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++++Principios de Electricidad y Electrónica - 3ª Ed. RENFE

de ANTONIO HERMOSA DONATE
  • Autor: ANTONIO HERMOSA DONATE
  • N° de páginas: 368
  • Tamaño: 240x170
  • Formato: Paperback / softback
  • isbn: 9788426716309
  • Idioma: español
  • visitas: 80
Capítulo 1Conceptos y análisis de circuitos básicosen corriente alterna ..................................................................... 11.1 Resistencia puramente óhmica ................................................................. 11.2 La bobina en corriente alterna. Reactancia inductiva (XL) ...................... 11.3 El condensador en corriente alterna. Reactancia capacitiva (XC) ............ 61.4 Análisis de los circuitos elementales en corriente alterna ........................ 81.4.1 Análisis del circuito puramente resistivo ............................................... 81.4.1.1 Potencia eléctrica desarrollada .............................................. 121.4.2 Análisis del circuito puramente inductivo ............................................ 151.4.2.1 Potencia eléctrica desarrollada .............................................. 171.4.3 Análisis del circuito puramente capacitivo .......................................... 211.4.3.1 Potencia eléctrica desarrollada .............................................. 231.5 Conceptos sobre potencia en corriente alterna (activa, reactiva,aparente y cos ) ....................................................................................... 271.5.1 Potencia activa (P) ............................................................................... 271.5.2 Potencia reactiva (Q) ........................................................................... 271.5.3 Potencia aparente (S) ........................................................................... 281.5.4 Factor de potencia (cos ) ................................................................... 291.6 Ejercicios desarrollados ......................................................................... 331.6.1 Cálculo de las potencias en el circuito inductivo ................................. 331.6.2 Cálculo de las potencias en el circuito capacitivo ............................... 341.7 Ejercicios propuestos ............................................................................. 34Capítulo 2Introducción al cálculo de circuitos mediantenúmeros complejos .................................................................... 372.1 Introducción a los números complejos................................................... 372.2 El operador j (unidad imaginaria) .......................................................... 382.2.1 El operador j hace girar un vector 90º ................................................ 382.3 Concepto de número complejo .............................................................. 412.4 Formas de expresión de un número complejo ....................................... 442.4.1 Forma binómica ................................................................................... 442.4.2 Forma trigonométrica .......................................................................... 442.4.3 Forma polar ......................................................................................... 452.4.4 Ejercicio de ejemplo: Representación en la forma binómica,polar y trigonométrica: ........................................................................ 462.5 Ejercicios desarrollados ......................................................................... 482.6 Operaciones básicas con los números complejos .................................. 512.6.1 Aplicación de la calculadora ............................................................... 512.6.1.1 Ejemplo de operaciones de conversiónmediante calculadora .............................................................. 512.6.2 Suma de números complejos ................................................................ 532.6.2.1 Ejercicio de aplicación ........................................................... 552.6.3 Resta de números complejos ................................................................ 582.6.3.1 Ejemplo de aplicación ............................................................. 592.6.4 Operación de multiplicar ..................................................................... 602.6.4.1 Multiplicación en la forma binómica ...................................... 612.6.4.2 Multiplicación en la forma polar ............................................ 612.6.5 Operación de dividir ............................................................................ 622.6.5.1 División en la forma binómica ................................................ 622.6.5.1.1 Conjugado de un complejo ........................................... 622.6.5.2 División en la forma polar ...................................................... 652.7 Aplicación de la notación compleja a los circuitosde electricidad y electrónica ................................................................... 662.8 Ejercicios propuestos ............................................................................. 71Capítulo 3Circuitos serie con resistencia, inductanciay capacidad (R - L - C) .............................................................. 733.1 Circuito serie R - L ................................................................................ 733.1.1 Impedancia ........................................................................................... 763.1.2 Potencia ................................................................................................ 813.1.3 Ejercicio de ejemplo análisis ............................................................... 843.2 Circuito serie R-C .................................................................................. 853.2.1 Impedancia ........................................................................................... 