Electromagnetismo y circuitos eléctricos /
Fraile Mora, Jesús
Electromagnetismo y circuitos eléctricos / Jesús Fraile Mora - 4a ed. - Madrid : McGraw-Hill, 2005 - xxii, 817 p. : il., fig., tablas ; 24 cm
Incluye índice alfabético
Bibliografía al final de cada capítulo
CAPÍTULO 1. LEYES GENERALES DEL CAMPO ELECTROMAGNÉTICO
1.1. Introducción
1.2. Definición de magnitudes fundamentales
1.2.1. Densidad de carga
1.2.2. Campo eléctrico E
1.2.3. Densidad de corriente J
1.2.4. Desplazamiento eléctrico D, polarización P, permitividad (epsilon)
1.2.5. Inducción magnética B
1.2.6. Campo magnético H, imanación M, permeabilidad (mu)
1.3. Ley de conservación de la carga. Ecuación de continuidad
1.4. El campo electromagnético. Fuerza de Lorentz. Ecuaciones de Maxwell
1.5. Caracterización de los medios
1.6. Interpretación física de las ecuaciones de Maxwell
1.6.1. Ecuación div D=(símbolo). Ley de Gauss
1.6.2. Ecuación div B=0. Carácter solenoidal del campo magnético
1.6.3. Ecuación rot H=J(fórmula). Ley de Ampére – Maxwell.
1.6.4. Ecuación rot E=(fórmula). Ley de Faraday
1.7. Condiciones de contorno
1.7.1. Componentes normales
1.7.2. Componentes tangenciales
1.7.3. Condiciones de contorno para materiales dieléctricos y magnéticos
1.7.4. Condiciones de contorno en buenos conductores
CAPÍTULO 2. DIVISIONES DEL ELECTROMAGNETISMO
2.1. Introducción
2.2. Electrostática
2.2.1. Campo electrostático y potencial escalar
2.2.2. Capacidad y condensadores
2.3. Resistencia eléctrica
2.4. Electrocinética. Generadores de fuerza electromotriz
2.5. Magnetostática
2.5.1. Campo magnético, inducción y potencial vector
2.5.2. Inductancia: coeficientes de autoinducción e inducción mutua
2.6. Campos electromagnéticos variables
2.6.1. Corriente de desplazamiento y campo magnético
2.6.2. Ley de Faraday. Voltaje y diferencia de potencial
2.6.3. F.e.m.s. de autoinducción e inducción mutua. Convenio de punto
2.6.4. Ondas electromagnéticas
2.6.5. Potenciales retardados. Campos cuasiestacionarios
2.7. Balance energético en el campo electromagnético
2.7.1. Potencia disipada en un elemento óhmico. Ley de Joule.
2.7.2. Energía almacenada en campo eléctrico
2.7.3. Energía almacenada en el campo magnético
2.7.4. Teoría de Poynting
2.8. Apéndice: Relatividad y Ecuaciones de Maxwell
2.8.1. Sistemas de referencia. Transformación galileana
2.8.2. Transformación de Lorentz
2.8.3. La naturaleza relativa de los campos eléctricos y magnéticos
CAPÍTULO 3. INTRODUCCIÓN A LA TEORÍA DE LOS CIRCUITOS ELÉCTRICOS
3.1. Introducción
3.2. Variables que intervienen en el estudio de los circuitos eléctricos. Convenio de signos
3.2.1. Corriente eléctrica
3.2.2. Tensión. Diferencia de potencial
3.2.3. Potencia eléctrica
3.3. Elementos activos ideales. Fuentes o generadores
3.4. Tipos de excitación y formas de onda
3.4.1. Clasificación de ondas
3.4.2. Ondas periódicas. Valores asociados
3.5. Elementos pasivos
3.5.1. Resistencia
3.5.2. Bobina. Inductancia
3.5.3. Condensador
3.6. Impedancia y admitancia operacional
3.7. Topología de redes: conceptos fundamentales
3.7.1. Definiciones
3.7.2. Propiedades
3.8. Lemas de Kirchhoff
3.8.1. Primer Lema de Kirchhoff
3.8.2. Segundo Lema de Kirchhoff
3.8.3. Elección de las ecuaciones independientes para la aplicación de los Lemas de Kirchhoff
3.9. Elementos activos reales
3.10. Asociación y transformación de fuentes
3.11. Asociación de elementos pasivos
