Análisis comparativo de los métodos para la resolución de circuitos eléctricos

Abstract

La forma de obtener el resultado de las variables incógnitas en un circuito eléctrico es el de analizar la estructura del mismo, la cual nos dará una idea, de cuál de los diferentes métodos de resolución sería el ideal para él. Entre los métodos podemos mencionar los siguientes:

• Ley de corriente de Kirchhoff (KCL).
• Ley de voltaje de Kirchhoff (KVL).
• Teorema de Norton.
• Teorema de Thevenin.

Cuando trabajamos con KVL, este método funciona idealmente para circuitos con pocos elementos, ya que por cada malla que se forme tendremos una ecuación, por ejemplo Un circuito con sólo 7 elementos tiene 7 corrientes de elementos y 7 elementos de voltaje

Para obtener las ecuaciones de mallas (KVL) se seguirán estos dos pasos:

1. Expresar los elementos de voltaje como funciones de corrientes de mallas.

2. Aplicar las Leyes de voltajes de Kirchhoff (KVL) en cada una de las mallas del circuito.

Así mismo para obtener las ecuaciones de nodos de voltaje (KCL) se seguirán estos dos pasos:

1. Expresar los elementos de corriente como funciones de los nodos de voltaje.

2. Aplicar la Leyes de corrientes de Kirchhoff en cada nodo del circuito excepto el de referencia.

Para aplicar el método de Thevenin en un circuito eléctrico, las fuentes pueden ser sustituidas por un par de nodos y crear un circuito equivalente constituido por una sola fuente de voltaje y una resistencia en serie. Dicha resistencia la calculamos eliminando las fuentes independientes vista desde el par de nodos considerados para la medición. También anular las fuentes de voltaje equivalente a un corto circuito y anular las corrientes al sustituirlas por un circuito abierto. Obteniendo así el valor de la fuente de voltaje, medido en el par de nodos considerados.

Para aplicar el método del Teorema de Norton en un circuito eléctrico, las fuentes pueden ser sustituidas por un par de nodos y crear un circuito equivalente constituido por una sola fuente de corriente y una resistencia en paralelo. Dicha resistencia la calculamos eliminando las fuentes independientes y simplificando el circuito a su resistencia equivalente vista desde el par de nodos considerados para la medición.

El valor de la fuente de corriente es igual a la corriente que circula en el cortocircuito que conecta los dos nodos.