Teoría de circuitos, circuitos lineales y no lineales

¿Que son los circuitos eléctricos lineales? 

• Un circuito lineal debe de cumplir las propiedades de homogeneidad y aditiva.
• Un circuito lineal esta compuesto por elementos lineales.
• Un circuito lineal tiene una relación proporcionalmente lineal entre causa y efecto.

Se puede decir que en los circuitos lineales los valores de las formulas de los elementos lineales (resistencia, bobina, fuente de alimentación, etc) se comportan como una ecuación lineal. ¿Que es una ecuación lineal?, Una ecuación lineal esta representada por una linea recta en un eje de coordenadas como este:

Por ejemplo el punto «A» de esta linea recta podría corresponder a los valores de una resistencia comportandose como la función:

¿Que es la homogeneidad de un circuito eléctrico?

Cuando una entrada de un circuito, por ejemplo representada por una tensión, la multiplicamos por una constante, también deberemos de multiplicar por esa constante la respuesta del circuito, la respuesta puede estar representada por la intensidad.

Por ejemplo si tenemos una tensión igual a 5 voltios y esta tensión da una intensidad de 2 mA en el elemento lineal (por ejemplo en un resistor), entonces si multiplicamos la tensión de entrada por una constante (por ejemplo el numero 4) también deberemos multiplicar la intensidad por la misma constante. A este hecho se le llama propiedad de homogeneidad y debe estar presente en un circuito lineal.

 

Por ejemplo en este circuito con una resistencia R2 de 2.2k ohmios y una fuente de alimentación de 12 voltios en continua, si multiplicamos el valor de la tensión que nos proporciona la fuente de alimentación por una constante, por ejemplo 2, también deberemos multiplicar la intensidad por la misma constante para cumplir con la propiedad de homogeneidad.

 

 

Esta gráfica representa los valores que tendría la resistencia aplicando una tensión, la gráfica muestra desde 0 voltios hasta 8 voltios y la intensidad que le correspondería en cada caso.

 

Para una tensión de 4 voltios tenemos:

Intensidad=Tensión / resistencia

Intensidad = 4 / 2.2

I = 1.8mA

Si multiplicamos una constante por la tensión:

Intensidad = 2 · Tensión /resistencia

Intensidad = 8 / 2.2 = 3.6 mA

El valor de la intensidad es igual a multiplicar la intensidad de la resistencia I = 1.8 mA por 2

I = 1.8 · 2 = 3.6mA

Esta propiedad en los circuitos o elementos electrónicos se llama homogeneidad.

¿Que es la propiedad aditiva en un circuito eléctrico?

La propiedad aditiva se da cuando la suma de las entradas en un circuito eléctrico es igual a la suma de las respuestas de cada una de las entradas por separado.