Temas para Coloquio Integrador

AYUDA PARA PREPARAR EL COLOQUIO INTEGRADOR DE TEORIA DE REDES
NOTA: Se listan ejemplos de temas para el coloquio. La lista no es exhaustiva, y pueden proponerse otros
similares o que sean combinación de temas relacionados. Sirven también de orientación para el planteo y
solución de problemas.
1.
1.1.
1.2.
1.3.
Capítulo 1
Enuncie las propiedades de las redes eléctricas que se estudian en esta materia.
Cuáles son los componentes y las variables de las redes que se estudian en esta materia.
Escriba las expresiones de tensión a bornes o de corriente para elementos simples R, L y C en forma de
ecuaciones diferenciales. Transfórmelas a forma operacional de Laplace incluyendo condiciones iniciales.
2.
2.1.
2.2.
2.3.
2.4.
2.5.
2.6.
Capítulo 2
Cómo se definen las leyes de Kirchhoff
Cuáles son los métodos básicos para el planteo de las ecuaciones de equilibrio de las redes
Cómo se define el principio de dualidad.
Cómo se transforma el modelo de una red en un modelo operacional equivalente
Cómo se obtiene la solución temporal de un modelo operacional de una red.
La solución temporal comprende dos términos. Cómo se denomina cada uno.
3.
3.1.
3.2.
3.3.
Capítulo 3.
Cómo se definen las funciones de excitación y de transferencia de una red. Cuáles son.
Represente una función transferencia mediante diagrama de bloques.
Represente los polos y ceros de una función de excitación o de transferencia en el plano complejo de la
frecuencia.
Relacione las ubicaciones de los polos de una función de redes con su respuesta temporal.
A partir de una gráfica de ubicación de polos y ceros de una función transferencia en el plano complejo de
la frecuencia y dado su coeficiente de ganancia, escriba la función transferencia.
Dada una función transferencia, calcule sus polos y ceros y ubíquelos en el plano complejo de la frecuencia.
Defina los parámetros característicos de sistemas de primero y de segundo orden y relaciónelos con la
respuesta temporal a un escalón de entrada.
Enuncie y dé ejemplos de aplicación de los teoremas de: reciprocidad, superposición, Thevenin, Norton,
máxima transferencia de energía, cuadripolo T equivalente, cuadripolo pi equivalente, equivalencia T pi.
Dada la estructura, los valores de componentes de una red y la fuente de excitación, calcule la función de
transferencia para una variable de salida determinada aplicando diferentes métodos de solución (mallas,
nudos, Thevenin, Norton o método de salida unitaria).
3.4.
3.5.
3.6.
3.7.
3.8.
3.9.
4. Capítulo 4
4.1. Cuáles son las magnitudes que caracterizan una señal sinusoidal pura de tensión o de corriente.
4.2. Represente una señal sinusoidal en las formas cartesiana, simbólica y vectorial.
4.3. Cómo se transforma una función transferencia en una función de respuesta frecuencial en régimen
permanente. Explicite sus componentes tanto en forma cartesiana como en forma polar.
4.4. Defina las funciones de resistencia, reactancia (inductiva, capacitiva, total) e impedancia y represéntelas en
forma de fasores.
4.5. Defina las funciones de conductancia, susceptancia y admitancia en función de la impedancia.
4.6. Defina la ley de Ohm para corriente alternada y represente los fasores de tensión y corriente en función de la
misma si conoce la resistencia y la reactancia.
4.7. Plantee y solucione las ecuaciones de una red de dos mallas (o dos nudos) para régimen sinusoidal
permanente.
4.8. Defina las potencias instantánea, media, activa disipada y almacenada para los elementos L C y R de una
red.
4.9. Defina potencia activa, potencia reactiva y potencia aparente. Dibuje el triángulo de potencias. Defina el
factor de potencia.
4.10.
Calcule el valor medio y el valor eficaz de una función periódica no sinusoidal.
4.11.
Caracterize una carga real en corriente alterna (Resistencia, Inductancia, Capacidad). Defina el factor de
calidad de dicha carga.
4.12.
Caracterize un circuito resonante (serie y paralelo). Defina la resonancia de ese circuito. Defina la curva
universal de resonancia.
5. Capítulo 5.
5.1. Defina los diagramas de Bode y de Nyquist (magnitudes que se llevan en los ejes). Qué se representa en
dichos diagramas.
5.2. Explique con un ejemplo cómo se traza un diagrama asintótico de Bode.
5.3. Cómo es la respuesta en frecuencia de un sistema de primero y de segundo orden. Defina sus parámetros
característicos.
5.4. Dada una función de transferencia de una red, explique cómo determina su estabilidad o inestabilidad. Qué
tipos de redes pueden ser inestables y porqué.
5.5. Dado un sistema realimentado caracterizado por sus funciones de transferencia directa y de realimentación,
explique cómo aplica el criterio de estabilidad de Routh-Hurwitz para determinar su estabilidad.
