Introducción al Análisis de Circuitos

1249 Pages·2004·17.39 MB·Spanish

by  R.L. Boylestad

DÉCIMA
EDICIÓN
Introducción al
análisis de circuitos
Robert L. Boylestad
TRADUCCIÓN
Ing. Carlos Mendoza Barraza
Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey
Campus Estado de México
Ing. José de la Cera Alonso
Facultad de Ingeniería
Universidad Nacional Autónoma de México
REVISIÓN TÉCNICA
M. en C. Agustín Suárez Fernández
Departamento de Ingeniería Eléctrica
Universidad Autónoma Metropolitana
Plantel Iztapalapa
Dr. Juan Carlos Sánchez García
Ing. Gonzalo Duchén Sánchez
Sección de Estudios de Posgrado e Investigación
Escuela Superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica
Instituto Politécnico Nacional
Unidad Culhuacán
®
MÉXICO •ARGENTINA •BRASIL •COLOMBIA •COSTA RICA •CHILE •ECUADOR
ESPAÑA •GUATEMALA •PANAMÁ •PERÚ •PUERTO RICO •URUGUAY •VENEZUELA
BOYLESTAD, ROBERT L.
Introducción al análisis de circuitos
PEARSON EDUCACIÓN, México, 2004
ISBN: 970-26-0448-6
Área: Universidad
Formato: 21 (cid:2)27 cm Páginas 1248
Authorized translation from the English language edition, entitled Introductory
Circuit Analysis, Tenth Edition, by Robert L. Boylestad, published by Pearson Education, Inc.,
publishing as PRENTICE HALL, INC., Copyright ©2003. All rights reserved.
ISBN 0-13-097417-X
Traducción autorizada de la edición en idioma inglés, titulada Introductory Circuit
Analysis, Tenth Edition, por Robert L. Boylestad, publicada por Pearson Education, Inc.,
publicada como PRENTICE HALL, INC., Copyright ©2003. Todos los derechos reservados.
Esta edición en español es la única autorizada.
Edición en español
Editor: Guillermo Trujano Mendoza
e-mail: [email protected]
Supervisora de desarrollo: Diana Karen Montaño González
Supervisor de producción: Enrique Trejo Hernández
DÉCIMA EDICIÓN, 2004
D. R. ©2004 por Pearson Educación de México, S.A. de C.V.
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ISBN 970-26-0448-6
Impreso en México. Printed in Mexico.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 - 05 04 03 02
®
Para Else Marie
Alison, Mark, Kelcy, Morgan y Cody
Eric, Rachel y Samantha
Stacey, Jonathan y Britt
Johanna

Prefacio
A medida que escribía este prefacio para la décima edición tinuo que ofrece un reto maravilloso para futuras edi-
de Análisis introductorio de circuitos, me fue imposible no ciones.
reflexionar sobre los pasados 34 años de su historia. Hubo Los cambios más evidentes en esta edición están en el
momentos en que fue particularmente difícil identificar los área de cómputo. Me encontraba satisfecho con la versión
temas que se habían actualizado, si un nuevo tema debía de la familia OrCAD 9.2 Lite Edition, que me permitía mi-
añadirse, si el desarrollo se encontraba a un nivel adecuado grar desde la versión 8. Recuerdo que cuando finalmente
o si era matemáticamente muy complejo, si la cobertura me sentí seguro utilizando la versión DOS de PSpice, se pre-
computacional debía ser ampliada, etc. Por fortuna, sin em- sentó la versión de Windows; entonces me di cuenta de que
bargo, las preguntas de los estudiantes, tanto en las sesiones aun cuando había desarrollado mi habilidad en el modo
de clase como en los laboratorios, en combinación con los DOS, debía aprender ese nuevo enfoque. Al principio estu-
comentarios de los colegas y revisores, me ayudaron a de- ve renuente y me centraba en señalar todo aquello que no me
finir las áreas que requerían rediseñarse y los temas que gustaba acerca de la versión Windows. Sin embargo, median-
debían añadirse. No obstante, en mi interés por satisfacer a te la práctica, y con el tiempo, advertí que evidentemente ese
todos, el libro adquirió un tamaño que me obligó a consi- sería el camino del futuro; y, por supuesto, ahoraaprecio el
derar seriamente la posibilidad de eliminar secciones e in- cambio. Lo mismo sucedió, en cierta forma, cuando ya es-
