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Análisis de Circuito de Doble Red

Electrical4u
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Campo: Electricidad Básica
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China

¿Qué es una Red Dual?

Se dice que dos redes eléctricas son redes duales si las ecuaciones de malla de una red son iguales a las ecuaciones de nodo de la otra.

La red dual se basa en la Ley de Corriente de Kirchhoff y Ley de Voltaje de Kirchhoff.

electric mesh network

Aplicando la Ley de Voltaje de Kirchhoff en la red A, arriba obtenemos,

electric node network

Aplicando la Ley de Corriente de Kirchhoff en la red B, arriba obtenemos,

Aquí hemos encontrado que las ecuaciones (i) y (ii) son similares en su forma matemática. La ecuación (i) está en forma de malla y la ecuación (ii) está en forma nodal.

Aquí, la variable del lado izquierdo de la ecuación (i) es el voltaje, y la variable del lado izquierdo de la ecuación (ii) es la corriente.

De manera similar, el lado derecho de la ecuación (i) es un producto de la corriente y la impedancia total del circuito.

De manera similar, el lado derecho de la ecuación (ii) es el producto del voltaje y la admitancia del circuito.

Por lo tanto, no hay duda de que estas dos redes son redes duales. A partir de los ejemplos, también queda claro que las redes duales pueden no ser redes equivalentes.

Las ecuaciones de circuito de las dos redes duales son similares en forma, pero las variables están intercambiadas.

Construcción de una Red Dual

Consideremos el circuito RLC en serie como se muestra a continuación.

series rlc circuit

Aplicando la Ley de Voltaje de Kirchhoff en este circuito, obtenemos,

Reemplacemos todas las variables y constantes por sus duales en la ecuación. Al hacerlo, obtenemos,

La red eléctrica dibujada por la ecuación de circuito (iv), sería

parallel rlc circuit

Por lo tanto:

Esto no es más que la Ley de Corriente de Kirchhoff. De acuerdo con la definición de una red dual, la red C y la red D son duales entre sí.

Tabla de Elementos Duales

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Inductancia Capacitancia
Rama de servicio Rama paralela
Interruptor cerrado Interruptor abierto
Carga Enlace de flujo