5.6. Dado un sistema realimentado caracterizado por sus funciones de transferencia directa y de realimentación,
explique cómo aplica el criterio de estabilidad de Nyquist para determinar su estabilidad o inestabilidad.
5.7. Dado un diagrama de Bode, esquematice el correspondiente diagrama de Nyquist (o a la inversa).
6. Capítulo 6.
6.1. Defina los sistemas de parámetros de un cuadripolo y cómo se define cada parámetro.
6.2. Obtenga los parámetros z, y, ABCD de un cuadripolo T genérico (de un cuadripolo pi genérico).
6.3. Cómo se obtienen los parámetros del cuadripolo equivalente de conectar dos cuadripolos en: cascada, serie,
paralelo.
6.4. Cómo se definen: impedancia iterativa, impedancia imagen, impedancia característica de un cuadripolo.
Obtenga las expresiones de dichas impedancias para un cuadripolo dado.
6.5. Cómo se define la función de propagación en un cuadripolo.
6.6. Cómo se calculan las funciones de propagación de un cuadripolo trabajando en base: iterativa, imagen,
característica.
6.7. Cómo se forman los cuadripolos T y pi simétricos a partir de la conexión en cascada opuesta de dos
cuadripolos L idénticos.
6.8. Obtenga las impedancias características y las funciones de propagación de tensiones de un cuadripolo T (o
pi) simétrico no disipativo tipo pasabajos. (Secciones de filtro pasabajos de k constante).
7. Capítulo 7.
7.1. Defina un cuadripolo L no disipativo de adaptación de impedancias. Obtenga la expresión de sus
impedancias imágenes. Conocidas las mismas como resistivas puras y conocida la frecuencia de trabajo,
obtenga los valores de la inductancia L y de la capacidad C de dicho cuadripolo tipo L.
8. Capítulo 8.
8.1. Defina el proceso general de síntesis de una red. Defina normalización y desnormalización y su uso.
8.2. Qué funciones de redes aprendió a sintetizar. Defina las funciones real-positivas y sus cinco propiedades
fundamentales.
8.3. Cuáles son las condiciones de realizabilidad de funciones de excitación de redes no disipativas (LC).
Enuncie el teorema de Foster.
8.4. Explique las cuatro formas canónicas de síntesis de funciones de excitación de redes LC y dibuje la
estructura de las redes que se obtienen en cada una.
8.5. Cuáles son las condiciones de realizabilidad de funciones de excitación de redes disipativas de dos tipos de
elementos (RC o RL).
8.6. Explique las cuatro formas canónicas de síntesis de funciones de excitación de redes RC (o RL) y dibuje la
estructura de las redes que se obtienen en cada una.
8.7. Explique cómo se sintetizan los elementos de un cuadripolo LC escalera pasabajos cargado con una
resistencia R a partir de su función transferencia aplicando la síntesis de funciones de excitación LC
9. Capítulo 9.
9.1. Esquematize una sección de filtro convencional con su generador y carga y explique sus características.
9.2. Defina una sección de filtro de K constante y sus relaciones fundamentales. Obtenga de ellas los elementos
de la sección de filtro T (o pi) de K constante pasabajos normalizada.
9.3. Dibuje las curvas de atenuación y fase de una sección de filtro de K constante.
9.4. Cuáles son las fórmulas de transformación de frecuencia que se emplean para obtener secciones de filtro de
tipo pasaaltos, pasabanda y eliminabanda normalizadas a partir de la sección pasabajos normalizada.
9.5. A partir de una sección de filtro de K-constante pasabajos normalizada aplique las transformaciones de
frecuencia para obtener las correspondientes secciones pasaaltos, pasabanda y eliminabanda.
9.6. Obtenga una sección de filtro m-derivada a partir de una sección de filtro de K-constante. Qué
características debe reunir la sección m-derivada para poder ser acoplada a una de K constante.
9.7. Dibuje las curvas de atenuación de una sección de filtro m-derivada.
9.8. Defina el filtro compuesto. Dibuje sus curvas de atenuación.
9.9. Cómo se combinan las secciones para obtener un filtro compuesto que mejore la adaptación de impedancias
para cargas resistivas y porqué.
10. Capítulo 10.
10.1.
Defina el filtro pasabajos ideal dibujando su respuesta en frecuencia. Explique porqué es irrealizable.
10.2.
Defina la aproximación de Butterworth. Dibuje su respuesta en frecuencia. Ubicación de sus polos.
Construcción de la función transferencia.
10.3.
Defina la aproximación de Tschebyschev. Dibuje su respuesta en frecuencia. Ubicación de sus polos.
Construcción de la función transferencia.
10.4.
Síntesis de la sección pasabajos normalizada de Butterworth (o Tschebyschev) de orden n.
10.5.
Derivación de las secciones normalizadas pasaaltos, pasabanda y eliminación de banda de Butterworth
(o Tschebyschev) de orden n por transformación de frecuencia.
10.6.
Desnormalización de cualquier filtro desde los datos de partida.