Como vimos en el post anterior, cada circuito se puede separar en uno de los dos grandes grupos que de momentos conocemos: estables o inestables.
Este concepto de estabilidad venía dado según si el circuito conseguía llegar al régimen permanente sinusoidal o, por el contrario, siempre estaba en un estado transitorio que le impedía alcanzarlo ya que era permanente.
Este factor de estabilidad también podíamos observarlo según donde caían los polos de su respuesta (según la antitransformación laplaciana). Si caen en el semiplano x negativo, es estable, si cae en el positivo inestable y si cae en el eje y será marginalmente estable.
Después de este estudio es importante saber la duración del régimen transitorio, ya que es lo que realmente nos importa. Esta duración viene medida, como ya vimos, por la constante de tiempo tau. Esta constante tau si es multipicada por 5, nos dará el tiempo en la que la respuesta propia empezará a ser tan pequeña que no afecte al circuito en sí. También hay otra forma de encontrar este valor, que es calculando el inverso del ancho de banda (BW). Este inverso aproximadamente también da el valor del tiempo que tardará en atenuarse de manera importante la respuesta propia.
miércoles, 29 de mayo de 2013
martes, 28 de mayo de 2013
Respuestas de un circuito
Pero, realmente el análisis por Laplace, ¿cómo se lleva a cabo?.
Este análisis tiene una gran similitud con el ya hecho con fasores, ya que realmente se basa en la misma normal general: Vo(S) = H(S)*Vg(S) donde la H(S) es totalmente igual a la H(S) buscada por fasores, la única diferencia es que en fasores lo que hacíamos era cambiar S por jw (lo que nos daba la fase y el estudio frecuencial).
Como comprobamos lo que hace Laplace no es más que convertir un sistema de ecuaciones diferenciales dadas por inductores y capacitores a uno totalmente resistivo, haciendo unas transformaciones, para así volver el cálculo mucho más simple ya que todo nos quedará en forma algebraica.
La transformación por Laplace también tiene en cuenta las condiciones iniciales de cada elemento "diferencial", así que la transformación no será totalmente igual a la fasorial, aunque se parezcan mayormente. Por ejemplo una resistencia se transforma como su mismo valor, en cambio un inductor se transforma en un resistor cuya resistencia es LS pero, como hemos dicho que se tiene en cuenta las condiciones iniciales, por como funciona la bobina se le tendrá que añadir una fuente de voltaje en serie negativa de un valor L*i(0-) (o también nos serviría poner en paralelo una fuente de corriente negativa de valor i(0-)/S) donde 0- representa justamente el momento antes de que haya el cambio en el circuito. Un capacitor se modela de forma muy parecida: un resistor de resistencia 1/CS sumándole en serie una fuente de voltaje de valor V(0-)/S.
Por lo tanto, este tipo de transformación nos dará de forma muy buena qué hace el circuito desde que empieza a funcionar hasta que llega al RPS, ya que nos dará una respuesta completa del circuito.
Después de hacer unos cuantos ejemplos, pudimos observar que esta respuesta está caracterizada por 2 grandes bloques sumandos: la respuesta propia del circuito (que nunca cambia para el mismo circuito) y la respuesta forzada (que tiene la misma forma que la excitación del circuito). Con estos dos conceptos nuevos y, sobre todo, con el concepto de respuesta propia se puede empezar a hablar de estabilidad de un circuito o no estabilidad, cosa que puede llegar a ser un problema si no se sabe solventar.
Un circuito estable es aquel que su respuesta propia tiene a 0 en el tiempo, por lo que acabará desapareciendo solamente deformando la respuesta forzada. En cambio uno inestable es cuya respuesta propia no deja de crecer o se mantiene constante, cosa que hace que nunca desaparezca y no se consiga establecer el RPS en ese circuito.
Para acabar, en los circuitos estables, normalmente es de ayuda saber cuando el régimen transitorio durará (a efectos pragmáticos y con relevancia, ya que nunca dejará de estar ahí aunque con efectos prácticamente nulos a medida de que pase el tiempo). Este régimen transitorio durará hasta que (más o menos) se atenúe las señales de la respuesta propia hasta un nivel de 30/40dB. Esto pasa cuando pasan aproximadamente 5Tau segundos, donde Tau es la constante de tiempo del circuito (dada por la expresión, es lo que está dividiendo a la t en la exponencial).
Por lo cual si tenemos la antitransformada y tenemos esta forma exponencial, podremos saber la duración de este período solamente multiplicando su Tau por 5, así sabremos cuando tendremos el circuito funcionando en RPS.
Este análisis tiene una gran similitud con el ya hecho con fasores, ya que realmente se basa en la misma normal general: Vo(S) = H(S)*Vg(S) donde la H(S) es totalmente igual a la H(S) buscada por fasores, la única diferencia es que en fasores lo que hacíamos era cambiar S por jw (lo que nos daba la fase y el estudio frecuencial).
Como comprobamos lo que hace Laplace no es más que convertir un sistema de ecuaciones diferenciales dadas por inductores y capacitores a uno totalmente resistivo, haciendo unas transformaciones, para así volver el cálculo mucho más simple ya que todo nos quedará en forma algebraica.
La transformación por Laplace también tiene en cuenta las condiciones iniciales de cada elemento "diferencial", así que la transformación no será totalmente igual a la fasorial, aunque se parezcan mayormente. Por ejemplo una resistencia se transforma como su mismo valor, en cambio un inductor se transforma en un resistor cuya resistencia es LS pero, como hemos dicho que se tiene en cuenta las condiciones iniciales, por como funciona la bobina se le tendrá que añadir una fuente de voltaje en serie negativa de un valor L*i(0-) (o también nos serviría poner en paralelo una fuente de corriente negativa de valor i(0-)/S) donde 0- representa justamente el momento antes de que haya el cambio en el circuito. Un capacitor se modela de forma muy parecida: un resistor de resistencia 1/CS sumándole en serie una fuente de voltaje de valor V(0-)/S.
Por lo tanto, este tipo de transformación nos dará de forma muy buena qué hace el circuito desde que empieza a funcionar hasta que llega al RPS, ya que nos dará una respuesta completa del circuito.
Después de hacer unos cuantos ejemplos, pudimos observar que esta respuesta está caracterizada por 2 grandes bloques sumandos: la respuesta propia del circuito (que nunca cambia para el mismo circuito) y la respuesta forzada (que tiene la misma forma que la excitación del circuito). Con estos dos conceptos nuevos y, sobre todo, con el concepto de respuesta propia se puede empezar a hablar de estabilidad de un circuito o no estabilidad, cosa que puede llegar a ser un problema si no se sabe solventar.
Un circuito estable es aquel que su respuesta propia tiene a 0 en el tiempo, por lo que acabará desapareciendo solamente deformando la respuesta forzada. En cambio uno inestable es cuya respuesta propia no deja de crecer o se mantiene constante, cosa que hace que nunca desaparezca y no se consiga establecer el RPS en ese circuito.
Para acabar, en los circuitos estables, normalmente es de ayuda saber cuando el régimen transitorio durará (a efectos pragmáticos y con relevancia, ya que nunca dejará de estar ahí aunque con efectos prácticamente nulos a medida de que pase el tiempo). Este régimen transitorio durará hasta que (más o menos) se atenúe las señales de la respuesta propia hasta un nivel de 30/40dB. Esto pasa cuando pasan aproximadamente 5Tau segundos, donde Tau es la constante de tiempo del circuito (dada por la expresión, es lo que está dividiendo a la t en la exponencial).
