Análisis de circuitos II: corriente alterna: problemas de práctica y preguntas de examen

Régimen sinusoidal permanente: impedancia, fasores, resonancia y potencia en alterna, junto con los transitorios que conectan el comportamiento en continua y en alterna. Los exámenes comprueban si sabes trabajar rápido con números complejos y llevar la cuenta de los ángulos.

Pack de repaso (PDF)Hojas de fórmulas, pasos de los métodos y problemas de práctica con soluciones completas, listos para imprimir.

Temas de esta asignatura

  1. Números complejosaritmética en forma rectangular · forma polar y exponencial · De Moivre, raíces y ecuacionescálculos
  2. Impedancia y fasores en alternaRL en serie · RLC en serie · tensión del condensador y resonanciacálculos
  3. Potencia en alterna y factor de potenciaP y Q de una carga · corriente de línea · corrección del factor de potenciacálculos
  4. Resonancia LC, factor Q y ancho de bandafrecuencia natural, Q y energía · RLC serie y paralelo · diseño, pérdidas y decaimientocálculos
  5. Potencia trifásicatensiones y corrientes equilibradas en estrella y triángulo · potencia trifásica · corrección del factor de potenciacálculos
  6. Transitorios RC y RLcarga RC · circuito RL · condensador con carga inicialcálculos
  7. Thévenin y Nortondivisor de tensión · con resistencia en serie y carga · con fuente de corriente y cargacálculos
  8. Diagramas de Bode y márgenesfiltros y asíntotas · módulo y fase · márgenes de estabilidadcálculos

Consejos para el examen de Análisis de circuitos II: corriente alterna

  • Convierte la frecuencia a ω = 2πf antes de calcular cualquier reactancia.
  • Usa la misma unidad para todos los ángulos y comprueba si tu calculadora está en grados o en radianes.
  • La potencia activa solo se consume en las resistencias; la potencia reactiva corresponde a bobinas y condensadores. El factor de potencia es P/S.

Ejemplos resueltos

Números complejosFácil
ReIm55−5−5z₁z₂

Para z₁ = −7 + j y z₂ = 4 + j2, halla la parte real del producto z₁·z₂.

z₁ = −7 + jz₂ = 4 + j2

Calcula Re(z₁z₂)

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  1. Desarrolla los paréntesis como (a + b)(c + d), lo que da cuatro términos.
  2. Sustituye j² por −1 para que uno de los cuatro términos pase a ser real.
  3. (−7 + j)(4 + j2) = (−28) + j(−14) + j4 + j²·2
Mostrar la respuesta y la solución paso a paso

Números complejos: z = a + jb tiene parte real a y parte imaginaria b, con j² = −1 (los matemáticos escriben i). Suma y resta por partes; multiplica desarrollando los paréntesis y sustituye j² por −1; divide multiplicando numerador y denominador por el conjugado del denominador, z̄ = a − jb, porque z·z̄ = a² + b² es real. En el diagrama de Argand z es el punto (a, b): su distancia al origen es el módulo |z| = √(a² + b²), y el ángulo desde el eje real positivo es el argumento θ.

Desarrolla

(−7 + j)(4 + j2) = (−7)·4 + j·(−7)·2 + j·1·4 + j²·1·2

Usa j² = −1

Re = (−28) − 2 = −30
Im = (−14) + 4 = −10
z₁z₂ = −30 − j10
Re(z₁z₂) = −30

Respuesta

Re(z₁z₂) = −30
Impedancia y fasores en alternaMedia
Vf0​ = 1000 HzRL = 200 mHC = ?

Un circuito RLC en serie con L = 200 mH debe resonar a 1000 Hz. Halla la capacidad C necesaria.

f0 = 1000 HzL = 200 mH

Calcula C (µF)

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  1. En resonancia XL = XC, de donde f₀ = 1/(2π√(LC)).
  2. Despeja: C = 1/((2πf₀)²·L).
  3. (2πf₀)² = 3,948 × 10⁷ s⁻².
Mostrar la respuesta y la solución paso a paso

Circuitos de alterna con fasores: resistencias, bobinas y condensadores tienen impedancias R, jωL y 1/(jωC), con ω = 2πf. En serie, las impedancias se suman como resistencias, pero como números complejos. La corriente y la tensión eficaces siguen la ley de Ohm con |Z|.

Condición de resonancia

En resonancia, las reactancias inductiva y capacitiva se anulan: ωL = 1/(ωC).

ω₀ = 2π·1000 = 6283 rad/s
C = 1/(ω₀²·L) = 1/(6283²·0,2) = 0,1267 µF

Respuesta

C = 0,1267 µF

Cómo funciona la práctica

  • «Practicar esta asignatura» mezcla problemas de todos sus temas, como en un examen real.
  • Cada problema tiene valores nuevos, así aprendes el método y no una respuesta.
  • ¿Te has atascado? Abre primero una pista pequeña y la explicación completa solo cuando la necesites.
  • Los simulacros de examen son cronometrados y no tienen pistas; al final recibes tu nota y una revisión completa.

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