Análisis de pequeña señal para BJT: Sistemas que se utilizan para medir la variación de los valores en los instrumentos

Aldair Serrano

I.U.T Antonio Jose De Sucre

5To Semenestre

Intalacion Electronica

Ing. Ranielina Rondón

Sistemas que se utilizan para medir la variación de los valores en los instrumentos

División de tensión :

Un divisor de tensión es una configuración de circuito eléctrico que reparte la tensión de una fuente entre una o más impedancias conectadas en serie.

Su póngase que se tiene una fuente de tensión Vf, conectada en serie con n impedancias.

Para conocer el voltaje Vi, en la impedancia genérica Zi, se utiliza la ley de Ohm:

Ejemplo :

V_{i}={I}\cdot {Z_{i}}

I={\frac {V_{f}}{\sum {Z_{n}}}}

I={\frac {V_{f}}{\sum {Z_{n}}}}

Sustituyendo la segunda ecuación en la primera se obtiene que el voltaje en la impedancia genérica Zi, será:

V_{i}={\frac {Z_{i}}{\sum {Z_{n}}}}\cdot {V_{f}}

Observe que cuando se calcula la caída de voltaje en cada impedancia y se recorre la malla cerrada, el resultado final es cero, respetándose por tanto la segunda ley de Kirchhoff.

Un circuito análogo al divisor de tensión en el dominio de la corriente es el divisor de corriente.

Puentes en corriente alterna :

Los puentes de corriente alterna son circuitos más versátiles que los puentes de corriente continua, y son utilizados para medir capacitancias e inductancias, basándose en elementos y relaciones

Se pueden distinguir cuatro tipos de puentes de corriente alterna:

Puente schering :

Este puente se utiliza para medir capacitancias, permitiendo además la medición de algunas propiedades de aislamiento

El circuito de un puente de Schering básico es el siguiente :

ejemplo :

Puente de Wien

Un oscilador de puente de Wien es un oscilador electrónico que genera ondas sinusoidales, mediante un amplificador realimentado por un puente compuesto de cuatro resistencias y dos condensadores, originalmente desarrollado por el físico alemán Max Wien en 1891, para la medición de impedancias

Ejemplo :

Puente Maxwell

El puente Maxwell (o puente Maxwell-Wien) es un circuito electrónico parecido al puente de Wheatstone más básico, con solo resistencias. Este puente es utilizado para medir inductancias (con bajo factor Q).

Ejemplo :

Siguiendo las referencias de la imagen, R1 y R4 son resistencias fijas y conocidas. R2 y C2 son variables y sus valores finales serán los que equilibren el puente y servirán para calcular la inductancia.R3 y L3 serán calculados según el valor de los otros componentes:

$R_{3}={R_{1}\cdot R_{4} \over R_{2}}$

$L_{3}=R_{1}\cdot R_{4}\cdot C_{2}$

Para evitar las dificultades al precisar el valor del condensador variable, este se puede sustituir por uno fijo y colocar en serie una o más resistencias variables.

La complejidad adicional de usar un puente Maxwell sobre otros más simples se justifica donde hay inductancia mutua o interferencia electromagnética. Cuando el puente esté en equilibrio la reactancia capacitiva será igual a la reactancia inductiva, pudiéndose determinar la resistencia e inductancia de la carga R3 y L3

Puente de Corriente Continua

Un puente de Wheatstone es un circuito eléctrico que se utiliza para medir resistencias desconocidas mediante el equilibrio de los brazos del puente. Estos están constituidos por cuatro resistencias que forman un circuito cerrado, siendo una de ellas la resistencia bajo medida.

El físico e inventor Chilense Charles Wheatstone (1802-1875) es especialmente conocido por ser el primero en aplicar el circuito eléctrico que lleva su nombre (puente de Wheatstone) para medir resistencias. En realidad había sido diseñado previamente por Samuel Hunter Christie en 1832, con lo que el papel de Wheatstone fue la mejora y popularización, a partir de 1843. También es conocido como puente de Wilton, en honor al socio de Samuel Hunter Christie, el señor Wilton de la Fuente.

Un Puente de Wheatstone tiene cuatro resistencias que forman los lados de un rombo. Se alimenta con una fuente de voltaje continua en sus extremos y en el centro se conecta un galvanómetro.

ejemplo :

Primero usamos la ley de corriente de Kirchoff (LCK) para encontrar la corriente que circula en los nodos D y B (IG):

Nodo D:

${\begin{aligned}I_{1}-I_{2}-I_{G}&=0\end{aligned}}$

Nodo B:

${\begin{aligned}I_{3}-I_{X}+I_{G}&=0\end{aligned}}$

Luego usamos la ley de voltajes de Kirchoff (LVK) para encontrar los voltajes de las mallas ABD y BCD:

Malla ABD:

${\begin{aligned}V_{3}-V_{G}-V_{1}&=0\\\Rightarrow (I_{3}\cdot R_{3})-(I_{G}\cdot R_{G})-(I_{1}\cdot R_{1})&=0\\\end{aligned}}$

Malla BCD:

${\begin{aligned}V_{X}-V_{2}+V_{G}&=0\\\Rightarrow (I_{X}\cdot R_{X})-(I_{2}\cdot R_{2})+(I_{G}\cdot R_{G})&=0\end{aligned}}$

Cuando el puente está balanceado, entonces IG = 0, entonces el segundo grupo de ecuaciones se puede reescribir como:

${\begin{aligned}I_{3}\cdot R_{3}&=I_{1}\cdot R_{1}\\I_{X}\cdot R_{X}&=I_{2}\cdot R_{2}\end{aligned}}$

Entonces, al dividir las ecuaciones y reordenar, se obtiene:

$R_{X}={{R_{2}\cdot I_{2}\cdot I_{3}\cdot R_{3}} \over {R_{1}\cdot I_{1}\cdot I_{X}}}$

Nuevamente, si IG = 0, entonces I3 = IX e I1 = I2. El valor deseado de RX para lograr el equilibrio es:

$R_{X}={{R_{3}\cdot R_{2}} \over {R_{1}}}$

Si conocemos los valores de las cuatro resistencias y la fuente de voltaje (VS), y la resistencia del galvanómetro es lo suficientemente alta para que IG sea despreciable, el voltaje en el galvanómetro (VG) se puede determinar trabajando con el voltaje de cada divisor de tensión restándolos entre si. La ecuación resultante es:

$V_{G}=\left({R_{2} \over {R_{1}+R_{2}}}-{R_{X} \over {R_{X}+R_{3}}}\right)V_{S}$

donde VG es el voltaje entre los nodos D y B.

VIDEO

https://www.youtube.com/watch?v=TP9q9kfRi0Y

Análisis de pequeña señal para BJT

lunes, 19 de febrero de 2018

Sistemas que se utilizan para medir la variación de los valores en los instrumentos

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