Por lo cual si tenemos la antitransformada y tenemos esta forma exponencial, podremos saber la duración de este período solamente multiplicando su Tau por 5, así sabremos cuando tendremos el circuito funcionando en RPS.
domingo, 26 de mayo de 2013
Respuesta completa
Después de estar todo este tiempo mirando como funcionan los circuitos en régimen permanente sinusoidal y estudiar como les afectan los cambios frecuenciales, nos vamos a meter en el mundo temporal donde también tendremos en cuenta el régimen transitorio, un régimen donde pasan fenómenos diferentes.
Este análisis se puede hacer aplicando la idea de transformada de Laplace sobre la función del circuito y así, aplicando una serie de condiciones iniciales, podremos saber como actuará el circuito sobre cada excitación, dándonos la visión temporal y no la frecuencial. Esta visión temporal nos recalcará la parte transitoria del circuito, que es la que nos interesa al hacer este análisis.
Para poder transformar de una manera fácil cada función de red, primero estaría bien conseguir separar cada función de red en sus raíces (tanto en numerador que en denominador) respecto S. Al hacerlo, tendremos unas multiplicaciones de raíces de S que haciendo los cálculos oportunos nos darán la respuesta temporal del circuito.
Una cosa que nos puede ayudar en la antitransformación de estas funciones de red es el localizar en el plan dónde está cada raíz, ya que según donde estén podremos predecir la forma de la antitransformada. Por ejemplo si están en la zona real negativa, será una antitransformada cuya respuesta propia del circuito acabe tendiendo a desaparecer con el tiempo exponencialmente. Si está en el semiplano positivo, crecen exponencialmente consiguiendo así que un circuito no llegue nunca a su estabilidad así mismo sin conseguir nunca el régimen permanente sinusoidal. Y por último en el origen dan una respuesta propia continua, que no desaparece.
Así que podemos observar las ventajas que nos da este tipo de estudio temporal respecto el frecuencial, aunque sea algo más complicado respecto cálculos que el frecuencial.
Este análisis se puede hacer aplicando la idea de transformada de Laplace sobre la función del circuito y así, aplicando una serie de condiciones iniciales, podremos saber como actuará el circuito sobre cada excitación, dándonos la visión temporal y no la frecuencial. Esta visión temporal nos recalcará la parte transitoria del circuito, que es la que nos interesa al hacer este análisis.
Para poder transformar de una manera fácil cada función de red, primero estaría bien conseguir separar cada función de red en sus raíces (tanto en numerador que en denominador) respecto S. Al hacerlo, tendremos unas multiplicaciones de raíces de S que haciendo los cálculos oportunos nos darán la respuesta temporal del circuito.
Una cosa que nos puede ayudar en la antitransformación de estas funciones de red es el localizar en el plan dónde está cada raíz, ya que según donde estén podremos predecir la forma de la antitransformada. Por ejemplo si están en la zona real negativa, será una antitransformada cuya respuesta propia del circuito acabe tendiendo a desaparecer con el tiempo exponencialmente. Si está en el semiplano positivo, crecen exponencialmente consiguiendo así que un circuito no llegue nunca a su estabilidad así mismo sin conseguir nunca el régimen permanente sinusoidal. Y por último en el origen dan una respuesta propia continua, que no desaparece.
Así que podemos observar las ventajas que nos da este tipo de estudio temporal respecto el frecuencial, aunque sea algo más complicado respecto cálculos que el frecuencial.
martes, 14 de mayo de 2013
La relación señal/ruido
Después de toda la introducción al uso de Fourier y sus teoremas a los circuitos, podemos empezar a usarlos de manera más inteligente para poder conseguir señales senoidales o continuas a partir de cualquier tipo de señal con cualquier forma.
Como introducimos en la entrada anterior, las señales no son más que una suma de una componente continua con muchos generadores senoidales (cada vez con menos intensidad, a medida que la frecuencia armónica aumenta) con frecuencias las cuales son armónicas (siguen un patrón de n*fo). Así que siguiendo este patrón y sabiendo un poco en filtros, podemos llegar a la conclusión de que si ponemos un filtro paso-bajo para así conseguir atenuar las señales a partir de una frecuencia del tal manera que podamos acabar negligiéndolas.
Por ejemplo, si queremos una señal continua podríamos poner un filtro paso-bajo cuya frecuencia de corte sea mucho menor a la frecuencia del primer generador senoidal y si queremos una senoidal, primero podríamos poner un paso-bajo que deje pasar casi intacta la señal del primer armónico y consiga atenuar lo suficiente la del segundo y para eliminar la continua podríamos poner un condensador en serie cuyo valor no altere demasiado el valor de esta misma senoide.
Aquí se nos plantea una duda: ¿Cuando podremos empezar a decir que una señal es negligible respecto a otra?
Esto siempre lo podemos decir cuando la amplitud de las dos se diferencian en dos órdenes de magnitud. Pero claro, no todas las señales son igual de buenas, por mucho que lo sean y para eso se ha creado un concepto para así poder saber la calidad de esta señal.
Primero deberíamos hablar del concepto de ruido, que son todas las ondas que han sido atenuadas mucho pero que nunca desaparecen, solamente están ahí de una forma casi invisible. Estas señales se suman a la total aportando pequeñas variaciones, cosa que a veces puede provocar increíbles errores, por eso buscamos que el ruido siempre sea pequeño.
Después de saber lo que es el ruido se define la relación señal ruido (S/N), que lo único que hace es medir esta relación del ruido total respecto a la amplitud de la señal. Se calcula con 10log((Vrms señal)^2/(Vrms ruido)^2). Esta relación para que sea buena ha de ser mayor a 30/40dB (ya que como podemos observar, esto dará unidades de ganancia).
Así que después de esta clase podemos decir que hemos aprendido bastante sobre como tratar señales que no sean senoidales de manera eficiente y como conseguir diferentes tipos de señales a partir de otras de formas muy distintas entre sí.
Como introducimos en la entrada anterior, las señales no son más que una suma de una componente continua con muchos generadores senoidales (cada vez con menos intensidad, a medida que la frecuencia armónica aumenta) con frecuencias las cuales son armónicas (siguen un patrón de n*fo). Así que siguiendo este patrón y sabiendo un poco en filtros, podemos llegar a la conclusión de que si ponemos un filtro paso-bajo para así conseguir atenuar las señales a partir de una frecuencia del tal manera que podamos acabar negligiéndolas.
Por ejemplo, si queremos una señal continua podríamos poner un filtro paso-bajo cuya frecuencia de corte sea mucho menor a la frecuencia del primer generador senoidal y si queremos una senoidal, primero podríamos poner un paso-bajo que deje pasar casi intacta la señal del primer armónico y consiga atenuar lo suficiente la del segundo y para eliminar la continua podríamos poner un condensador en serie cuyo valor no altere demasiado el valor de esta misma senoide.
Aquí se nos plantea una duda: ¿Cuando podremos empezar a decir que una señal es negligible respecto a otra?
Esto siempre lo podemos decir cuando la amplitud de las dos se diferencian en dos órdenes de magnitud. Pero claro, no todas las señales son igual de buenas, por mucho que lo sean y para eso se ha creado un concepto para así poder saber la calidad de esta señal.
Primero deberíamos hablar del concepto de ruido, que son todas las ondas que han sido atenuadas mucho pero que nunca desaparecen, solamente están ahí de una forma casi invisible. Estas señales se suman a la total aportando pequeñas variaciones, cosa que a veces puede provocar increíbles errores, por eso buscamos que el ruido siempre sea pequeño.
Después de saber lo que es el ruido se define la relación señal ruido (S/N), que lo único que hace es medir esta relación del ruido total respecto a la amplitud de la señal. Se calcula con 10log((Vrms señal)^2/(Vrms ruido)^2). Esta relación para que sea buena ha de ser mayor a 30/40dB (ya que como podemos observar, esto dará unidades de ganancia).