3.11.1. Conexión serie
3.11.2. Conexión en paralelo
3.11.3. Equivalencia estrella–triángulo. Teorema de Kermelly
3.12. Análisis de circuitos por el método de las mallas
3.12.1. Método de las mallas: formulación general
3.12.2. Método de las mallas con generadores de corriente
3.13. Análisis de circuitos por el método de los nudos
3.13.1. Formulación general
3.13.2. Método de los nudos con generadores de tensión
3.14. Principio de superposición
3.15. Teoremas de Thévenin y Norton
3.16. Otros teoremas de circuitos
3.16.1. Teorema de sustitución
3.16.2. Teorema de reciprocidad
3.16.3. Teorema de Millman
3.16.4. Teorema de Tellegen
3.17. Cuadripolos
CAPÍTULO 4. CIRCUITOS DE CORRIENTE ALTERNA SINUSOIDAL
4.1. Introducción
4.2. Onda sinusoidal: generación y valores asociados
4.3. Representación compleja de una magnitud sinusoidal
4.4. Derivada e integral de una magnitud sinusoidal
4.5. El dominio del tiempo y el dominio de la frecuencia
4.6. Respuesta sinusoidal de los elementos pasivos
4.7. Impedancia y admitancia compleja
4.8. Análisis de circuitos en régimen permanente sinusoidal
4.8.1. Generalidades
4.8.2. Asociación de elementos pasivos
4.8.3. Método de las corrientes de malla
4.8.4. Método de las tensiones de nudo
4.8.5. Principio de superposición
4.8.6. Teoremas de Thévenin y Norton
4.9. Potencia en un circuito eléctrico en régimen de corriente alterna sinusoidal
4.10. Potencia compleja
4.11. Factor de potencia: su importancia práctica
4.12. Corrección del factor de potencia
4.13. Medida de la potencia en C.A.
4.14. Transferencia máxima de potencia
4.15. Resonancia en C.A. y filtros
4.16. Apéndice: circuitos eléctricos con señales no sinusoidales
CAPÍTULO 5. CIRCUITOS TRIFÁSICOS
5.1. Introducción
5.2. Generación de tensiones trifásicas
5.3. Conexión en estrella equilibrada
5.4. Conexión en triángulo equilibrado
5.5. Cargas desequilibradas
5.5.1. Cargas desequilibradas conectadas en estrella
5.5.2. Cargas desequilibradas conectadas en triángulo
5.6. Potencia en sistemas trifásicos
5.6.1. Generalidades
5.6.2. Potencias en sistemas trifásicos equilibrados
5.7. Corrección del factor de potencia en trifásica
5.8. Medida de la potencia en sistemas trifásicos
5.8.1. Generalidades
5.8.2. Medida de la potencia en circuitos equilibrados
5.9. Transporte de energía eléctrica: ventaja de los sistemas trifásicos frente a los monofásicos
5.10. Componentes simétricas
5.10.1. Generalidades
5.10.2. El operador trifásico "a"
5.10.3. Componentes simétricas de fasores desequilibrados
5.10.4. Impedancias debidas a las corrientes de diferente secuencia
5.10.5. Redes de secuencia
5.10.6. Cálculo de faltas en sistemas de potencia
CAPÍTULO 6. RÉGIMEN TRANSITORIO DE LOS CIRCUITOS ELÉCTRICOS
6.1. Introducción
6.2. La respuesta completa de una red lineal
6.3. Condiciones iniciales de los elementos
6.3.1. Resistencia
6.3.2. Inductancia
6.3.3. Capacidad
6.4. Análisis clásico de transitorios en sistemas de primer orden
6.4.1. Respuesta transitoria de un circuito R – L
6.4.2. Respuesta transitoria de un circuito R – C
6.5. Solución sistemática de redes de primer orden
6.6. Análisis clásico de transitorios en sistemas de segundo orden
6.6.1. Respuesta transitoria de un circuito R - L – C
6.7. Transformada de Laplace
6.8. Aplicaciones de la transformada de Laplace en el estudio de transitorios de circuitos eléctricos