893.2.2 Potencia ................................................................................................ 893.2.3 Ejemplo de ejercicio de análisis ........................................................... 913.3 Circuito serie R-L-C............................................................................... 933.3.1 Principios básicos generales ................................................................ 933.3.2 Ejemplo de cálculo ............................................................................... 983.3.3 Circuito R- L - C de carácter inductivo ............................................. 1013.3.4 Circuito R-C-L de carácter capacitivo ............................................... 1013.4 Resonancia en el circuito serie ............................................................. 1033.4.1 Principios básicos .............................................................................. 1033.4.2 Ejemplo de ejercicio ........................................................................... 1063.5 Ejercicios desarrollados ....................................................................... 1093.5.1 Circuito R - L ..................................................................................... 1093.5.2 Circuito R - C .................................................................................... 1143.5.3 Circuito R-L-C ................................................................................... 1163.6 Ejercicios propuestos ........................................................................... 120Capítulo 4Circuitos paralelo R-L-C: Principios básicos, resonanciay compensación de potencia reactiva ..................................... 1214.1 Introducción ......................................................................................... 1214.1.1 Generalidades sobre suma de intensidades y potencias .................... 1234.2 Circuito paralelo R-C ........................................................................... 1264.2.1 Susceptancia y admitancia ................................................................. 1284.2.2 Ejemplo de ejercicio de cálculo de un circuito R-C ........................... 1324.2.3 Ejemplo de aplicación de las admitancias ......................................... 1344.3 Circuito paralelo R-L ........................................................................... 1354.3.1 Ejemplo de ejercicio de cálculo de un circuito R-L ........................... 1374.4 Circuitos paralelo R-L-C ...................................................................... 1394.4.1 Circuito de carácter capacitivo .......................................................... 1394.4.2 Circuito de carácter inductivo ........................................................... 1424.4.3 Impedancia ......................................................................................... 1424.4.4 Ejemplo de ejercicio de cálculo de un circuito R-L-C ....................... 1434.5 Resonancia en el circuito paralelo ....................................................... 1494.6 Factor Q ............................................................................................... 1564.7 Compensación de la potencia reactiva ................................................. 1584.7.1 Calculo de los condensadores de compensación ............................... 1614.8 Ejercicios desarrollados ....................................................................... 1674.8.1 Montaje paralelo de un motor y una resistencia calefactora ............. 1674.8.2 Circuito serie - paralelo ................................................................... 1714.8.3 Compensación de reactiva ................................................................ 1764.8.4 Cálculo del cos en función del consumo de P y Q .......................... 1794.9 Ejercicios propuestos .......................................................................... 180Capítulo 5Introducción a la electrónica .................................................. 1835.1 Introducción ......................................................................................... 1835.2 ¿Qué es la electrónica? ......................................................................... 1835.3 Los semiconductores ............................................................................ 1855.4 Termistores........................................................................................... 1875.4.1 NTC .................................................................................................... 1875.4.2 PCT .................................................................................................... 1885.5 Células fotoconductoras. LDR ............................................................. 1895.6 Varistor (VDR) .................................................................................... 1905.7 El diodo ................................................................................................ 1935.7.1 El diodo en polarización inversa ....................................................... 1945.7.2 El diodo en polarización directa ........................................................ 1955.7.3 Valores de tensión e intensidad básicos del diodo ............................. 197Capítulo 6Circuitos de alimentación ....................................................... 1996.1 Introducción ......................................................................................... 1996.2 Partes básicas de una fuente de alimentación ...................................... 1996.2.1 Transformador ................................................................................... 2006.2.2 Rectificación ....................................................................................... 2006.2.3 Filtrado .............................................................................................. 2006.2.4 Regulación de tensión ........................................................................ 