Circuito

Una red activa contiene al menos una fuente de tensión o fuente de corriente que puede suministrar energía a la red indefinidamente. Una red pasiva no contiene una fuente activa.

Una red activa contiene una o más fuentes de fuerza electromotriz. Ejemplos prácticos de tales fuentes incluyen una batería o un generador. Los elementos activos pueden inyectar potencia al circuito, proporcionar ganancia de potencia y controlar el flujo de corriente dentro del circuito.

Las redes pasivas no contienen fuentes de fuerza electromotriz. Están formadas por elementos pasivos como resistencias y condensadores.

Una red es lineal si sus señales obedecen al principio de superposición; en caso contrario, es no lineal. Las redes pasivas suelen considerarse lineales, pero hay excepciones. Por ejemplo, un inductor con núcleo de hierro puede entrar en saturación si se conduce con una corriente suficientemente grande. En esta región, el comportamiento del inductor es muy poco lineal.

Los componentes pasivos discretos (resistencias, condensadores e inductores) se denominan elementos agrupados porque se supone que toda su resistencia, capacitancia e inductancia se encuentra ("agrupada") en un lugar. Esta filosofía de diseño se denomina circuito de parámetros concentrados y las redes así diseñadas se denominan circuitos de elementos agrupados. Este es el enfoque convencional para el diseño de circuitos. A frecuencias lo suficientemente altas, o para circuitos lo suficientemente largos (como líneas de transmisión de energía), la suposición de los elementos ya no es válida porque hay una fracción significativa de una longitud de onda a través de las dimensiones de los componentes. Para estos casos es necesario un nuevo modelo de diseño, denominado modelo de elementos distribuidos. Las redes diseñadas según este modelo se denominan circuitos de elementos distribuidos.

Un circuito de elementos distribuidos que incluye algunos componentes lumped se denomina diseño semi-lumped. Un ejemplo de circuito semi-lumped es el Filtro comb.

Los circuitos eléctricos se clasifican de la siguiente forma:

${\displaystyle {\color {Black}\mathrm {Tipo\;de\;se{\tilde {n}}al} }\quad {\begin{cases}{\mbox{Corriente continua}}\\{\mbox{Corriente alterna}}\end{cases}}}$

${\displaystyle {\color {Black}\mathrm {Tipo\;de\;r{\acute {e}}gimen} }\quad {\begin{cases}\mathrm {Corriente\;peri{\acute {o}}dica} \\{\mbox{Corriente transitoria}}\\{\mbox{Permanente}}\end{cases}}}$

${\displaystyle {\color {Black}{\mbox{Tipos de componentes}}}\quad {\begin{cases}\mathrm {El{\acute {e}}ctricos} \\\mathrm {Electr{\acute {o}}nicos} \quad {\begin{cases}{\mbox{Digitales}}\\\mathrm {Anal{\acute {o}}gicos} \\{\mbox{Mixtos}}\end{cases}}\end{cases}}}$

${\displaystyle {\color {Black}\mathrm {Tipo\;de\;configuraci{\acute {o}}n} }\quad {\begin{cases}{\mbox{Serie}}\\{\mbox{Paralelo}}\\{\mbox{Mixto}}\end{cases}}}$

Las fuentes pueden clasificarse en fuentes independientes y fuentes dependientes.

Una fuente independiente ideal mantiene la misma tensión o corriente independientemente de los demás elementos presentes en el circuito. Su valor es constante (CC) o sinusoidal (CA). La intensidad de la tensión o de la corriente no se ve modificada por ninguna variación en la red conectada.

Las fuentes dependientes dependen de un elemento concreto del circuito para suministrar la potencia o la tensión o la corriente dependiendo del tipo de fuente que sea, es decir, fuente de voltaje o una fuente de corriente cuyo valor depende de un voltaje o corriente en otra parte de la red.

Cuando se enfrenta a un nuevo circuito, el software primero intenta encontrar una solución de estado estable, es decir, uno donde todos los nodos se ajustan a la ley de corriente de Kirchhoff y los voltajes a través de cada elemento del circuito se ajustan a las ecuaciones de voltaje/corriente que gobiernan ese elemento.

Una vez encontrada la solución de estado estacionario, se conocen los puntos de funcionamiento de cada elemento del circuito. Para un análisis de pequeña señal, cada elemento no lineal puede ser linealizado alrededor de su punto de operación para obtener la estimación de pequeña señal de los voltajes y corrientes. Se trata de una aplicación de la Ley de Ohm. La matriz del circuito lineal resultante puede resolverse con eliminación gaussiana.

Software como la interfaz PLECS para Simulink utiliza la aproximación piecewise-linear de las ecuaciones que gobiernan los elementos de un circuito. El circuito se trata como una red completamente lineal de diodos ideales. Cada vez que un diodo pasa de encendido a apagado o viceversa, cambia la configuración de la red lineal. Añadir más detalles a la aproximación de las ecuaciones aumenta la precisión de la simulación, pero también su tiempo de ejecución.