Así que después de esta clase podemos decir que hemos aprendido bastante sobre como tratar señales que no sean senoidales de manera eficiente y como conseguir diferentes tipos de señales a partir de otras de formas muy distintas entre sí.
domingo, 12 de mayo de 2013
Aplicación de Fourier
Desde principio de curso que estamos estudiando como actúan los circuitos cuando son excitados con una señal senoidal, cosa que hasta ahora, parecía una traba ya que no sabíamos como aplicar nuestros conocimientos (generalmente) a más tipos de forma de onda que no fueran senoidales.
Pero parece que siempre hay soluciones para todo, y para esto no será la excepción. Fourier, nuestro ya conocido matemático, tiene una teoría la cual dice que cualquier tipo de señal, sea lo complicado que sea, puede crearse como la suma de senoides de diferentes frecuencias.
Aplicando su fórmula a los circuitos, un generador independiente de un voltaje que varia en el tiempo arbitrario (Vg(t)) puede ser transformado en la suma de una constante (Co) continua y la suma de generadores independientes de diferentes amplitudes y a frecuencias armónicas una respecto otra (todas siguen un patrón marcado por la fórmula).
La gracia de este método es que podemos aproximar la señal inicial por la suma de tantos generadores como necesitemos para reducir el error, cosa que nos podría llevar a pensar que quizás necesitemos calcular muchos generadores para que así también el error sea bajo y podamos aplicarlo sin temor. Pero no, Fourier también nos afirma que los primeros generadores siempre tienen más relevancia que los siguientes, de tal manera que el primero sea el más relevante, luego el segundo, el tercero, etc.
Esto nos dará la ventaja de tener que calcular pocos generadores a la práctica (ya que hacer el cálculo de ellos puede llegar a ser bastante difícil) y así nos complicarnos la vida calculando demasiados.
Esta nueva visión de los circuitos también nos acaba llevando a otro tipo de gráfica para poder representar este hecho y la influencia de cada generador al circuito. Este modelo nuevo es el modelo espectral, que consta en hacer dos gráficas (una de amplitud y otra de desfase) cuyo eje x es el de frecuencias. En este eje de frecuencias pondremos las frecuencias armónicas para así poder representar con una línea vertical la amplitud y el desfase al cual le corresponde cada generador (ya que a cada generador de la suma de Fourier le corresponde una frecuencia armónica diferente).
Podemos decir que gracias a este método para transformar las señales en senoides, sea cual sea la dificultad de ella, podremos analizar una gran variedad de circuitos con una facilidad mayor a antes.
Pero parece que siempre hay soluciones para todo, y para esto no será la excepción. Fourier, nuestro ya conocido matemático, tiene una teoría la cual dice que cualquier tipo de señal, sea lo complicado que sea, puede crearse como la suma de senoides de diferentes frecuencias.
Aplicando su fórmula a los circuitos, un generador independiente de un voltaje que varia en el tiempo arbitrario (Vg(t)) puede ser transformado en la suma de una constante (Co) continua y la suma de generadores independientes de diferentes amplitudes y a frecuencias armónicas una respecto otra (todas siguen un patrón marcado por la fórmula).
La gracia de este método es que podemos aproximar la señal inicial por la suma de tantos generadores como necesitemos para reducir el error, cosa que nos podría llevar a pensar que quizás necesitemos calcular muchos generadores para que así también el error sea bajo y podamos aplicarlo sin temor. Pero no, Fourier también nos afirma que los primeros generadores siempre tienen más relevancia que los siguientes, de tal manera que el primero sea el más relevante, luego el segundo, el tercero, etc.
Esto nos dará la ventaja de tener que calcular pocos generadores a la práctica (ya que hacer el cálculo de ellos puede llegar a ser bastante difícil) y así nos complicarnos la vida calculando demasiados.
Esta nueva visión de los circuitos también nos acaba llevando a otro tipo de gráfica para poder representar este hecho y la influencia de cada generador al circuito. Este modelo nuevo es el modelo espectral, que consta en hacer dos gráficas (una de amplitud y otra de desfase) cuyo eje x es el de frecuencias. En este eje de frecuencias pondremos las frecuencias armónicas para así poder representar con una línea vertical la amplitud y el desfase al cual le corresponde cada generador (ya que a cada generador de la suma de Fourier le corresponde una frecuencia armónica diferente).
Podemos decir que gracias a este método para transformar las señales en senoides, sea cual sea la dificultad de ella, podremos analizar una gran variedad de circuitos con una facilidad mayor a antes.
miércoles, 8 de mayo de 2013
Caracterizando los picos
Después de seguir haciendo algunos trazados de Bode donde aparecían picos de resonancia, empezamos a definir y calcular conceptos como el ancho de banda que tiene un pico de resonancia.
Este ancho de banda del pico, es la zona de frecuencia donde el pico no llega a atenuarse mucho (o sea que no baja del 0,707 de amplitud máxima). Haciendo unos cálculos y usando la fórmula de ganancia de Bode llegamos a la conclusión de que el ancho de banda del pico de resonancia se calcula gracias al factor rho (multiplicando rho por 2 y por la pulsación dada por la frecuencia).
Teniendo en cuenta este concepto de ancho de banda, podemos definir otro concepto que nos dará la relación de como evoluciona el pico y lo "bueno" que es. Este factor nos dirá si el pico trabaja bien y podemos fiarnos de él, se le llama factor de calidad y se consigue con la división entre la pulsación y el concepto de ancho de banda del pico. Este factor si da mayor a 5, nos estará diciendo que el pico es bueno y no habrá problemas con el circuito.
Este ancho de banda del pico, es la zona de frecuencia donde el pico no llega a atenuarse mucho (o sea que no baja del 0,707 de amplitud máxima). Haciendo unos cálculos y usando la fórmula de ganancia de Bode llegamos a la conclusión de que el ancho de banda del pico de resonancia se calcula gracias al factor rho (multiplicando rho por 2 y por la pulsación dada por la frecuencia).
Teniendo en cuenta este concepto de ancho de banda, podemos definir otro concepto que nos dará la relación de como evoluciona el pico y lo "bueno" que es. Este factor nos dirá si el pico trabaja bien y podemos fiarnos de él, se le llama factor de calidad y se consigue con la división entre la pulsación y el concepto de ancho de banda del pico. Este factor si da mayor a 5, nos estará diciendo que el pico es bueno y no habrá problemas con el circuito.
Después de esta introducción de conceptos, hicimos una puntualización para poder calcular y ver los picos de resonancia con PSpice. Para conseguirlos con total fidelidad deberíamos ir cambiando el número de puntos (subiéndolos) en los que querremos calcular el gráfico hasta que salgan 2 veces seguidas el pico en el mismo sitio, ya que si no podríamos tener un pico no real o incluso no ver el pico.
Por último vimos una manera nueva de ver la ganancia de un voltaje respecto a un microvoltio. Este cálculo se hace con la fórmula de Bode pero dividiendo el voltaje que queremos entre 10^-6, lo que nos acabará saliendo una nueva unidad, decibelios por microvoltio.
domingo, 5 de mayo de 2013
Picos de resonancia
Primeramente, calentamos con unos ejemplos de hacer diagramas de trazados de Bode y así recordar un poco dónde estábamos y para qué hacíamos todo este estudio, que al fin y al cabo no deja de ser muy interesante a la hora de saber cómo funciona el circuito solamente sabiendo su función de red.
En este tiempo, teóricamente pudimos entender lo que era realmente el ancho de banda, que es el rango de frecuencias donde el circuito funciona perfectamente y la salida es igual o mayor a 0,707 a la señal de entrada al mismo.