6.8.1. Respuestas de los elementos pasivos simples en el plano
6.9. Análisis de circuitos eléctricos por variables de estado
6.9.1. El concepto de estado
6.9.2. Planteamiento sistemático de las ecuaciones de estado
6.9.3. Solución de las ecuaciones de estado por la transformada de Laplace
APÉNDICE 1. ELECTROMAGNETISMO, Y CIRCUITOS ELÉCTRICOS. REVISIÓN HISTÓRICA
1. Electromagnetismo
1.1. Los inicios de la electricidad y el magnetismo
1.2. La pila eléctrica. Experimentos de electrólisis
1.3. El Electromagnetismo
1.4. La Ley de Olun
1.5. La Ley de inducción de Faraday
1.6. Contribuciones matemáticas al magnetismo
1.7. La teoría de los campos electromagnéticos de Maxwell
1.8. Hertz y el descubrimiento de las ondas electromagnéticas
19. La telegrafía sin hilos y el inicio de la radio
1.10. El progreso de la electrónica y las comunicaciones
2. Circuitos eléctricos
2.1. Ley de Ohm y Lemas de Kirchhoff
2.2. Algunos teoremas de los circuitos eléctricos
2.3. Circuitos de corriente alterna. El cálculo simbólico
2.4. La potencia en corriente alterna
2.5. Los sistemas polifásicos y el método de las componentes simétricas
2.6. El cálculo operacional de Heaviside
2.7. Los filtros eléctricos. La síntesis de los circuitos eléctricos
2.8. La realimentación y otras contribuciones en circuitos
2.9. Las innovaciones electrónicas y los circuitos activos
2.10. De la Teoría de circuitos a la Teoría de sistemas
2.11. El estudio de circuitos eléctricos con ayuda de ordenador
APÉNDICE 2. SISTEMA INTERNACIONAL DE UNIDADES
1. Introducción
2. Unidades básicas
3. Unidades suplementarias
4. Prefijos decimales
5. Tablas de unidades
APÉNDICE 3. REPASO DE ANÁLISIS VECTORIAL
1. Introducción
2. Operaciones con vectores
3. Sistemas de coordenadas ortogonales
4. Funciones integrales
4.1. Integrales curvilíneas
4.2. Circulación
4.3. Integral de superficie
4.4. Flujo
4.5. Integral triple
5. Funciones diferenciales
5.1. Gradiente de un campo escalar
5.2. Divergencia de un campo vectorial
5.3. Rotacional de un campo vectoria
5.4. El operador laplaciano
6. Teoremas integrales
6.1. Teorema de Ostrogradsky - Gauss o Teorema de la Divergencia
6.2. Teorema de Stokes
7. Identidades vectoriales
7.1. Operaciones (U y V: escalares; A y B: vectores)
7.2. Relaciones
7.3. Identidades integrales de Green
8. Campos vectoriales irrotacionales y solenoidales
8.1. Campo vectorial irrotacional
8.2. Campo vectorial solenoidal
9. Teorema de Hernholtz
APÉNDICE 4. REPASO DEL ÁLGEBRA DE LOS NÚMEROS COMPLEJOS
1. Introducción
2. Álgebra de los números complejos
2.1. Operaciones básicas
3. Interpretación geométrica del operador j
4. Propiedades de los operadores "Re", "Im..."
5. Propiedades de la función conjugada de un complejo
APÉNDICE 5. TRANSFORMADA DE LAPLACE
1. Introducción histórica
2. Definición de transformada de Laplace
3. Teoremas sobre la transformada de Laplace
4. Desarrollo de pares de transformadas
5. Síntesis de ondas utilizando el operador retardo del tiempo
6. Función impulso (Delta de Dirac)
7. Síntesis de ondas utilizando la función impulso
8. Transformada inversa de Laplace. Tablas transformadas
9. Función de transferencia. Diagrama de polos y ceros
9. La integral de convolución
10. Interpretación gráfica de la convolución
11. Propiedades de la integral de convolución
8448198433
ELECTROMAGNETISMO
CAMPOS MAGNETICOS
IMPEDANCIA ELECTRICA
CIRCUITOS ELECTRICOS
CORRIENTES ALTERNAS
