Passive component’s real behavior models and simulation for the frequency domain - (:unkn) unknown (Editorial Tecnológica de Costa Rica (entidad editora), 2026)
Modelado y simulación del comportamiento real de los componentes pasivos en el dominio de la frecuencia
The development of new electrical devices in our times involves, at first, a fundamental stage of simulation modeling and theoretical behavior at the frequency domain before proceeding with the experimental steps necessary to consolidate these ideas into a new product good enough to be used in our society. In this matter, understanding the actual operation of passive components is essential to describe key characteristics that define the actual performance of the evolving system. Fundamentally, there are three most commonly used electrical elements, namely: resistance, capacitors and inductors, essential to generate new sensors that base their operation on the electromagnetic induction phenomenon. In good theory, these elements can be modeled with simple mathematical equations by means of circuit analysis techniques in the sinusoidal permanent state, but in practice, it is clear these devices exhibit a very different behavior, due inter alia, to material’s nonlinearities used for manufacturing. This document aims to summaryze a series of simple conceptual models developed by several authors that approaches, somewhat, a more precise performance characterization of these devices by varying the operating frequency, as well as a brief description of the different materials used on its construction, with the aim of expanding the theoretical overview for a better understanding and further characterization of common electrical systems.
El desarrollo de nuevos dispositivos eléctricos en nuestros tiempos implica, en primera instancia, una etapa fundamental de modelado y simulación de su comportamiento teórico en el dominio de la frecuencia, previo al desarrollo de etapas experimentales necesarias para consolidar estas ideas en un nuevo producto lo suficientemente eficaz como para ser utilizado por nuestra sociedad. En este sentido, entender el desempeño real de los componentes pasivos es indispensable para describir las características fundamentales que definen y determinan el sistema en evolución. Esencialmente, tres son los elementos eléctricos utilizados popularmente, a saber: la resistencia, el capacitor y el inductor, vitales para la creación de nuevos sensores que basan su funcionamiento en el fenómeno de inducción electromagnética. En buena teoría, estos elementos pueden ser modelados con ecuaciones matemáticas simples, por medio de técnicas de análisis de circuitos en el estado senoidal permanente; sin embargo, en la práctica, es claro que los dispositivos presentan un comportamiento muy diferente, debido entre otros factores, a las no linealidades de los materiales empleados para su fabricación. El presente documento pretende resumir una serie de modelos conceptuales simples desarrollados por varios autores que aproximan; de forma más precisa, el comportamiento de estos dispositivos al variar las frecuencias de operación, así como una breve descripción de los materiales utilizados en su construcción, con el objetivo de ampliar el panorama teórico para un mejor entendimiento y posterior caracterización de sistemas eléctricos.
Keywords: Capacitor; Frequency response; Inductor; Impedance; Real behavior models; Resistance; Capacitor; Impedancia; Inductor; Modelos de comportamiento real; Resistencia; Respuesta en frecuencia