Después de esta intensiva hora buscando ganancias y desfases retomamos la teoría presentando un nuevo tipo de ecuación de red que no se nos había dado aún, una con una ecuación de segundo grado en el denominador, así teniendo que definir nuevos parámetros.
La forma que sabemos analizar de este tipo de funciones de red es aquella cuyo numerador tiene la frecuencia de corte al cuadrado (al igual que el elemento libre en el denominador) y los elementos que multiplican al factor de primer grado del denominador son un frecuencia de corte por un factor adimensional rho. Este factor será muy importante para saber cuantas soluciones tendrá esta función de red y como serán.
Todo y esto, la función ha de cumplir un requisito mínimo, sus coeficientes del denominador han de ser del mismo signo todos (sea positivos o negativos), ya que si no el circuito no será estable.
Después de hacer el análisis de una función de red que cumplía todo esto vimos que el diagrama de Bode fallaba, ya que en el punto donde estaba la frecuencia de corte, había un pico que se salía mucho del trazado habitual, en el cual había un gran pico de potencia. Este pico de potencia se le llama pico de resonancia, ya que hay una subida de voltaje y potencia increíble, muy útil para cualquier diseño.
En este tiempo, teóricamente pudimos entender lo que era realmente el ancho de banda, que es el rango de frecuencias donde el circuito funciona perfectamente y la salida es igual o mayor a 0,707 a la señal de entrada al mismo.
Después de esta intensiva hora buscando ganancias y desfases retomamos la teoría presentando un nuevo tipo de ecuación de red que no se nos había dado aún, una con una ecuación de segundo grado en el denominador, así teniendo que definir nuevos parámetros.
La forma que sabemos analizar de este tipo de funciones de red es aquella cuyo numerador tiene la frecuencia de corte al cuadrado (al igual que el elemento libre en el denominador) y los elementos que multiplican al factor de primer grado del denominador son un frecuencia de corte por un factor adimensional rho. Este factor será muy importante para saber cuantas soluciones tendrá esta función de red y como serán.
Todo y esto, la función ha de cumplir un requisito mínimo, sus coeficientes del denominador han de ser del mismo signo todos (sea positivos o negativos), ya que si no el circuito no será estable.
Después de hacer el análisis de una función de red que cumplía todo esto vimos que el diagrama de Bode fallaba, ya que en el punto donde estaba la frecuencia de corte, había un pico que se salía mucho del trazado habitual, en el cual había un gran pico de potencia. Este pico de potencia se le llama pico de resonancia, ya que hay una subida de voltaje y potencia increíble, muy útil para cualquier diseño.
lunes, 29 de abril de 2013
Trazados de Bode
En esta nueva sesión hemos buscado cómo graficar las curvas de respuesta frecuencial de una manera más eficaz y eficiente que haciéndolo por el método matemático. Esto se puede hacer con el sistema de Trazados de Bode, el cual no acaba siendo otra cosa que una aproximación de la curva real.
Con este método podemos obtener dos gráficas, una desde la función de red del circuito el cual vayamos a analizar y otra desde el argumento del ángulo que vaya creando este circuito como respuesta a la excitación. Para hacerlo una manera muy eficiente de hacerlo sería respecto donde la función de red tiende a 0 y cuando tiene a infinito. Por lo tanto, nuestras funciones de red de ahora tendrán una estructura de constante multiplicando a una fracción cuyo denominador estarán los ceros y en el denominador los polos (puestos como raíz).
Bode propuso un sistema que relacionaba esto con la ganancia en decibelios, ya que en cambio de dividir las potencias medias, dividía las caídas de voltajes en los sitios donde quería calcular y para eso sacaba el factor cuadrado a fuera del logaritmo multiplicando al 10 (ya que en este caso las resistencias donde había medido la caída eran iguales).
Esta simplificación nos creaba una escala lineal que se mueve por décadas y octavas. Cosa la cual nos puede ayudar mucho a la simplificación de graficar este tipo de ejercicios y resolverlos, ya que, en realidad todo lo que tenemos que hacer es interpretar esa función como una recta y (según los ceros y polos, tambíen llamados límites asintóticos) ver que le pasa a la función respuesta en ese trozo de gráfica.
Con este método podemos obtener dos gráficas, una desde la función de red del circuito el cual vayamos a analizar y otra desde el argumento del ángulo que vaya creando este circuito como respuesta a la excitación. Para hacerlo una manera muy eficiente de hacerlo sería respecto donde la función de red tiende a 0 y cuando tiene a infinito. Por lo tanto, nuestras funciones de red de ahora tendrán una estructura de constante multiplicando a una fracción cuyo denominador estarán los ceros y en el denominador los polos (puestos como raíz).
Bode propuso un sistema que relacionaba esto con la ganancia en decibelios, ya que en cambio de dividir las potencias medias, dividía las caídas de voltajes en los sitios donde quería calcular y para eso sacaba el factor cuadrado a fuera del logaritmo multiplicando al 10 (ya que en este caso las resistencias donde había medido la caída eran iguales).
Esta simplificación nos creaba una escala lineal que se mueve por décadas y octavas. Cosa la cual nos puede ayudar mucho a la simplificación de graficar este tipo de ejercicios y resolverlos, ya que, en realidad todo lo que tenemos que hacer es interpretar esa función como una recta y (según los ceros y polos, tambíen llamados límites asintóticos) ver que le pasa a la función respuesta en ese trozo de gráfica.
El Teorema de la Máxima Transmisión de Potencia
En el estudio de los circuitos, es muy importante todas las cuestiones relacionadas con la potencia ya que muchas veces necesitaremos usar esa potencia en nuestro beneficio.
El primer problema que tenemos que solucionar, y más importante es el de encontrar y saber cual es la máxima potencia que puede llegar a dar nuestra fuente ya sea de tensión o corriente.
Para ello hay un teorema que se le llama el Teorema de Máxima Transmisión de Potencia. Este Teorema lo que hace es graficar la potencia que se da en una resistencia arbitraria conectada a otra por un paralelo e ir variando esta resistencia hasta que te da una gráfica con un máximo. El teorema busca para que resistencia se dará este máximo y acaba concluyendo que será en la resistencia cuyo valor sea igual al de la otra resistencia colocada en el paralelo.
Siguiendo con este estudio, acabamos concluyendo la fórmula para calcular la máxima potencia que puede otorgar una fuente, la cual es como la de la potencia media pero cambiando el 2 por un 8.
Para concluir esta clase sobre potencia, vimos que pasaba si la resistencia total no era solamente resistiva si no que incluía una parte imaginaria, o sea que era una impedancia. El único cambio que se observa es que el circuito ha de tener dos resistencias colocadas en paralelo las cuales una de ellas tenga un valor conjugado a la otra.
El primer problema que tenemos que solucionar, y más importante es el de encontrar y saber cual es la máxima potencia que puede llegar a dar nuestra fuente ya sea de tensión o corriente.
Para ello hay un teorema que se le llama el Teorema de Máxima Transmisión de Potencia. Este Teorema lo que hace es graficar la potencia que se da en una resistencia arbitraria conectada a otra por un paralelo e ir variando esta resistencia hasta que te da una gráfica con un máximo. El teorema busca para que resistencia se dará este máximo y acaba concluyendo que será en la resistencia cuyo valor sea igual al de la otra resistencia colocada en el paralelo.
Siguiendo con este estudio, acabamos concluyendo la fórmula para calcular la máxima potencia que puede otorgar una fuente, la cual es como la de la potencia media pero cambiando el 2 por un 8.
