.- Solución de la formulación de mallas.
3.6.- Ejemplos.
4.- Formulación de
Ramas.
4.1.- Conjuntos cortados básicos en un circuito
eléctrico.
4.2.- Matriz de incidencia elemento-conjunto cortado
básico.
4.3.- Formulación de ramas.
4.4.- Formulación de ramas a partir de la
formulación nodal.
4.5.- Solución de la formulación de ramas.
4.6.- Ejemplos.
5.- Redes de Cuatro
Terminales.
5.1.- Conceptos fundamentales.
5.2.- Funciones de transferencia.
5.3.- Principio de reciprocidad.
5.4.- Obtención de los parámetros [y].
5.5.- Obtención de los parámetros [z].
5.6.- Obtención de los parámetros de redes de cuatro
terminales por computadora.
5.7.- Parámetros de transmisión y de transmisión
inversos.
5.8.- Parámetros híbridos e híbridos inversos.
5.9.- Ejemplos de aplicación.
5.10.- Examen.
5.11.- Obtención de los parámetros
de redes de 4 terminales por mediciones en el laboratorio.
5.12.- Comparación de parámetros
medidos y calculados.
5.13.- Reporte técnico de redes de
4 terminales.
6.- Análisis Transitorio de Circuitos Eléctricos por Computadora.
6.1.- Introducción al análisis
transitorio.
6.2.- Respuesta transitoria.
6.3.- Constante de tiempo de un
circuito.
6.4.- Determinación de las
condiciones iniciales.
6.5.- Variables de estado.
6.6.- Soluciones analíticas de las
ecuaciones de estado.
6.7.- Formulación de las
ecuaciones de estado de un circuito.
6.8.- Ejemplos de formulación de ecuaciones en forma matricial.
6.9.- Solución numérica de las ecuaciones de estado.
6.10.- Errores numéricos y
selección del paso de integración.
6.11.- Programa computacional para
resolver transitorios en circuitos eléctricos.
6.12.- Aplicación de las hojas de
cálculo para resolver transitorios en circuitos eléctricos.
7.- Análisis de Sistemas Polifásicos.
7.1.- Voltajes y corrientes trifásicos.
7.2.- Representación fasorial de los parámetros eléctricos.
7.3.- Secuencia de fases y voltaje de referencia.
7.4.- Potencia en un elemento o sistema trifásico.
7.5.- Factor de potencia.
7.6.- Método de los dos wattmetros para medir potencia.
7.7.- Análisis fasorial de los sistemas trifásicos.
7.8.- Conexiones en los elementos trifásicos.
7.9.- Transformación de conexiones.
7.10.- Características de cada
conexión.
7.11.- Representación monofásica
de los sistemas trifásicos.
7.12.- Obtención de la impedancia
de carga de un elemento trifásico.
7.13.- Representación matricial de
los parámetros eléctricos de un elemento trifásico.
7.14.- Componentes de Clarke.
7.15.- Componentes simétricas.
7.16.- Interpretación física de
las componentes simétricas.
7.17.- Componentes simétricas de
las impedancias de los elementos trifásicos.
8.-
Modelado de Transformadores Trifásicos.
8.1.- Principios fundamentales
para el modelado de transformadores.
8.2.- Matriz [yprim] y
matriz de conectividad de los transformadores trifásicos.
8.3.- Conexión estrella
aterrizada-delta.
8.4.- Conexión estrella-estrella.
8.5.- Eliminación de los neutros.
8.6.- Submatrices para representar
polifásicamente a los transformadores trifásicos.
8.7.- Conexión v-v de transformadores.
8.8.- Componentes simétricas de las representaciones
de los transformadores.
8.9.- La corriente de avalancha en los
transformadores.
8.10.- La tercer armónica en el neutro de
transformadores y su eliminación.
9.- Formulación de las Redes de Secuencia.
9.1.- Los circuitos de secuencia de una red
eléctrica.
9.2.- Formación de las redes de secuencia de un
sistema trifásico.
9.3.- Formación de [Ybus] de las redes de
secuencia.
9.4.- Ejemplos de aplicación.
10.- Análisis
Polifásico de Sistemas Eléctricos.
10.1.- Formación de la [Ybus] polifásica.
10.2.- Formación del vector polifásico de corrientes
Ibus.
10.3.- Solución de la formulación nodal polifásica.
10.4.- Ejemplos de aplicación.
11.- Temas Especiales.
Sí el tiempo lo permite, se incluirán tópicos
especiales como:
11.1.- Transformada de fourier.
11.2.- Digitalización de señales.