2016.3 Ejemplo de circuitos rectificadores prácticos ...................................... 2026.3.1 Circuito rectificador de media onda .................................................. 2026.3.2 Circuito rectificador de doble onda ................................................... 2046.3.2.1 Puentes rectificadores ........................................................... 2056.3.2.2 Circuito práctico rectificador con puente de diodos ............ 2066.4 Filtrado ................................................................................................. 2086.4.1 Cálculo práctico del condensador de filtro ........................................ 2096.4.2 Circuito práctico de un alimentador sencillo. Cálculos prácticos ..... 2106.5 Diodo zener .......................................................................................... 2116.5.1 Curva característica típica del zener ................................................. 2136.5.2 Circuito estabilizador básico ............................................................. 2146.5.3 Ejemplo práctico de circuito estabilizador ........................................ 215Capítulo 7Diodos LED, Displays, fotodiodos .......................................... 2197.1 El diodo LED ....................................................................................... 2197.2 Aspectos prácticos sobre los LED ....................................................... 2207.3 Aplicación práctica del LED ................................................................ 2217.3.1 Ejemplo de aplicación en un coche .................................................... 2217.3.2 Diodos LED intermitentes .................................................................. 2227.3.3 Simulador automático de alarma para coche ..................................... 2227.4 Displays de 7 segmentos ...................................................................... 2247.4.1 Ejemplo de montaje práctico .............................................................. 2267.4.2 Display de cátodo común ................................................................... 2267.5 El fotodiodo.......................................................................................... 2287.5.1 Funcionamiento y características ...................................................... 2287.5.2 Circuito básico de aplicación práctica del fotodiodo ........................ 229Capítulo 8Transistores .............................................................................. 2318.1 Introducción ......................................................................................... 2318.1.1 El transistor amplifica ........................................................................ 2318.1.1.1 Concepto de amplificar ......................................................... 2328.2 Principios básicos ................................................................................. 2338.2.1 El transistor en la práctica ................................................................. 2348.2.1.1 Función básica que realiza el transistor ............................... 2358.2.1.2 Ganancia de corriente (!) ..................................................... 2358.2.1.3 Ejemplo de circuito práctico. Control de unacarga de potencia .................................................................. 2368.2.1.4 Polarización del transistor.................................................... 2378.3 El transistor en conmutación ................................................................ 2408.3.1 Estado de corte ................................................................................... 2428.3.2 Estado de saturación .......................................................................... 2428.3.3 Circuito práctico: Encendido de un LED ........................................... 2438.3.3.1 Circuito con transistor PNP ................................................. 2458.3.4 Circuito practico de luz crepuscular .................................................. 2468.4 El transistor en amplificación lineal..................................................... 2488.4.1 Circuito práctico de etapa amplificadora .......................................... 2488.4.1.1 Ganancia de señal del circuito ............................................. 2498.4.1.2 Circuito de polarización ....................................................... 2508.4.1.3 Condensadores de acoplo de señal ....................................... 2518.5 Circuito Darlington .............................................................................. 2528.6 Transistores de efecto de campo (FET-MOS) ..................................... 2538.6.1 El transistor FET ................................................................................ 2548.6.2 el transistor MOSFET ........................................................................ 2558.7 Transistor UJT...................................................................................... 2568.8 El Fototransistor ................................................................................... 2568.8.1 Fototransistor BPW40. Características básicas ................................ 2578.8.2 Ejemplo de aplicación práctica del fototransistor ............................. 2588.9 Optoacopladores .................................................................................. 2598.9.1 Estructura interna y funcionamiento .................................................. 2598.9.2 El optoacoplador 4N26 ...................................................................... 2608.9.3 Circuito de aplicación práctica. Señales optoacopladas ................... 2608.10 Ejemplos de aplicaciones del transistor ............................................. 261Capítulo 9Tiristores .................................................................................. 2659.1 El tiristor (SCR) ................................................................................... 