Para concluir esta clase sobre potencia, vimos que pasaba si la resistencia total no era solamente resistiva si no que incluía una parte imaginaria, o sea que era una impedancia. El único cambio que se observa es que el circuito ha de tener dos resistencias colocadas en paralelo las cuales una de ellas tenga un valor conjugado a la otra.
miércoles, 24 de abril de 2013
El transformador perfecto
Después de empezar a ver qué era un transformador ideal y para qué nos sería tan útil, nos planteamos una pregunta nueva: Cómo podemos llevar este elemento circuital a la práctica, para así poder usarlo en nuestros circuitos y conseguir sus ventajas reales.
El único artilugio que nos permitiría y nos daría estas características es un núcleo de material ferromagnético (del tipo de las ferritas, ya que si no es de este tipo, al final del circuito actuaría como un circuito cerrado y no crearía ningún campo magnético, ya que, su inductancia sería 0) rodeado por vueltas de hilo conductor (como el cobre). Cuanto el núcleo tenga más permeabilidad magnética y más aislante sea mejor para conseguir que las características reales se asemejen más a las ideales.
El valor de amplificación n, será dado por el cociente entre el número de espiras del primario entre el del secundario o la raíz cuadrada del cociente de las inductancias en el mismo orden.
Lo más malo que tiene este transformador que no es ideal, es que se le añade en paralelo al primario una bobina de un valor determinado que varia según de los materiales. Por eso es importante que esa L sea grande trabajando a frecuencias altas, con grandes permeabilidades magnéticas o muchas vueltas de espiras. Así conseguiremos un error menor entre lo que nos da un transformador perfecto y un ideal.
El único artilugio que nos permitiría y nos daría estas características es un núcleo de material ferromagnético (del tipo de las ferritas, ya que si no es de este tipo, al final del circuito actuaría como un circuito cerrado y no crearía ningún campo magnético, ya que, su inductancia sería 0) rodeado por vueltas de hilo conductor (como el cobre). Cuanto el núcleo tenga más permeabilidad magnética y más aislante sea mejor para conseguir que las características reales se asemejen más a las ideales.
El valor de amplificación n, será dado por el cociente entre el número de espiras del primario entre el del secundario o la raíz cuadrada del cociente de las inductancias en el mismo orden.
Lo más malo que tiene este transformador que no es ideal, es que se le añade en paralelo al primario una bobina de un valor determinado que varia según de los materiales. Por eso es importante que esa L sea grande trabajando a frecuencias altas, con grandes permeabilidades magnéticas o muchas vueltas de espiras. Así conseguiremos un error menor entre lo que nos da un transformador perfecto y un ideal.
domingo, 21 de abril de 2013
Iniciación al Transformador.
Para empezar la clase, empezamos resolviendo unos ejercicios que tenían que ver con la sesión anterior y así dejar la posibles dudas relacionadas más claras.
Después de la primera parte, muy práctica, entramos en el mundo de los transformadores. Este mundo nos resolvía la duda de cómo conseguir aumentar una resistencia de un circuito sin cambiar ningún elemento de él. La respuesta era dada añadiendo un transformador.
Este elemento se representa con dos bobinas (una al lado de otra) y un factor de transformación arriba a la izquierda. De entrada, parece un elemento muy interesante ya que, según su factor de transformación podría darse un uso que nos podría llegar a ser muy práctico. Su uso bien empleado puede llegar a transformar impedancias (entre todas las transformaciones, podríamos conseguir transformar un condensador en una bobina, cosa que nos interesaría el día de mañana para no hacer gastar tanto dinero a la empresa comprando bobinas, las cuales son más caras por su uso del cobre). A parte de esta aplicación para transformar impendancias, también puede transformar intensidad y voltajes, cosa que aún le da más utilidad.
El transformador consta de un puerto de entrada y otro de salida, cuyas intensidades y voltajes están relacionados según su factor de transformación entre ellos (n).
Como podemos ver, este elemento puede sernos de un gran uso para diseñar circuitos. Pero tiene un inconveniente, todos estos estudios anteriormente dichos solo sirven para el transformador ideal, así que en la práctica no es así de bonito todo. Aunque estoy seguro que se le podrá sacar un gran rendimiento igualmente.
Después de la primera parte, muy práctica, entramos en el mundo de los transformadores. Este mundo nos resolvía la duda de cómo conseguir aumentar una resistencia de un circuito sin cambiar ningún elemento de él. La respuesta era dada añadiendo un transformador.
Este elemento se representa con dos bobinas (una al lado de otra) y un factor de transformación arriba a la izquierda. De entrada, parece un elemento muy interesante ya que, según su factor de transformación podría darse un uso que nos podría llegar a ser muy práctico. Su uso bien empleado puede llegar a transformar impedancias (entre todas las transformaciones, podríamos conseguir transformar un condensador en una bobina, cosa que nos interesaría el día de mañana para no hacer gastar tanto dinero a la empresa comprando bobinas, las cuales son más caras por su uso del cobre). A parte de esta aplicación para transformar impendancias, también puede transformar intensidad y voltajes, cosa que aún le da más utilidad.
El transformador consta de un puerto de entrada y otro de salida, cuyas intensidades y voltajes están relacionados según su factor de transformación entre ellos (n).
Como podemos ver, este elemento puede sernos de un gran uso para diseñar circuitos. Pero tiene un inconveniente, todos estos estudios anteriormente dichos solo sirven para el transformador ideal, así que en la práctica no es así de bonito todo. Aunque estoy seguro que se le podrá sacar un gran rendimiento igualmente.
miércoles, 17 de abril de 2013
El gran secreto de las líneas de transmisión
¿Nunca habéis pensado qué tienen de especial los cables de la antena de televisión para ser diferentes a los otros tantos que hay por casa?
La respuesta es muy interesante y, para que engañarnos, algo enrevesada. Cualquier cable que sea muy largo, tiene el problema que empiezan a ocurrir fenómenos capacitivos e inductivos, que harán que nuestros cálculos no sirvan para nada. Primeramente se pensó en meter un circuito (que se dispone de una bobina y el paralelo de un condensador y una resistencia) donde, si metes los componentes siguiendo que la resistencia ha de ser igual a la impedancia total, tendrás la misma potencia de entrada que en la salida (al igual con su voltaje).
Después de estar pensando un tiempo, llegaron a la conclusión de que, estos fenómenos pasaban también en un condensador, ya que entre las placas hay efectos capacitivos y en las misma superfície de ellas hay inductivos. Entonces, un condensador alrededor de este cable nos serviría como si tuviéramos este circuito infinitamente montado de punta a punta del cable. Esto pasaría siempre que añadieras bien los parámetros de capacidad e inductancia distribuida, que se tienen que dar en el cable.
Todo y este buen invento, no es perfecto y hay una pequeña caída de potencial entre extremos (dadas por su capacidad e inductancia, distancia y frecuencia de la señal que pase por dentro). Entonces llegamos a la conclusión que este cable debería tener otro parámetro a conocer, que es la impedancia característica de la línea que es dada por sus Ld y Cd.
Análogamente, como tiene una impedancia, tendrá unas pérdidas que también es importante darlas. Estas pérdidas siempre se dan en decibelios, ya que ayuda mucho más a que todos los cálculos sean algo más fáciles y directamente ligados con la potencia. Este es otro porqué del uso de los dB en cambio de los Watts.
La respuesta es muy interesante y, para que engañarnos, algo enrevesada. Cualquier cable que sea muy largo, tiene el problema que empiezan a ocurrir fenómenos capacitivos e inductivos, que harán que nuestros cálculos no sirvan para nada. Primeramente se pensó en meter un circuito (que se dispone de una bobina y el paralelo de un condensador y una resistencia) donde, si metes los componentes siguiendo que la resistencia ha de ser igual a la impedancia total, tendrás la misma potencia de entrada que en la salida (al igual con su voltaje).