TRANSPORTE DE ENERGIA ELECTRICA
621.3.04+537.8
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Incluye índice alfabético
Bibliografía al final de cada capítulo
CAPÍTULO 1. LEYES GENERALES DEL CAMPO ELECTROMAGNÉTICO
1.1. Introducción
1.2. Definición de magnitudes fundamentales
1.2.1. Densidad de carga
1.2.2. Campo eléctrico E
1.2.3. Densidad de corriente J
1.2.4. Desplazamiento eléctrico D, polarización P, permitividad (epsilon)
1.2.5. Inducción magnética B
1.2.6. Campo magnético H, imanación M, permeabilidad (mu)
1.3. Ley de conservación de la carga. Ecuación de continuidad
1.4. El campo electromagnético. Fuerza de Lorentz. Ecuaciones de Maxwell
1.5. Caracterización de los medios
1.6. Interpretación física de las ecuaciones de Maxwell
1.6.1. Ecuación div D=(símbolo). Ley de Gauss
1.6.2. Ecuación div B=0. Carácter solenoidal del campo magnético
1.6.3. Ecuación rot H=J(fórmula). Ley de Ampére – Maxwell.
1.6.4. Ecuación rot E=(fórmula). Ley de Faraday
1.7. Condiciones de contorno
1.7.1. Componentes normales
1.7.2. Componentes tangenciales
1.7.3. Condiciones de contorno para materiales dieléctricos y magnéticos
1.7.4. Condiciones de contorno en buenos conductores
CAPÍTULO 2. DIVISIONES DEL ELECTROMAGNETISMO
2.1. Introducción
2.2. Electrostática
2.2.1. Campo electrostático y potencial escalar
2.2.2. Capacidad y condensadores
2.3. Resistencia eléctrica
2.4. Electrocinética. Generadores de fuerza electromotriz
2.5. Magnetostática
2.5.1. Campo magnético, inducción y potencial vector
2.5.2. Inductancia: coeficientes de autoinducción e inducción mutua
2.6. Campos electromagnéticos variables
2.6.1. Corriente de desplazamiento y campo magnético
2.6.2. Ley de Faraday. Voltaje y diferencia de potencial
2.6.3. F.e.m.s. de autoinducción e inducción mutua. Convenio de punto
2.6.4. Ondas electromagnéticas
2.6.5. Potenciales retardados. Campos cuasiestacionarios
2.7. Balance energético en el campo electromagnético
2.7.1. Potencia disipada en un elemento óhmico. Ley de Joule.
2.7.2. Energía almacenada en campo eléctrico
2.7.3. Energía almacenada en el campo magnético
2.7.4. Teoría de Poynting
2.8. Apéndice: Relatividad y Ecuaciones de Maxwell
2.8.1. Sistemas de referencia. Transformación galileana
2.8.2. Transformación de Lorentz
2.8.3. La naturaleza relativa de los campos eléctricos y magnéticos
CAPÍTULO 3. INTRODUCCIÓN A LA TEORÍA DE LOS CIRCUITOS ELÉCTRICOS
3.1. Introducción
3.2. Variables que intervienen en el estudio de los circuitos eléctricos. Convenio de signos
3.2.1. Corriente eléctrica
3.2.2. Tensión. Diferencia de potencial
3.2.3. Potencia eléctrica
3.3. Elementos activos ideales. Fuentes o generadores
3.4. Tipos de excitación y formas de onda
3.4.1. Clasificación de ondas
3.4.2. Ondas periódicas. Valores asociados
3.5. Elementos pasivos
3.5.1. Resistencia
3.5.2. Bobina. Inductancia
3.5.3. Condensador
3.6. Impedancia y admitancia operacional
3.7. Topología de redes: conceptos fundamentales
3.7.1. Definiciones
3.7.2. Propiedades
3.8. Lemas de Kirchhoff
3.8.1. Primer Lema de Kirchhoff
3.8.2. Segundo Lema de Kirchhoff
3.8.3. Elección de las ecuaciones independientes para la aplicación de los Lemas de Kirchhoff
3.9. Elementos activos reales
3.10. Asociación y transformación de fuentes
3.11. Asociación de elementos pasivos
3.11.1. Conexión serie
3.11.2. Conexión en paralelo
3.11.3. Equivalencia estrella–triángulo. Teorema de Kermelly