cluso capítulos completos. Sin embargo, la reacción general taba familiarizado con la versión 8 de PSpice y se intro-
ante tal cambio fue tan negativa que me pareció mejor al- dujo la versión 9 (bajo un nuevo propietario titular) con
ternativa aceptar simplemente el hecho de que todo material varios cambios. Durante cierto periodo permanecí con la
nuevo podría ser considerado para su inclusión únicamente versión 8 en lugar de hacer el cambio; no obstante, la em-
si alguna parte del libro cuyo tamaño fuese similar pudiera presa Cadence Design Systems realizó un esfuerzo impor-
eliminarse. tante para suavizar los cambios y restablecer su cercana
Siempre resulta interesante que, cuando me siento a es- asociación con la versión de MicroSim. Ha llegado el mo-
cribir el prefacio para una edición, ya me encuentre al tanto mento de migrar a la nueva versión. La mayor parte de los
de los cambios que se presentarán en la siguiente. Por cambios se encuentran en la interfaz de usuario y en algu-
ejemplo, al enfocarme sobre el área de cómputo para esta nas de las secuencias de simulación; sin embargo, el lector
edición, sentí una fuerte necesidad de conservar las descrip- puede estar seguro de que si se encuentra familiarizado con
ciones detalladas que aparecen con las aplicaciones de la versión 8 y dedica algunos minutos a revisar el material
PSpice, Mathcad y Electronics Workbench. Sin embargo, introductorio de este texto, la nueva versión pronto le pare-
la calidad de la literatura de apoyo ha mejorado de forma cerá tan amigable como la anterior. De hecho, con seguridad
importante en años recientes, llevándome a pensar que la agradecerá algunos de los cambios que se realizaron.
mayor parte del detalle será eliminada en la onceava edi- Para esta edición se incorporó la versión Multisim 2001
ción; posiblemente sólo se proporcionarán los archivos de de Electronics Workbench como respuesta a su creciente
salida e impresiones. Uno de los retos que más disfruto uso por parte de varias instituciones. Tiene la notable ven-
con cada nueva edición es llegar a algo realmente innova- taja de permitir el uso de instrumentos reales para realizar
dor que apoye el proceso de aprendizaje. En la novena las mediciones, proporcionando a los estudiantes una expe-
edición esto significó añadir numerosos ejemplos prácti- riencia de laboratorio al utilizar la computadora.
cos, y en la octava fue el detalle ofrecido para dar soporte Por último, decidí permitir que Mathcad jugara un papel
a la versión Windows de PSpice. Retrocediendo hasta la activo en el proceso de aprendizaje. En la actualidad los
quinta edición (1987), recuerdo que se discutió acerca de estudiantes son muy rápidos para aprender la forma de
si era conveniente presentar el análisis por computadora aplicar los paquetes de software, así que supuse que la
en el texto con la adición de programas en BASIC. Evi- habilidad para realizar operaciones matemáticas complejas
dentemente, hacerlo fue una decisión acertada cuando con la computadora únicamente los incitaría a familiarizar-
observamos la cobertura que se ofrece a tal análisis en la se más con los métodos por computadora. Todavía recuerdo
mayoría de los textos actuales. En otra edición, el punto los tiempos en que los estudiantes permanecían sentados
medular consistió en decidir la ampliación del capítulo experimentando cierto temor cuando les mostraba la forma
inicial sobre operaciones matemáticas, dado que observé de realizar algunas operaciones básicas con ayuda de la
que muchos estudiantes carecían de la formación adecua- computadora. En la actualidad, debo permanecer en aler-
da para el trabajo a seguir. La revisión es un proceso con- ta constante para responder a las preguntas que hacen y,
v
vi ⏐⏐⏐ PREFACIO
tengo que reconocerlo, en ocasiones necesito efectuar al- Para información sobre este material contacte al repre-
guna investigación antes de poder contestarles adecuada- sentante de Pearson Educación.