Después de estar pensando un tiempo, llegaron a la conclusión de que, estos fenómenos pasaban también en un condensador, ya que entre las placas hay efectos capacitivos y en las misma superfície de ellas hay inductivos. Entonces, un condensador alrededor de este cable nos serviría como si tuviéramos este circuito infinitamente montado de punta a punta del cable. Esto pasaría siempre que añadieras bien los parámetros de capacidad e inductancia distribuida, que se tienen que dar en el cable.
Todo y este buen invento, no es perfecto y hay una pequeña caída de potencial entre extremos (dadas por su capacidad e inductancia, distancia y frecuencia de la señal que pase por dentro). Entonces llegamos a la conclusión que este cable debería tener otro parámetro a conocer, que es la impedancia característica de la línea que es dada por sus Ld y Cd.
Análogamente, como tiene una impedancia, tendrá unas pérdidas que también es importante darlas. Estas pérdidas siempre se dan en decibelios, ya que ayuda mucho más a que todos los cálculos sean algo más fáciles y directamente ligados con la potencia. Este es otro porqué del uso de los dB en cambio de los Watts.
Seguimos con potencia
Esta clase fue dedicada sobre todo a hacer ejercicios sobre la clase pasada, para así empezar a tener claros los conceptos importantes y su aplicación en ejercicios.
A parte de esta parte de la clase más práctica, también sacamos otras fórmulas que las dedujimos a partir de la definición de potencia (V*I) pero esta vez sin despreciar bobinas y condensadores, donde vimos que efectivamente al final no se tenían en cuenta en la potencia.
Más tarde, vimos que la potencia se igualaba en dos circuitos diferentes (uno con un generador de señales senoidales y otro de continua) siempre y cuando (sin variar resistor) el valor del generador en continua fuera igual al Vrms del generador senoidal.
También comprobamos que cuando un circuito está conectado a dos generadores de diferente frecuencia, podemos hacer la suma de potencias y que nos dé la total (al contrario de cuando hay dos generadores con desfase y no diferente frecuencia).
Al conocer todo esto, nos presentaron el concepto de Decibelio (dB) y de dBm. Son unidades muy usadas en el ámbito de las Telecomunicaciones en todas las razones donde intervenga la potencia, ya que el Watt (W) no es demasiado usado aquí. Un dB no es más que una comparación de dos potencias (normalemente la de salida con la de entrada total) pasándola por un logaritmo en base 10 y multiplicando el valor por 10. Un dBm es una relacion respecto a 10^-3, la potencia entre este valor, y pasándolo otra vez por el logaritmo y multiplicándolo por 10 da el valor en dBm. Y os preguntareis: ¿Pero esta conversión para qué usarla, si es un rollo eso de usar logaritmos? Pues porque más tarde, llegamos a comprobar que el valor en dBm de la potencia de salida era igual al valor en dBm de la de entrada más los decibelios que las separaban (a partir de ahora, por esta misma razón, los decibelios serán llamados ganancia o atenuación, según sean positivos o negativos).
A parte de esta parte de la clase más práctica, también sacamos otras fórmulas que las dedujimos a partir de la definición de potencia (V*I) pero esta vez sin despreciar bobinas y condensadores, donde vimos que efectivamente al final no se tenían en cuenta en la potencia.
Más tarde, vimos que la potencia se igualaba en dos circuitos diferentes (uno con un generador de señales senoidales y otro de continua) siempre y cuando (sin variar resistor) el valor del generador en continua fuera igual al Vrms del generador senoidal.
También comprobamos que cuando un circuito está conectado a dos generadores de diferente frecuencia, podemos hacer la suma de potencias y que nos dé la total (al contrario de cuando hay dos generadores con desfase y no diferente frecuencia).
Al conocer todo esto, nos presentaron el concepto de Decibelio (dB) y de dBm. Son unidades muy usadas en el ámbito de las Telecomunicaciones en todas las razones donde intervenga la potencia, ya que el Watt (W) no es demasiado usado aquí. Un dB no es más que una comparación de dos potencias (normalemente la de salida con la de entrada total) pasándola por un logaritmo en base 10 y multiplicando el valor por 10. Un dBm es una relacion respecto a 10^-3, la potencia entre este valor, y pasándolo otra vez por el logaritmo y multiplicándolo por 10 da el valor en dBm. Y os preguntareis: ¿Pero esta conversión para qué usarla, si es un rollo eso de usar logaritmos? Pues porque más tarde, llegamos a comprobar que el valor en dBm de la potencia de salida era igual al valor en dBm de la de entrada más los decibelios que las separaban (a partir de ahora, por esta misma razón, los decibelios serán llamados ganancia o atenuación, según sean positivos o negativos).
Potencia
Después de tantos días de clase, donde hemos empezado a ver las prestaciones que nos dan los AO, a analizar circuitos de manera más eficiente, a ver como actúan los condensadores y bobinas cuando las excitas con diferentes frecuencias, etc. tenemos que empezar a plantearnos y a usar el concepto de potencia.
La potencia es aquella unidad física que es propagada, en la electrónica, por los elementos del circuito de diferentes maneras (por calor, vibración mecánica...). Esta potencia, en un primer momento, no es más que el producto de la caída de voltaje en el elemento por la intensidad que lo atraviesa, pero cuando la señal no es una señal simple, el cálculo de esta se complica.
Primeramente, empezamos viendo como transformar una señal no continua (positiva) en una continua que, respecto potencia, nos diera el mismo uso. Esto se hace dividiendo el área que tiene esta señal entre el período total calculado, de aquí sacamos una señal continua con el voltaje de este cálculo. Este método, solo se podría utilizar para señales que no tengan ninguna parte de voltaje negativa, ya que el área se vería como negativa y se restaría al total, cosa que nos daría algo erróneo.
Para solucionar este problema, se puede buscar el Valor Cuadrático Medio (Vrms), que de lo que trata es de hacer el mismo planteamiento que antes pero antes elevando al cuadrado la amplitud de la señal y al calcular la media, hacerle la raíz cuadrada. Este Vrms también es conocido como el Valor Eficaz de la señal alterna.
Para acabar esta entrada, en clase determinamos como calcular la Potencia Media que actuaba sobre cualquier elemento del circuito. Primero vimos que la esta potencia solo afectaba a elementos pasivos (resistores) y los activos no la influenciaban. También que la potencia de entrada a todo el circuito, era igual a la suma de la potencia que se disipaba en cada resistor (esto siempre y cuando no haya generadores que estén en desfase, ya que no sirve este principio de superposición para potencias). Para hacer este cálculo simple era cogiendo la amplitud de la señal alterna, elevarla al cuadrado y dividirlo entre 2*la resistencia del resistor al cual quieres calcularle la potencia disipada. O en su defecto quitar ese 2 y elevar al cuadrado el Vrms (o sea el valor eficaz) en cambio de la amplitud directamente.
La potencia es aquella unidad física que es propagada, en la electrónica, por los elementos del circuito de diferentes maneras (por calor, vibración mecánica...). Esta potencia, en un primer momento, no es más que el producto de la caída de voltaje en el elemento por la intensidad que lo atraviesa, pero cuando la señal no es una señal simple, el cálculo de esta se complica.
Primeramente, empezamos viendo como transformar una señal no continua (positiva) en una continua que, respecto potencia, nos diera el mismo uso. Esto se hace dividiendo el área que tiene esta señal entre el período total calculado, de aquí sacamos una señal continua con el voltaje de este cálculo. Este método, solo se podría utilizar para señales que no tengan ninguna parte de voltaje negativa, ya que el área se vería como negativa y se restaría al total, cosa que nos daría algo erróneo.