2659.1.1 Función básica del tiristor ................................................................. 2669.1.2 Circuito práctico de experimentación del tiristor .............................. 2669.2 Curvas características del tiristor ......................................................... 2699.2.1 Datos característicos básicos del tiristor ........................................... 2719.3 Regulación de potencia por ángulo de fase .......................................... 2719.3.1 Rectificación controlada .................................................................... 2739.3.1.1 Calculo de la tensión de salida ............................................. 2759.3.2 Circuito práctico regulador de potencia en continua ........................ 2769.3.2.1 Cálculo de la tensión de salida ............................................. 2789.3.2.2 Montaje práctico de experimentación ................................... 2799.4 El Triac ................................................................................................. 2819.4.1 Función básica del Triac .................................................................... 2819.4.2 Estados de polarización ..................................................................... 2829.4.3 Interruptor electrónico realizado con Triac ...................................... 2839.5 El Diac.................................................................................................. 2849.5.1 Función básica del Diac .................................................................... 2849.5.2 Circuito regulador en alterna con Triac-Diac ................................... 2859.5.3 Circuito de luz crepuscular con Triac ................................................ 287Capítulo 10Introducción a los circuitos integrados:Generadores de señal (CI 555) ............................................... 28910.1 Introducción a los circuitos integrados .............................................. 28910.2 El circuito integrado 555. Generador de señales ................................ 29210.2.1 Estructura interna funcional ............................................................ 29210.2.2 Funciones básicas de sus patillas .................................................... 29210.3 El 555 en montaje generador de señales ............................................ 29510.3.1 Diagrama de ondas .......................................................................... 29610.3.2 Funcionamiento del circuito ............................................................ 29710.3.3 Circuito práctico generador de ondas asimétricas .......................... 29810.3.4 Generador de ondas simétricas de f 1 Hz ..................................... 29910.4 El 555 como monoestable. Temporizador. ........................................ 30110.4.1 Funcionamiento del circuito ............................................................ 30110.4.2 Circuito práctico temporizador con el 555 ...................................... 303Capítulo 11Circuitos integrados reguladores de tensión ......................... 30711.1 Introducción ....................................................................................... 30711.2 Reguladores de tensión serie 78XX/79XX ........................................ 30811.2.1 Características generales ................................................................. 30811.2.2 Circuito de aplicación básica .......................................................... 31011.2.3 Montaje de un alimentador de 12 V con un 7812 ............................ 31011.2.4 El 79XX. Regulador de salida negativa ........................................... 31211.2.5 Alimentador con salida simétrica basado en un 7812 y 7912 .......... 31311.2.6 Reguladores de 3 A. Serie 78TXX .................................................... 31411.2.6.1 Fuente de alimentación de 5 V y 3 A basadaen un 78T05 ........................................................................ 31411.2.7 Reguladores de 100 mA. Serie 78LXX ............................................. 31511.2.8 Estructura y circuito interno de un regulador 7812 ........................ 31611.3. Reguladores de la serie LM317/337 ................................................. 31711.3.1 Características generales ................................................................. 31711.3.2 Circuito básico de aplicación del LM317 ........................................ 31811.3.2.1 Circuito experimental del LM317 ....................................... 32011.3.3 Fuente de alimentación de salida variablebasada en el LM 317 ........................................................................ 32111.3.4 Circuito para ajustar la intensidad de salida máxima ..................... 323Capítulo 12Amplificadores operacionales ................................................ 32712.1 Introducción ....................................................................................... 32712.2 Características básicas de los amplificadores operacionales ............. 32812.2.1 Ancho de banda ................................................................................ 32912.2.2 Amplificación de tensión .................................................................. 33012.2.3 Impedancia de salida ....................................................................... 33112.2.4 Impedancia de entrada ..................................................................... 33212.3 Los amplificadores operacionales son amplificadoresdiferenciales ....................................................................................... 33312.3.1 Alimentación simétrica ..................................................................... 33312.3.2 Entrada no inversora ....................................................................... 33412.3.3 Entrada inversora ............................................................................ 33512.3.4 Curva de respuesta saturación - saturación .................................... 