3.12. Análisis de circuitos por el método de las mallas
3.12.1. Método de las mallas: formulación general
3.12.2. Método de las mallas con generadores de corriente
3.13. Análisis de circuitos por el método de los nudos
3.13.1. Formulación general
3.13.2. Método de los nudos con generadores de tensión
3.14. Principio de superposición
3.15. Teoremas de Thévenin y Norton
3.16. Otros teoremas de circuitos
3.16.1. Teorema de sustitución
3.16.2. Teorema de reciprocidad
3.16.3. Teorema de Millman
3.16.4. Teorema de Tellegen
3.17. Cuadripolos
CAPÍTULO 4. CIRCUITOS DE CORRIENTE ALTERNA SINUSOIDAL
4.1. Introducción
4.2. Onda sinusoidal: generación y valores asociados
4.3. Representación compleja de una magnitud sinusoidal
4.4. Derivada e integral de una magnitud sinusoidal
4.5. El dominio del tiempo y el dominio de la frecuencia
4.6. Respuesta sinusoidal de los elementos pasivos
4.7. Impedancia y admitancia compleja
4.8. Análisis de circuitos en régimen permanente sinusoidal
4.8.1. Generalidades
4.8.2. Asociación de elementos pasivos
4.8.3. Método de las corrientes de malla
4.8.4. Método de las tensiones de nudo
4.8.5. Principio de superposición
4.8.6. Teoremas de Thévenin y Norton
4.9. Potencia en un circuito eléctrico en régimen de corriente alterna sinusoidal
4.10. Potencia compleja
4.11. Factor de potencia: su importancia práctica
4.12. Corrección del factor de potencia
4.13. Medida de la potencia en C.A.
4.14. Transferencia máxima de potencia
4.15. Resonancia en C.A. y filtros
4.16. Apéndice: circuitos eléctricos con señales no sinusoidales
CAPÍTULO 5. CIRCUITOS TRIFÁSICOS
5.1. Introducción
5.2. Generación de tensiones trifásicas
5.3. Conexión en estrella equilibrada
5.4. Conexión en triángulo equilibrado
5.5. Cargas desequilibradas
5.5.1. Cargas desequilibradas conectadas en estrella
5.5.2. Cargas desequilibradas conectadas en triángulo
5.6. Potencia en sistemas trifásicos
5.6.1. Generalidades
5.6.2. Potencias en sistemas trifásicos equilibrados
5.7. Corrección del factor de potencia en trifásica
5.8. Medida de la potencia en sistemas trifásicos
5.8.1. Generalidades
5.8.2. Medida de la potencia en circuitos equilibrados
5.9. Transporte de energía eléctrica: ventaja de los sistemas trifásicos frente a los monofásicos
5.10. Componentes simétricas
5.10.1. Generalidades
5.10.2. El operador trifásico "a"
5.10.3. Componentes simétricas de fasores desequilibrados
5.10.4. Impedancias debidas a las corrientes de diferente secuencia
5.10.5. Redes de secuencia
5.10.6. Cálculo de faltas en sistemas de potencia
CAPÍTULO 6. RÉGIMEN TRANSITORIO DE LOS CIRCUITOS ELÉCTRICOS
6.1. Introducción
6.2. La respuesta completa de una red lineal
6.3. Condiciones iniciales de los elementos
6.3.1. Resistencia
6.3.2. Inductancia
6.3.3. Capacidad
6.4. Análisis clásico de transitorios en sistemas de primer orden
6.4.1. Respuesta transitoria de un circuito R – L
6.4.2. Respuesta transitoria de un circuito R – C
6.5. Solución sistemática de redes de primer orden
6.6. Análisis clásico de transitorios en sistemas de segundo orden
6.6.1. Respuesta transitoria de un circuito R - L – C
6.7. Transformada de Laplace
6.8. Aplicaciones de la transformada de Laplace en el estudio de transitorios de circuitos eléctricos
6.8.1. Respuestas de los elementos pasivos simples en el plano
6.9. Análisis de circuitos eléctricos por variables de estado
6.9.1. El concepto de estado
