Crónica #8 Amplifcadores y tipos

Día 18 de marzo de 2013.

Continuamos con el estudio de amplificadores cuando estos están en su zona lineal. Hoy sin embargo, una vez el concepto ha quedado entendido, hemos pasado a ver sus múltiples posibilidades de uso.

Mediante ejemplos y demostraciones, hemos asociado una nueva idea a estos componentes, el de operacional.

A través de operacional, nos referimos a la posibilidad de operar con la señal de entrada, e aquí algunos ejemplos:

La operación realizada a la señal queda reflejada en la función de red. Sin embargo en la foto anterior faltan los circuitos derivadores e integradores.

Respectivamente: 

Imágenes extraídas de "Analysis and Design of Linear Circuits" de Roland E. Thomas, Albert J. Rosa, y Gregory T. Toussaint

 Sabiendo esto, podemos introducir el concepto de conexión en cascada, el cuál se basa en la conexión de circuitos. Esto nos puede ser útil cuando queramos utilizar alguna de la propiedades de los circuitos operacionales planteados anteriormente.

Para la conexión en cascada es recomendable realizar una conexión especial, llamada seguidor de tensión que nos asegura que la conexión entre circuitos no alterará las señales esperadas de los circuitos anteriores. 

Para finalizar, aplicamos los conocimientos anteriores para desarrollar fuentes controladas o resistencias negativas*.

*Explicadas en un futuro próximo

Apéndice

En otra entrada deje colgado el tema de los potenciómetros, pues bien, he encontrado una imágen muy aclaradora de lo que es un potenciómetro y que a través de una explicación sencilla (en inglés) nos puede ayudar a entender como trabajar con este componente:

Crónica #7 Amplificando nuestro conocimiento

Día 14 de marzo de 2013.

Últimamente, hablando con conocidos del cuadrimestre pasado que están cursando Circuitos Lineales en otros grupos, me preguntaban: "Cómo que no has hecho amplificadores, pero si nosotros llevamos des de el primer día de curso?". Puesto que soy una persona tranquila y confío en la profesionalidad y los métodos del profesor, no me preocupaba. No obstante, al vernos obligados a saber que era un amplificador y como analizarlo, comencé a hacerlo. Supongo que la "histéria generalizada" en mi grupo a provocado que el profesor adelantará temario. Es por esto que el ritmo que llevabamos hasta ahora se ha roto.

A pesar de esto, seguimos en línea con el temario de Circuitos Lineales, aunque hoy como ya he dicho, hemos comenzado el tema de los amplificadores. El nivel para comprender como funcionan este tipo de componentes es alto y de ahí el porque de la subida de nivel de la clase de hoy.

Para comenzar, debemos saber que un amplificador es un componente muy complejo formado mayoritáriamente por transistores y otros componentes que se basan en los semiconductores. Puesto que nuestro objetivo es hacer las cosas más sencillas tomaremos las siguientes medidas:

1. Análisis mediante el concepto de caja negra.
2. Análisis de su comportamiento cuando este está en una región lineal mediante la realimentación negativa.
3. Uso del concepto de cortocircuito virtual (V+ = V-) (Si miramos la imagen de arriba Va = Vb).
4. Resolución mediante el método nodal.

Tras haber hecho una série de ejemplos he llegado a la conclusión de que ha sido una clase que ha exigido una gran capacidad de atención y comprensión, por este motivo aún tengo muchos cabos por atar ya que el tema en si es bastante complicado y complejo. Nada que no se pueda resolver en los próximos días.

Para finalizar el profe ha hablado sobre lo que era un potenciómetro. Sin embargo ha sido demasiado tarde para mí entender el por qué de su explicación, estaba cansado y me encontraba mal. (Eso no quita que en la próxima crónica os explique que es lo que dijo, pero antes debo consultarlo con mis compañeros).

Estructura de un potenciómetro

Cróncia #6 Una nueva forma de analizar

Día 11 de marzo de 2013

Como en las otras clases anteriores, la tónica de repasar los conceptos dados en el pasado se ha vuelto a repetir. Es por esto que creo que vale la pena hacer referencia al pequeño recordatorio que se hace al principio de cada sesión. En el caso de hoy, el tema principal de esta primera parte de la clase ha sido ocupado por la función de red/circuital expresada mediante el parámetro S (S=w·j) y las posibilidades que ésta nos da en cuanto a la posibilidad de realizar un circuito "asintótico" (hacer tender la w a 0, simulando un circuito con corriente contínua o bien a infinito) con tal de ver si dicha función es coherente o no.

Una vez dicho esto, podemos pasar a la presentación de un nuevo método, el cuál a mi parecer, marcará un punto de inflexión a la asignatura, el método nodal.

Partiendo del concepto de variables generadoras (aquellas que utilizaremos para generar una série de ecuaciones) y dentro de ellas las tensiones nodales, podemos desarrollar un método que nos simplificará el análisis de los circutos lineales.

Una vez hemos encontrado los nodos del circuto (N nodos) y uno ha sido designado como el de referencia, el método nos dice que hemos de escribir N-1 KCL's (Kirchhoff current's law).

Sin entrar en más detalle cabe decir que durante la clase hemos hecho una série de ejemplos donde ha quedado demostrado hecho como: que por cada nueva fuente de tensión que apareciese teníamos que generar un KCL menos o que para una determinada disposición y caraterísticas de componentes se podían generar sinusoïdes, etc...