33612.4 Consideraciones prácticas de cálculo con operacionales ................... 33812.4.1 El circuito integrado amplificador operacional uA741 ................... 33912.4.1.1 Características básicas ....................................................... 33912.4.1.2 Ajuste del Offset .................................................................. 34012.4.1.3 Ganancia (en lazo abierto) en función de la frecuencia ..... 34012.5 Circuitos básicos con operacionales. Aplicaciones prácticas ............ 34212.5.1 Operación en lazo abierto y lazo cerrado. Realimentación ............. 34212.5.2 La fuente de alimentación debe ser simétrica .................................. 34212.5.3 Circuitos de ajuste del offset ............................................................ 34312.5.3.1 Ajuste en lazo abierto .......................................................... 34312.5.3.2 Ajuste en lazo cerrado ........................................................ 34412.5.4 Circuito seguidor de tensión ............................................................ 34612.5.5 Circuito amplificador inversor ......................................................... 34712.5.5.1 Ejemplo de cálculo y montaje práctico ............................... 34912.5.5.2 Experimentación con Multisim ........................................... 35112.5.6 Circuito amplificador no inversor .................................................... 35212.5.6.1 Ejemplo de cálculo .............................................................. 35312.5.7 Circuito sumador ............................................................................. 35512.5.8 Sumador no inversor ........................................................................ 35612.5.9 Circuito de media aritmética ............................................................ 35812.5.10 Circuito restador ............................................................................ 35912.5.10.1 Ejemplo práctico de cálculo ............................................. 36012.5.11 Circuitos convertidores temperatura - tensión .............................. 36112.5.11.1 Sensor de temperatura: diodo ........................................... 36112.5.11.2 Sensor de temperatura: NTC ............................................ 36212.5.12 Generador de onda cuadrada ........................................................ 36312.5.13 Amplificador operacional de potencia paraaudio (sonido): TDA 2003 .............................................................. 36612.5.13.1 Circuito práctico amplificador de sonido ......................... 366Capítulo 13Introducción a la electrónica de potencia ............................. 37113.1 Introducción ....................................................................................... 37113.2 Sistemas Rectificadores trifásicos ...................................................... 37313.2.1 Rectificadores no controlados .......................................................... 37413.2.1.1 Rectificador trifásico de media onda .................................. 37613.2.2 Rectificador trifásico de doble onda ................................................ 38113.2.3 Rectificadores controlados ............................................................... 38313.2.3.1 Rectificador controlado bifásico ......................................... 38313.2.3.2 Puentes rectificadores semi controlados ............................ 38613.2.3.3 Diodo volante ...................................................................... 38713.2.3.4 Rectificador trifásico con puente semi controlado ............. 38713.3 Inversores - Onduladores................................................................... 38813.4 Control de potencia en alterna ........................................................... 38913.5 Cicloconvertidores ............................................................................. 39013.6 Interruptores estáticos ........................................................................ 39113.7 Convertidores cc/cc. Choppers .......................................................... 39213.7.1 Características principales .............................................................. 39213.7.2 Tensión continua de salida ............................................................... 39313.7.3 Duty cicle ......................................................................................... 39413.8 Resumen de los tipos básicos de convertidores ................................. 39613.9 Componentes electrónicos de potencia .............................................. 39713.9.1 Diodos de potencia ........................................................................... 39713.9.1.1 Datos de características del diodo ...................................... 39813.9.2 El tiristor (SCR) ............................................................................... 40013.9.2.1 Datos característicos del tiristor ........................................ 40013.9.3 El GTO ............................................................................................. 40113.9.4 El MCT ............................................................................................. 40213.9.5 El transistor MOSFET de potencia .................................................. 40313.9.5.1 Ejemplos de MOSFET de potencia comerciales ................. 40313.9.6 Transistor IGBT ............................................................................... 40413.10 Circuitos prácticos............................................................................ 40513.10.1 Interruptores estáticos. Activación de cargas en alternamediante señales digitales .............................................................. 40513.10.2 Regulador de potencia conmutado basado en MOSFET ............... 407Respuestas a los ejercicios propuestos ................................... 409
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