mente. De la misma forma que con cada edición, varias perso-
La cobertura de C(cid:3)(cid:3)permanece igual como respuesta nas fueron de gran ayuda en el desarrollo del contenido de
a los comentarios positivos de los usuarios actuales. Sin em- la presente. Mis agradecimientos más sinceros a Jerry Sit-
bargo, con la incorporación de Electronics Workbench, y bon por tomarse el tiempo para responder a mis muchas
apoyado en observaciones de los revisores, decidí eliminar preguntas acerca de todo tema y por ayudarme a definir el
los programas en BASIC y sus descripciones. contenido en áreas específicas del texto. El profesor Franz
Durante los últimos años, he recibido numerosos co- Monssen, con su amplia experiencia en la aplicación de
mentarios acerca del orden de los últimos capítulos del li- paquetes de software, fue muy útil en el desarrollo de la
bro. En esta ocasión, revisé minuciosamente ese contenido exposición de la nueva versión de PSpice. Para esta edi-
y decidí que algunos de los cambios recomendados eran ción, la editora de desarrollo Kate Linser apoyó en la bús-
válidos y debían ser realizados. Sin embargo, debo admitir queda de información específica, manteniendo un registro
que el nuevo orden es principalmente resultado de mi pro- de todos los detalles necesarios y definiendo un canal trans-
pia experiencia de enseñanza y de cómo percibí que los parente que permitió completar el texto. Un agradecimiento
temas debían ser cubiertos en un texto introductorio. El or- especial también para Sigmund Årseth por la pintura espe-
den de las secciones numeradas en el capítulo 12 (Induc- cial que honra la portada.
tores) también fue modificado para asegurar que los temas A lo largo de los años, el equipo de producción en Co-
más importantes se cubrieran al principio, y que la utiliza- lumbus Ohio ha demostrado ser excelente, en todo el sen-
ción de la ecuación general para el comportamiento tran- tido de la palabra. Rex Davidson, editor de producción y
sitorio se presentara lo antes posible a fin de que pudiera buen amigo mío, de alguna forma consigue eliminar toda
aplicarse a lo largo del capítulo. la presión que genera el proceso de producción. Mis edi-
Otros cambios evidentes incluyen la eliminación del tores, Scott Sambucci y Denis Williams, siempre están
material que rodeaba la presentación de los superconduc- disponibles para ayudar a tomar decisiones importantes y
tores debido a que las explicaciones requerían una formación hacer todo lo necesario con el propósito de asegurar que el
más allá del nivel actual de los estudiantes. También, aho- texto publicado tenga todos los elementos necesarios para
ra el término rmsse utiliza prácticamente de forma exclu- llegar a ser un éxito. Aprecio profundamente la capacidad
siva en lugar de eff como sucedía en ediciones anteriores. de Lara Dimmick, asistente editorial, para hacerse cargo de
En la descripción del álgebra fasorial, las letras A, B y C una montaña de detalles. Mi correctora, Maggie Diehl,
se reemplazaron por X,Yy Zpara ofrecer un puente entre continúa sorprendiéndome con las preguntas y sugerencias
las operaciones matemáticas y los parámetros de red. En el que formula para mejorar el texto.
capítulo 10 sobre capacitores, la ecuación general para Por último, quiero agradecer a todos ustedes, los lectores,
el comportamiento transitorio se presenta lo antes posible por creer en este libro a lo largo de los años. La escritura y
para permitir su aplicación a lo largo del capítulo. De he- revisión del texto conforman un esfuerzo que me ha dado
cho, ahora se utiliza a lo largo del capítulo 24 de manera tal grado de satisfacción y gusto, que espero continúe en el
que los estudiantes no tengan que remitirse a las ecuacio- futuro. No existe nada que disfrute más que atender a los
nes básicas de definición presentadas con anterioridad. comentarios de quienes actualmente usan el texto, y quizá
En la dirección de Internet: de los usuarios de alguna de las ediciones anteriores. Les
aseguro que no existirá comunicación de ustedes sin res-
www.pearsoneducacion.net/boylestad
puesta de mi parte. Mis mejores deseos para un año escolar
se encuentran ejercicios, aplicaciones prácticas y archivos saludable, productivo y agradable.
de circuitos, tanto para Electronics Workbench como para
Multisim. Reconocimientos
Un paquete completo de material de apoyo acompaña a Quiero agradecer a las siguientes personas por sus distintas
este texto e incluye: aportaciones a lo largo de las muchas ediciones de este li-
bro de texto.
