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 : 

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

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

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:

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.

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:

Nodo B:

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

Malla ABD:

Malla BCD:

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

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

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

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:

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

VIDEO

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

 ALDAIR SERRANO, ELECTRÓNICA (80)
PROFESORA: Ing. Ranielina Rondón
Materia: Electrónica Industrial
5TO Semestre

Tiristor

CARACTERÍSTICAS ESTÁTICAS

Corresponden a la región ánodo-cátodo. Son aquellos valores que determinan las posibilidades máximas de un determinado SCR. Estos datos son: 

− Tensión inversa de pico de trabajo ............................................. VRWM 

− Tensión directa de pico repetitiva ............................................... VDRM 

− Tensión directa ............................................................................ VT 

− Corriente directa media ............................................................... ITAV 

− Corriente directa eficaz ............................................................... ITRMS 

− Corriente directa de fugas ........................................................... IDRM 

− Corriente inversa de fugas .......................................................... IRRM 

− Corriente de mantenimiento ........................................................ IH

Las características térmicas a tener en cuenta al trabajar con tiristores son: 

− Temperatura de la unión

− Temperatura de almacenamiento

− Resistencia térmica contenedor-disipador

− Resistencia térmica unión-contenedor 

− Resistencia térmica unión-ambiente

− Impedancia térmica unión-contenedor

CARACTERÍSTICAS DINÁMICAS 

• Tensiones transitorias: 

− Valores de la tensión superpuestos a la señal de la fuente de alimentación. 

− Son breves y de gran amplitud. 

− La tensión inversa de pico no repetitiva (VRSM) debe estar dentro de esos valores. 

• Impulsos de corriente: 

− Para cada tiristor se publican curvas que dan la cantidad de ciclos durante los cuales puede tolerarse una corriente de pico dada. 

− A mayor valor del impuso de corriente, menor es la cantidad de ciclos. − El tiempo máximo de cada impulso está limitado por la Tra media de la unión. 

• Ángulos de conducción: 

− La corriente y tensión media de un SCR dependen del ángulo de conducción. 

− A mayor ángulo de conducción, se obtiene a la salida mayor potencia. 

− Un mayor ángulo de bloqueo o disparo se corresponde con un menor ángulo de conducción: 

angulo de conducción  = 180º− angulo de disparo

− Conociendo la variación de la potencia disipada en función de los diferentes ángulos de conducción podremos calcular las protecciones necesarias. 

DIAC.

El DIAC (Diodo para Corriente Alterna) es un dispositivo semiconductor doble de dos conexiones. Es un diodo bidireccional autodisparable que conduce la corriente sólo tras haberse superado su tensión de disparo alternativa, y mientras la corriente circulante no sea inferior al valor triple de voltios característico para ese dispositivo. El comportamiento es variable para ambas direcciones de la corriente. La mayoría de los DIAC tienen una tensión de disparo doble variable de alrededor de 30 V. En este sentido, su comportamiento es similar a una lámpara de neón.

TRIAC

Un TRIAC o Triodo para Corriente Alterna es un dispositivo semiconductor, de la familia de los tiristores. La diferencia con un tiristor convencional es que éste es unidireccional y el TRIAC es bidireccional. De forma coloquial podría decirse que el TRIAC es un interruptor capaz de conmutar la corriente alterna.

Su estructura interna se asemeja en cierto modo a la disposición que formarían dos SCR en direcciones opuestas. Posee tres electrodos: A1, A2 (en este caso pierden la denominación de ánodo y cátodo) y puerta (gate). El disparo del TRIAC se realiza aplicando una corriente al electrodo de gate/puerta.

SCR

El tiristor SCR es un dispositivo electrónico que tiene la característica de conducir la corriente eléctrica en un solo sentido tal como lo hace un diodo, pero para que comience a conducir el tiristor SCR necesita ser activado, mientras el tiristor SCR no sea activado este no conducirá. Cuando el tirirstor SCR no conduce se le puede considerar como un interruptor abierto y mientras conduce como un interruptor cerrado.  En la imagen de a lado se ve el tiristor SCR 2N5061 del que se puede ver su hoja de datos, como se ve cuenta con tres pines que es una característica de los SCR

Acoplamiento en la respuesta a Baja Frecuencia

    Aldair Serrano
Carrera :Electrónica(80)
Semestre: 4to
Materia: Electrónica
Profesora: Ing. Ranielina Rondón
Fecha : 15-08-2017










Efectos de los capacitores de Acoplamiento en la respuesta a Baja Frecuencia

Circuito de pequeña señal a frecuencias bajas
Capacidades internas del transistor, Cp y C_mž , en abierto.