Para solucionar este problema, se puede buscar el Valor Cuadrático Medio (Vrms), que de lo que trata es de hacer el mismo planteamiento que antes pero antes elevando al cuadrado la amplitud de la señal y al calcular la media, hacerle la raíz cuadrada. Este Vrms también es conocido como el Valor Eficaz de la señal alterna.
Para acabar esta entrada, en clase determinamos como calcular la Potencia Media que actuaba sobre cualquier elemento del circuito. Primero vimos que la esta potencia solo afectaba a elementos pasivos (resistores) y los activos no la influenciaban. También que la potencia de entrada a todo el circuito, era igual a la suma de la potencia que se disipaba en cada resistor (esto siempre y cuando no haya generadores que estén en desfase, ya que no sirve este principio de superposición para potencias). Para hacer este cálculo simple era cogiendo la amplitud de la señal alterna, elevarla al cuadrado y dividirlo entre 2*la resistencia del resistor al cual quieres calcularle la potencia disipada. O en su defecto quitar ese 2 y elevar al cuadrado el Vrms (o sea el valor eficaz) en cambio de la amplitud directamente.
miércoles, 10 de abril de 2013
AO Comparador
Aquí aprendimos otro uso del AO según su conexión. Lo más destacable de este tipo de uso es la no realimentación (ni positiva ni negativa) del amplificador.
Al no realimentar el AO, lo que conseguimos es que este funcione como marca la "fuente dependiente de tensión", o sea que la salida sea o la tensión de saturación negativa o la positiva (ya que es casi imposible que caiga en zona lineal). Esto se consigue con la función signo, la cual sgn(V+ - V-), lo cual si da positivo la resta, esta función devuelve un 1 (el cual se multiplica por la tensión de saturación en valor absoluto) o -1 si es al revés.
Este uso de los AO nos deja aplicar un concepto nuevo, el cual será bastante útil, el Ciclo de Trabajo, el cual indica el % (del período) en el que está en saturación positiva. También pudimos observar que con circuitos sencillos de AO sin realimentar se podían conseguir tipos de puertas lógicas, las cuales se utilizan en la electrónica digital.
Después de esta introducción, nos añadieron conceptos como el de estabilidad (que significa si cuando el circuito está apagado el circuito tiende a quedarse parado o tiende a algún voltaje, o sea que el circuito solo permita una solución válida y no varias, dado a que sea no lineal).
Por último nos explicaron como conseguir una alimentación unipolar, ya que a la hora de vender un producto, este tipo de alimentación nos quitaba el uso de una fuente de alimentación para alimentar el AO a -15 (por ejemplo).
Diseño Modular.
En esta sesión, nos centramos en un tipo de diseño, el cual no requiere una gran imaginación para encontrar aquellos circuitos que necesitamos para conseguir nuestro objetivo. Este diseño es el llamado diseño modular, el cual trata en ir juntando diferentes circuitos con funciones especificas ya conocidas por nosotros (en este caso de AO's), y mediante su superposición conseguimos una salida deseada.
Esta idea de diseño puede sernos muy útil, ya que podemos conseguir un circuito que haga lo que queramos tanto si nos dan como ha de ser la salida respecto Vg o, incluso, si solamente nos dan la función de red.
La primera manera es mucho más fácil su resolución ya que solo trata de ir superponiendo bloques de circuitos, que modelen la entrada de la forma que queramos hasta llegar a conseguir la salida deseada.
La otra manera, es que nos den una función de red y tengamos que diseñar el circuito en sí. Esta manera es algo más complicada ya que hay que conseguir despejar el fasor VoS con el grado de S más alto posible en la ecuacíón. Entonces partiendo de que tienes una entrada Vo, podemos usar el circuito integrador para llegar a ese grado de S. A partir que consigamos esto, con otros circuitos conseguimos multiplicar a los factores para acabar de conseguir la función de red y ya está.
Esta idea de diseño puede sernos muy útil, ya que podemos conseguir un circuito que haga lo que queramos tanto si nos dan como ha de ser la salida respecto Vg o, incluso, si solamente nos dan la función de red.
La primera manera es mucho más fácil su resolución ya que solo trata de ir superponiendo bloques de circuitos, que modelen la entrada de la forma que queramos hasta llegar a conseguir la salida deseada.
La otra manera, es que nos den una función de red y tengamos que diseñar el circuito en sí. Esta manera es algo más complicada ya que hay que conseguir despejar el fasor VoS con el grado de S más alto posible en la ecuacíón. Entonces partiendo de que tienes una entrada Vo, podemos usar el circuito integrador para llegar a ese grado de S. A partir que consigamos esto, con otros circuitos conseguimos multiplicar a los factores para acabar de conseguir la función de red y ya está.
lunes, 25 de marzo de 2013
Conexiones en cascada y sus problemas.
Las conexiones cascada son aquellas en las que se interconectan diferentes circuitos con, por ejemplo, operacionales uno detrás de otro. Nosotros de momento, entraremos en las conexiones cascada donde los circuitos no interaccionan entre ello y así uno no afecta a lo KCL del otro.
En este caso podemos decir que para hacer un análisis correcto primero tendremos que analizar el primer circuito, luego su consecutivo y así hasta acabar de analizar todo el carro de circuitos.
Este tipo de conexionado nos puede dar muchas salidas a la hora del diseño ya que, por ejemplo, conseguimos circuitos que lo que hacen es sumar las tensiones que entran por sus terminales no inversores/inversores.
Todo y que esto es muy bonito, hay que ir con mucho cuidado ya que ahora nos salen 2 grandes tipos de circuitos, los que no afectan a los KCL del circuito anterior y los que sí. Esto es debido a que el circuito, al tener antes del AO unos elementos que crean unas caídas, etc. hacen variar los KCL del circuito anterior y ya nada trabajaba igual que antes.
Para evitar esto, lo que podemos hacer es conectar un AO retroalimentado negativamente (sin ninguna resistencia ni ningún otro elemento) que lo que nos hará será evitar que la intensidad se divida por ese camino y solamente habrá una caída de tensión, la cual el AO no variará ya que la amplificación es 0 tal y como lo hemos conectado. Esta sería una manera de evitar este posible error que podría ser fatal en el diseño.
Luego también empezamos a ver y diferenciar tipos de circuitos con operacionales que nos hacian unas funciones muy fijas como: el sumador, inversor, diferencial, etc. Estos circuitos para diseño pueden ser muy interesantes.
Para acabar vimos el montaje para conseguir una resistencia negativa y así poder corregir errores físicos como los de las bobinas (que no son inductores perfectos y la resistencia parásita del cobre de las espiras es importante).
En este caso podemos decir que para hacer un análisis correcto primero tendremos que analizar el primer circuito, luego su consecutivo y así hasta acabar de analizar todo el carro de circuitos.
Este tipo de conexionado nos puede dar muchas salidas a la hora del diseño ya que, por ejemplo, conseguimos circuitos que lo que hacen es sumar las tensiones que entran por sus terminales no inversores/inversores.
Todo y que esto es muy bonito, hay que ir con mucho cuidado ya que ahora nos salen 2 grandes tipos de circuitos, los que no afectan a los KCL del circuito anterior y los que sí. Esto es debido a que el circuito, al tener antes del AO unos elementos que crean unas caídas, etc. hacen variar los KCL del circuito anterior y ya nada trabajaba igual que antes.
