Redes De Dos Puertos

Redes de dos Puertos
Introducción.
Se conoce como puerto a una pareja de terminales a través de las cuales es posible que entre o salga corriente de una red. Los dispositivos o elementos de dos terminales (como los resistores, los capacitores y los inductores) son redes de un puerto. En general, una red puede tener n puertos. Un puerto es un acceso a la red y consta de un par de terminales. Lacorriente que entra a una terminal sale a través de la otra, de modo que la corriente neta que entra al puerto es igual a cero.
Una red de dos puertos es una red eléctrica con dos puertos diferentes para la entrada y la salida. En consecuencia, una red de dos puertos cuenta con dos pares de terminales que actúan como puntos de acceso.
El estudio de las redes de dos puertos se debe al menos ados razones. En primer lugar, dichas redes resultan útiles en las comunicaciones, los sistemas de control, los sistemas de potencia y la electrónica. Por ejemplo, se emplea en electrónica para modelar transistores y facilitar el diseño en cascada. El segundo lugar, se usan para conocer los parámetros de una red de dos puertos, lo cual permite tratarla como una “caja negra” cuando esta incrustadadentro de una red mayor.
La caracterización de una red de dos puertos requiere que se relacionen las cantidades en las terminales V1, V2, I1 e I2, de las cuales dos son independientes. Los diversos términos que relacionan estas tensiones y corrientes reciben el nombre de parámetros.

Parámetros de Impedancia.
Los parámetros de impedancia y admitancia se emplean comúnmente en la síntesis defiltros. Son útiles en el diseño y en el análisis de redes de acoplamiento y de impedancia, así como para las redes de distribución de potencia.
Red lineal de dos puertos alineada por fuentes de tensión | Red lineal de dos puertos alineada por fuentes de corriente |
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Una red de dos puertos puede alimentarse por medio de una tensión o por una corriente. A partir de cualquiera de estas,es posible relacionar las tenciones en las terminales con las corrientes en las terminales, como
V1=z11I1+z12I2
V2=z21I1+z22I2
O en forma matricial como
V1V2=z11z12z12z22=z=I1I2
Donde los términos z se denominan parámetros de impedancia, o simplemente parámetros z, cuyas unidades son ohms.
El valor de los parámetros puede evaluarse fijando I1 = 0 (puerto de entrada en circuito abierto) oI2 = 0 (puerto de salida en circuito abierto), por lo tanto,
z11=V1I1|I2=0 | z12=V1I2|I1=0 |
z21=V2I1|I2=0 | z22=V2I2|I1=0 |
Puesto que los parámetros z se obtienen poniendo en circuito abierto el puerto de entrada o de salida, entonces se les denomina parámetros de impedancia en circuito abierto. Específicamente,
Z11 = Impedancia de entrada en circuito abierto
Z12 = Impedancia detransferencia en circuito abierto del puerto 1 al puerto 2
Z21 = Impedancia de transferencia en circuito abierto del puerto 2 al puerto 1
Z22 = Impedancia de salida en circuito abierto
Intercambiando una fuente de tensión en un puerto, con un amperímetro ideal en el otro puerto se produce la misma lectura en una red de puertos recíprocos. |
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Algunas veces Z11 y Z12 se denominan impedancias enel punto de alimentación, tanto que Z21 y Z22 se llaman impedancias de transferencia. Una impedancia de punto de alimentación es la impedancia de entrada de un dispositivo de dos terminales (un puerto). De tal manera, Z11 es la impedancia del punto de excitación de la entrada con el puerto de salida en circuito abierto; en tanto que Z22 es la impedancia del punto de excitación de salida con elpuerto de entrada de circuito abierto.
Cuando Z11 = Z22, se dice que la red de dos puertos es simétrica. Esto implica que la red tiene simetría similar a un espejo en torno en alguna línea central; así, es posible encontrar una línea que divida la red en dos mitades similares.
Cuando la red de dos puertos es lineal y no tiene fuentes independientes, las impedancias de transferencia son iguales...