Función de transferencia

¡Aplicaremos el método del cortocircuito!

Método del cortocircuito
Cálculo de la resistencia que ve C₁:

• Cortocircuitamos v_s, C₂ y C_E.
• Sustituimos C₁ por una fuente de test V_X.
• R_C1 = V_X/ I_X

  

 

 

Cálculo de la resistencia que ve C₂:

• Cortocircuitamos v_s, C₁ y C_E.
• Sustituimos C₂ por una fuente de test V_X.
• R_C2 = V_X/ I_X

 

 

 

   

Idéntico proceso para C_E

  

 

 

Constantes de tiempo

Frecuencias de corte interior

R_C2 > R_C1 > R_CE ⇒ C_E introduce el polo dominante

Influencia de los ceros

• Ceros de C₁ y C₂

C₁ y C₂ introducen un cero a frecuencia w = 0 ya que |A(jw = 0)| = 0. 

Los ceros están alejados del polo dominante.

• Ceros de C_E

Para valores típicos de R_E el cero se encuentra suficientemente alejado del polo.

• El modelo Híbrido a Altas Frecuencia
  

• Cálculo de ancho de banda

El cálculo del ancho de banda (BW, por sus siglas en inglés), de un canal de comunicaciones para transmitir video se hace con simples fórmulas matemáticos, que aquí aprenderemos fácilmente

¿Cuál es la información primaria a tener en cuenta? Debemos basarnos en información que nos suministran los fabricantes y en aspectos que deben definirse de acuerdo a nuestra experiencia y las necesidades del usuario final. Pero aquí hay un valor agregado: resulta que el ancho de banda está estrechamente relacionado con la capacidad del disco duro, donde se almacena la información de video. Por lo tanto, gran parte de los datos requeridos para determinar el ancho de banda son necesarios para saber la capacidad del disco duro.

• Repuesta en Frecuencia de etapas

El análisis hasta el momento se ha limitado a una frecuencia particular.Para el caso del amplificador, se trata de una frecuencia que, por loregular, permite ignorar los efectos de los elementos capacitivos, con loque se reduce el análisis a uno que solamente incluye elementosresistivos y fuentes independientes o controladas. Ahora, se revisarán losefectos de la frecuencia presentados por los elementos capacitivosmayores de la red en bajas frecuencias y por los elementos capacitivosmenores del dispositivo activo en las altas frecuencias. Debido a que elanálisis se extenderá a lo largo de un intervalo amplio de frecuencias, sedefine y se emplea la escala logarítmica a lo largo del análisis. Asimismo,debido a que en la industria se emplea por lo regular una escala dedecibeles en las gráficas de frecuencia, se presentará el concepto dedecibel con cierto detalle. Las similitudes entre los análisis de respuesta ala frecuencia tanto para los BJTscomo para los FETs, permiten unacobertura de cada uno en el mismo capítulo.

• Emisor común

En estos tipos de montajes en los que la entrada de señal a amplificar y la salida amplificada se toma con respecto a un punto común, en este caso el negativo, conectado con el emisor del transistor

• Seguidor Emisor

El amplificador seguidor emisor también llamado colector común, es muy útil pues tiene una impedancia de entrada muy alta y una impedancia de salida baja.

Este circuito no tiene resistencia en el colector y la salida está conectada, a travéz de la unión colector-emisor, a la resistencia del emisor Re (ver la figura). El voltaje se salida “sigue” al voltaje en el emisor, sólo que es de un valor ligeramente menor (0.6 voltios aproximadamente). Ve = Vb – 0.6 Voltios.

• Base Común

Vamos a ver la última configuración básica que es la base común. A este tipo de circuitos se les aplica la entrada por el emisor y la salida se toma del colector. El terminal común a la entrada y a la salida es la base y está conectada a tierra.

