Técnicas de análisis sistemático de circuitos: Análisis por mallas y nodos.
6.1 Análisis por mallas.
Malla: Sucesión de componentes que cierran un camino.
Una malla suele poseer elementos "propios" (que sólo pertenecen a esa malla) y elementos "comunes" (compartidos con otras mallas).
Pasos a seguir en un análisis por mallas:
Paso 1. Asignar una corriente de malla a cada malla (sentido cualquiera) y asignar una polarización a cada elemento del circuito.
Paso 2. Establecemos un sentido de circulación siguiendo el cual aplicamos KVL a cada malla. Tendremos tantas ecuaciones como mallas.
Paso 3. Usamos las relaciones V/I (Ley de Ohm) para expresar las tensiones en función de las corrientes en las ecuaciones de 2.
Paso 4. Sustituimos las ecuaciones del paso 3 en 2.
Paso 5. Obtenemos las corrientes de malla.
Ejemplo:
Calcular las corrientes de malla (i1, i2) del circuito:
1) Asignamos una corriente a cada malla. Asignamos una polaridad a cada elemento.
2) Establecemos un sentido de circulación y aplicamos KVL a cada malla.
Malla 1:
Malla 2:
3) Escribir las corrientes en elementos compartidos en función de las corrientes de malla usando KCL. Usamos las relaciones V/I en las resistencias.
4) Sustituimos en 2) para tener las ecuaciones de malla en términos de las corrientes de malla y resolver:
Malla 1:
Malla 2:
Tenemos 2 ecuaciones y 2 incógnitas (i1, i2) Ya podemos calcular las corrientes i1, i2
6.2 Análisis por nodos
En el análisis por nodos las incógnitas son las tensiones. Se escogerá un nodo de referencia y se le asignará tensión absoluta cero.
Pasos a seguir en el análisis por nodos:
Paso 1. Identificar los nodos y asignarles tensiones. Seleccionar uno de ellos como nodo de referencia y asignarle tensión cero.
Paso 2. Establecer una corriente por cada elemento del circuito. Polarizar las resistencias según el criterio:
Paso 3. Aplicar KCL a cada nodo.
Paso 4. Convertir las corrientes en tensión de acuerdo con la ley de Ohm.
Paso 5. Sustituir en 3 y resolver para las tensiones de nodo.
Ejemplo: Calcular VA, VB, VC
1) Identificamos los nodos
Nodo C Referencia
2) Establecemos una corriente por cada elemento.
3) Aplicamos KCL a cada nodo:
Nodo A:
Nodo B:
4) Pasamos las corrientes a tensiones mediante ley de Ohm
5) Sustituir las ecuaciones de 4) en las del paso 3)
Obtenemos 2 ecuaciones con 2 incógnitas (VA y VB) Ya podemos calcular VA, VB
NOTAS:
- El análisis por mallas es más conveniente cuando hay fuentes de tensión
- El análisis por nodos es más conveniente cuando hay fuentes de corriente.
- Si hay fuentes de tensión y corriente mezcladas puede utilizarse cualquiera de las 2 técnicas del análisis.
Autoevaluación:
- Considere el circuito de la figura cuando V1 = V2 = 2 V, R1 = 1KΩ, R2 = 2 KΩ
1 |
Halla el valor de la corriente que recorre la resistencia R2: |