Manual de soluciones para el instructor
Derek Abbot – Universidad de Adelaida, Australia
Archivo para exámenes
Don Abernathy – Instituto de Tecnología DeVry
Administrador de exámenes de Prentice Hall (banco de
Andrew H. Andersen, Jr. – Colegio de la Comunidad de
pruebas electrónico)
Brookdale
Transparencias de Powerpoint®en CD-ROM
James L. Antonakos – Colegio de la Comunidad Broome
Suplementos para el instructor en CD-ROM
Sohail Anwar – Universidad Estatal de Pennsylvania
Sitio web de complemento:
Jeff Beasley – Universidad Estatal de Nuevo México
www.pearsoneducacion.net/boylestad Tom Bellarmine – Universidad de Florida A&M
PREFACIO ⏐⏐⏐ vii
Bill Boettcher – Instituto Técnico Vocacional de Kathleen L. Kitto – Universidad Western Washington
Albuquerque Dave Krispinsky – Instituto de Tecnología de Rochester
Joe Booker – Instituto de Tecnología DeVry Noel Looser – Corporación Omega
Mohamed Brihoum – Instituto de Tecnología DeVry M. David Luneau, Jr. – Universidad de Arkansas
O. J. Brittingham – Instituto de Tecnología DeVry Bill Mack – Colegio de la Comunidad del Área de
Charles Bunting – Universidad Old Dominion Harrisburg
Kern Butler – Town and Country Electric, Inc. Leei Mao – Colegio Técnico de Greenville
Mauro Caputi – Universidad Hofstra Robert Martin – Colegio de la Comunidad de Northern
Richard Cliver – Instituto de Tecnología de Rochester Virginia
Joseph Coppola – Universidad Estatal de Nueva York Tim Christensen – Cadence Design Systems
Lester W. Cory – Universidad del Sudeste de Tom Minnich – Instituto de Tecnología de la Universidad
Massachusetts de West Virginia
Thomas M. Crapo – Colegio Ricks Jalil Moghaddasi – Colegio de la comunidad de
Gerald L. Doutt – Instituto de Tecnología DeVry Bronx/CUNY
John Dunbar – Instituto de Tecnología DeVry Mike O’Rear – Instituto Técnico de Chattahoochee
Derrek Butler Dunn – Universidad Estatal de Carolina del Said Oucheriah – Universidad de Northern Illinois
Norte A&T Carol Parcels – Hewlett-Packard Corporation
Richard Fleming – Universidad Estatal de Midwestern Jay Porter – Universidad A&M de Texas
Marion R. Fox – Colegio Estatal de Rose Robert Powell – Colegio de la Comunidad de Oakland
Kenneth Frament – Instituto de Tecnología DeVry Sandra L. Powell – Texas Instruments
George Fredericks – Colegio Técnico de la Comunidad Carl E. Priode – Universidad Estatal de Shawnee
Estatal de Northeast Vic Quiros – Instituto de Tecnología DeVry
Alberto Gomez-Rivas – Universidad de Houston Richard Skovhol – Universidad Aeronáutica Embry-Riddle
Robert Herrick – Universidad de Purdue Paul T. Svatik – Colegio de la Comunidad de Owens
Robert J. Hofinger – Universidad de Purdue Barbara Sweeney – Archivos de AT&T
Tania Hrynewycz – Instituto de Tecnología DeVry Eric Tisdale – Universidad Estatal de Ball
James Hurny – Instituto de Tecnología de Rochester Domingo L. Uy – Universidad de Hampton
Frank Jump – Colegio de la Comunidad de North Seattle Thomas A. Varetoni – Instituto de Tecnología DeVry
Rajiv Kapadia – Universidad Estatal de Minnesota Misty Watson – Instituto de Tecnología DeVry
Robert Katz Lynda Wilkinson – Colegio de la Comunidad de North
Mohammad I. Khan – Colegio Séneca Seattle
Ali Khidar – Instituto de Tecnología DeVry Mayor Jim Wise – Academia Naval de Estados Unidos