Con un circuito de base común no vamos a conseguir ganancia en la corriente. La corriente de emisor, que es la corriente de entrada, está formada por la suma de la corriente de base y la de colector:

I_E = I_C + I_B

Esto implica que la corriente de colector, es decir, la corriente de salida, sea más pequeña que la corriente de entrada. Por lo tanto, la ganancia de corriente que es el cociente entre la corriente de salida y la de entrada, va a ser menor que la unidad y no vamos a obtener ganancia.
La característica principal de estos circuitos es que tienen mucha ganancia de tensión, es decir, la tensión de salida va a ser mucho mayor que la tensión de entrada. Para explicar esto tenemos que profundizar un poco más en los componentes de este circuito. Hay una resistencia de emisor, Re, que suele ser pequeña, por lo tanto, estos circuitos tienen una impedancia de entrada muy baja.
Sin embargo, la resistencia del colector, Rc, es alta. Como las intensidades de emisor y colector son prácticamente iguales, aplicando la ley de Ohm:

V = R . I

comprobamos que la tensión de salida va a ser muy grande y la tensión de entrada mucho más pequeña, por lo que se produce una ganancia importante de tensión en este tipo de configuraciones.
Al tener este tipo de circuitos una impedancia de entrada muy baja, debe ser excitado con "algo" que sea capaz de proveer la fuente de baja impedancia y corriente intensa. Ese "algo" puede ser una configuración de colector común que, como hemos visto, tiene una impedancia de salida muy baja y, al contar con una ganancia de corriente bastante grande, la corriente de salida va a ser intensa.

Pero como no siempre vamos a querer conectar a la entrada un seguidor de emisor o un circuito que proporcione esas características tenemos que conectar una resistencia, R_S, que hace que la impedancia de entrada no sea tan baja y así podamos conectar otro tipo de configuraciones sin exigir una corriente de salida tan alta. El problema al colocar esta resistencia es que la ganancia en tensión del circuito de base común va a disminuir, aunque hay veces que merece la pena este precio por conseguir una impedancia de entrada algo más alta.

etapas multietapas

Se llama amplificador multi etapa a los circuitos o sistemas que tienen multiples transistores y ademas pueden ser conectadas entre si para mejorar sus respuestas tanto en ganancia, Zin, Zout o ancho de banda. 
Los amplificadores multieetapa son circuitos
Configuracion Darlington
Esta configuración corresponde a dos etapas seguidores de emisor, tiene una alta impedancia de entrada y además produce un efecto multiplicativo sobre la corriente, se conoce además como par Darlington.
CIRCUITO BICMOS
(contracción de Bipolar-CMOS) es el nombre de una tecnología de fabricación de circuitos integrados que combina las ventajas de las tecnologías bipolar y CMOS integrándolas juntas en un mismo wafer.
Se usa en analógica para la fabricación de amplificadores y en digital para algunos componentes discretos.

• Fuente Común

El transistor común se llama transistor de unión, y fué el dispositivo clave que condujo a la revolución de la electrónica de estado sólido. En la práctica, el transistor de unión tiene la desventaja de una baja impedancia de entrada debido a que en la base del transistor está la entrada de señal y el diodo base-emisor estápolarizado directamente. Otro dispositivo consigue esta acción del transistor, pero con el diodo de unión de entrada polarizado inversamente, y este dispositivo se denomina "transistor de efecto de campo" o "transistor de efecto de campo de unión", JFET. Con la polarización inversa en la unión de entrada, se tiene una impedancia de entrada muy alta. Tener una alta impedancia de entrada minimiza la interferencia con la fuente de señal, ya que supone una "carga" pequeña.

• Amplificador Diferencial

Se llama amplificador diferencial a un dispositivo que amplifica la diferencia entre dos voltajes de entrada, pero que suprime cualquier voltaje común a dichas entradas.¹​Es un circuito analógico con dos entradas denominadas entrada inversora (${\displaystyle V_{in}^{-}}$) y entrada no inversora (${\displaystyle V_{in}^{+}}$) y una sola salida (${\displaystyle V_{O}}$) la cual es idealmente proporcional a la diferencia entre los dos voltajes, según la siguiente ecuación:

${\displaystyle V_{O}=A_{d}(V_{in}^{+}-V_{in}^{-})}$

donde el factor de proporcionalidad ${\displaystyle A_{d}}$ es la ganancia diferencial del amplificador.