Como ya he dicho antes, creo, que esta clase va a marcar un punto de inflexión.

Crónica #5 Adquiriendo habilidades y conceptos

Día 7 de marzo de 2013.

En la última clase nos dedicamos a ver las especificidades de circuitos que se encontraban en régimen permanente sinusoïdal, trabajamos con circuitos RC y con el concepto de función de red/circuito. Hoy, hemos continuado con la temática pasada, sin embargo conforme vamos avanzando en el temario se puede apreciar que las combinaciones mediante componentes electrónicos (resistores, bobinas, condesadores, generadores, etc.) son infinitas y por lo tanto, hay que desarrollar una estratégia con tal de simplificar.

Partiendo de conceptos que ya conociamos, como la asociación de resistencias (tanto en paralelo como en série) se ha introducido un concepto equivalente que nos será muy útil en los circutos transformados fasoriales, la impedancia [Z].

Ejemplos de impedancias en circuitos RL y RC

Sin entrar más en detalle, hemos de destacar que en esta asignatura trabajaremos con impedancias mediante su forma compleja: Z = a + jb. (Dónde a es la parte real que equivale a la resitencia y b es la parte imaginaria que equivale a la reactancia [X] (suma de ractancias inductivas y capacitivas).

 

Seguidamente, después de ver ejemplos varios donde se ha visto la utilidad del concepto anterior, hemos tratado por encima conceptos como el de admitancia [Y] (inversa de Z), susceptancia [B] (componente imaginaria de Y), conductancia [G] (componente real de Y)...

Para finalizar, puesto que trabajaremos con números complejos la mayor parte del tiempo se ha acordado trabajar con Sn (dónde Sn=j·w) con tal de reducir errores en caso de olvidarse una j o una w (omega), las cuales aparecerán constantemente.

Crónica #4 La pràctica hace la habilidad

Día 4 de marzo de 2013.

Hasta día de hoy, las clases de circuitos lineales habían sido prácticamente teóricas. Este tipo de clases pueden gustar pero también puede llegar un momento donde el personal se sature y desconecte. Afortunadamente esto no ha llegado ha pasar, ya que hoy ha sido el momento de poner en práctica todo lo explicado durante las 3 clases anteriores, algo que sinceramente, estaba esperando!

Sin embargo, no ha sido una clase práctica normal, es decir, no nos hemos dedicado a hacer a problemas sin ton ni son, sinó, algo que yo creo que siempre se debería enseñar a hacer: cómo encarar un problema mediante tus conocimientos y aprender a utilizar los recursos que tienes al abasto. A esto el profe le ha llamado especifialidades.

Puesto que es una palabra un tanto extraña, lo dejaremos en estratégia de analisís de circuitos en régimen permanente sinusoïdal, partiendo de los conocimientos (los de las crónicas anteriores: resistivizar componentes, fasores, circuito transformado fasorial, etc.) y habilidades (divisores de tensión, superposición, Kirchoff...) que hemos adquirido hasta el momento.

El régimen permanente de esta función/oscilación empieza
cuando esta comienza a a repetirse igual que en el periódo anterior. (Mitad derecha)

A pesar de todo esto, enlazando con los problemas, el profesor ha aprovechado para explicar el concepto de relaciones de entrada-salida y la función del circuito/red, conocimientos acompañados de demostraciones y continuaciones de ejercicios.

Y ahora, aprovechando que tengo algo de tiempo le voy a dar una ojeada.

Nos vemos!

Crónica #3 Electrónica y matemáticas

Día 28 de febrero de 2013, tercera clase teórica.

El profesor que tenía en bachillerato en la asignatura de electrotécnia me lo decía, la electrónica puede llegar a ser una ciéncia muy difícil. De hecho si no lo es, es gracias a la capacidad de menospreciar lo irrelevante y a los matemáticos. Despreciar ya quedo demostrado que nos sería útil, pero y las mates?

No sé si fue el pasado jueves o la clase anterior, pero el profesor nos propuso un ejercico donde teníamos que hechar mano de las ecuaciones diferenciales. La clase emmudeció, el silencio evolucionó en pocos segundos a lamentación y ofuscación. Obviamente es una exageración, pero ahí es cuando el profesor aprovechó para introducir la idea de que tenía que haber alguna forma de hacer las cosas más fáciles y simples.

Tras una pequeña introducción física y matemática sobre sinusoïdes y fasores, volvimos a la realidad, la electrónica. Comenzamos a ver que todo lo que había estado explicando durante una hora sería una herramienta imprescindible durante el curso y su dominio era obligatorio. Claro que, aún no he hecho referéncia a que parte de la electrónica lo utilizaremos, fácil, la corriente alterna de senyal sinusoïdal, o corriente alterna, ya que es el tipo de senyal más común.

Para poder analizar circuitos en corriente alterna el profesor prosiguió la clase explicando el concepto de circuito transformado fasorial, el cuál acompañado de una série de demostraciones, se puede resumir en una palabra: resistivizar. Es decir, mediante fasores hallar una expresión que simplifique el comportamiento de bobinas y condensadores y a su vez, que las asocie a las resitencias.

Sin embargo, me queda destacar solo una cosa, quizás la más importante: al dedicarnos al estudio de una oscilación, tan solo estudiaremos la oscilación en régimen permanente.