6.9.2. Planteamiento sistemático de las ecuaciones de estado
6.9.3. Solución de las ecuaciones de estado por la transformada de Laplace
APÉNDICE 1. ELECTROMAGNETISMO, Y CIRCUITOS ELÉCTRICOS. REVISIÓN HISTÓRICA
1. Electromagnetismo
1.1. Los inicios de la electricidad y el magnetismo
1.2. La pila eléctrica. Experimentos de electrólisis
1.3. El Electromagnetismo
1.4. La Ley de Olun
1.5. La Ley de inducción de Faraday
1.6. Contribuciones matemáticas al magnetismo
1.7. La teoría de los campos electromagnéticos de Maxwell
1.8. Hertz y el descubrimiento de las ondas electromagnéticas
19. La telegrafía sin hilos y el inicio de la radio
1.10. El progreso de la electrónica y las comunicaciones
2. Circuitos eléctricos
2.1. Ley de Ohm y Lemas de Kirchhoff
2.2. Algunos teoremas de los circuitos eléctricos
2.3. Circuitos de corriente alterna. El cálculo simbólico
2.4. La potencia en corriente alterna
2.5. Los sistemas polifásicos y el método de las componentes simétricas
2.6. El cálculo operacional de Heaviside
2.7. Los filtros eléctricos. La síntesis de los circuitos eléctricos
2.8. La realimentación y otras contribuciones en circuitos
2.9. Las innovaciones electrónicas y los circuitos activos
2.10. De la Teoría de circuitos a la Teoría de sistemas
2.11. El estudio de circuitos eléctricos con ayuda de ordenador
APÉNDICE 2. SISTEMA INTERNACIONAL DE UNIDADES
1. Introducción
2. Unidades básicas
3. Unidades suplementarias
4. Prefijos decimales
5. Tablas de unidades
APÉNDICE 3. REPASO DE ANÁLISIS VECTORIAL
1. Introducción
2. Operaciones con vectores
3. Sistemas de coordenadas ortogonales
4. Funciones integrales
4.1. Integrales curvilíneas
4.2. Circulación
4.3. Integral de superficie
4.4. Flujo
4.5. Integral triple
5. Funciones diferenciales
5.1. Gradiente de un campo escalar
5.2. Divergencia de un campo vectorial
5.3. Rotacional de un campo vectoria
5.4. El operador laplaciano
6. Teoremas integrales
6.1. Teorema de Ostrogradsky - Gauss o Teorema de la Divergencia
6.2. Teorema de Stokes
7. Identidades vectoriales
7.1. Operaciones (U y V: escalares; A y B: vectores)
7.2. Relaciones
7.3. Identidades integrales de Green
8. Campos vectoriales irrotacionales y solenoidales
8.1. Campo vectorial irrotacional
8.2. Campo vectorial solenoidal
9. Teorema de Hernholtz
APÉNDICE 4. REPASO DEL ÁLGEBRA DE LOS NÚMEROS COMPLEJOS
1. Introducción
2. Álgebra de los números complejos
2.1. Operaciones básicas
3. Interpretación geométrica del operador j
4. Propiedades de los operadores "Re", "Im..."
5. Propiedades de la función conjugada de un complejo
APÉNDICE 5. TRANSFORMADA DE LAPLACE
1. Introducción histórica
2. Definición de transformada de Laplace
3. Teoremas sobre la transformada de Laplace
4. Desarrollo de pares de transformadas
5. Síntesis de ondas utilizando el operador retardo del tiempo
6. Función impulso (Delta de Dirac)
7. Síntesis de ondas utilizando la función impulso
8. Transformada inversa de Laplace. Tablas transformadas
9. Función de transferencia. Diagrama de polos y ceros
9. La integral de convolución
10. Interpretación gráfica de la convolución
11. Propiedades de la integral de convolución
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ELECTROMAGNETISMO
CAMPOS MAGNETICOS
IMPEDANCIA ELECTRICA
CIRCUITOS ELECTRICOS
CORRIENTES ALTERNAS
TRANSPORTE DE ENERGIA ELECTRICA
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