Para evitar esto, lo que podemos hacer es conectar un AO retroalimentado negativamente (sin ninguna resistencia ni ningún otro elemento) que lo que nos hará será evitar que la intensidad se divida por ese camino y solamente habrá una caída de tensión, la cual el AO no variará ya que la amplificación es 0 tal y como lo hemos conectado. Esta sería una manera de evitar este posible error que podría ser fatal en el diseño.
Luego también empezamos a ver y diferenciar tipos de circuitos con operacionales que nos hacian unas funciones muy fijas como: el sumador, inversor, diferencial, etc. Estos circuitos para diseño pueden ser muy interesantes.
Para acabar vimos el montaje para conseguir una resistencia negativa y así poder corregir errores físicos como los de las bobinas (que no son inductores perfectos y la resistencia parásita del cobre de las espiras es importante).
domingo, 17 de marzo de 2013
Un interesante avance.
Esta entrada va a estar dedicada a un nuevo elemento que podrá formar parte de nuestros circuitos a partir de ahora, el interesante Amplificador Operacional (AO).
Este elemento tiene muchas particularidades, pero la más importante y la que lo hace más interesante es la de amplificar una señal de entrada de tal manera que podamos controlar la ganancia tal y como queramos. Lo que tiene un pequeño problema, a grandes rasgos su funcionamiento no es lineal, lo que nos provocaría grandes problemas para diseñar circuitos y para hacer que esos circuitos fueran tal y como quisiéramos siempre. Todo y esto, tiene una pequeña franja donde podemos usarlo como si fuera lineal y tener una buena seguridad respecto a lo que haga, esta franja es que el voltaje que entre por su pata inversora (o no inversora, ya que la diferencia entre estas se puede aproximar a nula) sea más pequeño que la tensión de saturación del AO (más pequeño que la tensión a la cual está alimentado).
Para que se cumpla esta condición y hacer más grande la franja de linealidad se ha de hacer que el AO se retroalimente negativamente (reconectar la salida a la entrada inversora de este), para así, gráficamente conseguir una recta que solo cruce por la parte lineal del AO y así poder asegurar que todo funcione como uno desea.
Después de esta pequeña introducción al amplificador operacional, empezamos a intentar analizar unos pocos circuitos con ellos. Lo más importante de ellos es conseguir siempre la función de red (Vo/Vg) ya que con ella tendremos toda la información del circuito a nuestra disposición en cualquier tipo de excitación. Para hacer el análisis se han de tener en cuentas dos cosas muy importantes: el voltaje entre las dos patas (inversora y no inversora) se han de aproximar a 0 i la intensidad en cada una de ellas también. Por esta razón diremos que en dichas patas del amplificador operacional hay un cortocircuito virtual (ya que físicamente hay un circuito abierto pero la impedancia del AO es tal que la tensión entre estas dos patas es 0), a lo que analíticamente tenemos dos características muy interesantes.
Este elemento tiene muchas particularidades, pero la más importante y la que lo hace más interesante es la de amplificar una señal de entrada de tal manera que podamos controlar la ganancia tal y como queramos. Lo que tiene un pequeño problema, a grandes rasgos su funcionamiento no es lineal, lo que nos provocaría grandes problemas para diseñar circuitos y para hacer que esos circuitos fueran tal y como quisiéramos siempre. Todo y esto, tiene una pequeña franja donde podemos usarlo como si fuera lineal y tener una buena seguridad respecto a lo que haga, esta franja es que el voltaje que entre por su pata inversora (o no inversora, ya que la diferencia entre estas se puede aproximar a nula) sea más pequeño que la tensión de saturación del AO (más pequeño que la tensión a la cual está alimentado).
Para que se cumpla esta condición y hacer más grande la franja de linealidad se ha de hacer que el AO se retroalimente negativamente (reconectar la salida a la entrada inversora de este), para así, gráficamente conseguir una recta que solo cruce por la parte lineal del AO y así poder asegurar que todo funcione como uno desea.
Después de esta pequeña introducción al amplificador operacional, empezamos a intentar analizar unos pocos circuitos con ellos. Lo más importante de ellos es conseguir siempre la función de red (Vo/Vg) ya que con ella tendremos toda la información del circuito a nuestra disposición en cualquier tipo de excitación. Para hacer el análisis se han de tener en cuentas dos cosas muy importantes: el voltaje entre las dos patas (inversora y no inversora) se han de aproximar a 0 i la intensidad en cada una de ellas también. Por esta razón diremos que en dichas patas del amplificador operacional hay un cortocircuito virtual (ya que físicamente hay un circuito abierto pero la impedancia del AO es tal que la tensión entre estas dos patas es 0), a lo que analíticamente tenemos dos características muy interesantes.
lunes, 11 de marzo de 2013
La manera eficiente de análisis.
Siguiendo con todo, nos hemos encontrado con un nuevo método de análisis aprovechando lo que sabemos sobre las leyes de Kirchoff y todos los conocimientos ya sabidos sobre análisis circuital.
Este análisis consiste en hacer mucho más eficiente la búsqueda de las ecuaciones necesarias del circuito para así solo buscar rápidamente las justas y necesarias para tener toda la información que queramos del circuito retenida en esas pocas ecuaciones y no entretenernos en buscar todas las ecuaciones posibles que hay en ese circuito, ya que si lo hiciésemos perderíamos mucho tiempo analizando algo complicado y que, realmente, no necesita tal análisis.
El "truco" que usaremos nosotros será el de buscar todas las tensiones nodales desconocidas (buscar las ecuaciones de las tensiones nodales, según las leyes de KCL, que no nos sean conocidas, o sea, todas excepto las que tienen una fuente de tensión conectada a tierra que nos dirán ya cual es su valor o la del nudo de referencia).
Al conseguir todas las ecuaciones nodales todo se nos hace mucho más fácil y lo único que nos queda es solucionar el problema utilizando métodos de resolución de ecuaciones lineales (como Cramer, Gauss...).
Es importante saber que si hay una fuente de tensión no conectada a tierra, esto nos supondrá un grave problema para el análisis pero, como se dan tan poco en el mundo real, no será muy normal encontrárnoslas.
Este análisis consiste en hacer mucho más eficiente la búsqueda de las ecuaciones necesarias del circuito para así solo buscar rápidamente las justas y necesarias para tener toda la información que queramos del circuito retenida en esas pocas ecuaciones y no entretenernos en buscar todas las ecuaciones posibles que hay en ese circuito, ya que si lo hiciésemos perderíamos mucho tiempo analizando algo complicado y que, realmente, no necesita tal análisis.
El "truco" que usaremos nosotros será el de buscar todas las tensiones nodales desconocidas (buscar las ecuaciones de las tensiones nodales, según las leyes de KCL, que no nos sean conocidas, o sea, todas excepto las que tienen una fuente de tensión conectada a tierra que nos dirán ya cual es su valor o la del nudo de referencia).
Al conseguir todas las ecuaciones nodales todo se nos hace mucho más fácil y lo único que nos queda es solucionar el problema utilizando métodos de resolución de ecuaciones lineales (como Cramer, Gauss...).
Es importante saber que si hay una fuente de tensión no conectada a tierra, esto nos supondrá un grave problema para el análisis pero, como se dan tan poco en el mundo real, no será muy normal encontrárnoslas.
jueves, 7 de marzo de 2013
La resistencia equivalente.
En la nueva clase, primeramente repasamos las clases anteriores de uso de fasores, de cálculo de la función de red... con unos pocos ejemplos. Para este tipo de cosas, lo más útil es sacar primero el caso específico y luego entrar en lo que te pedían y calcular todo más fácilmente, sin tener que repetir el proceso enésimas veces.
Después de este pequeño repaso empezó la teoría con la extensión del concepto de resistencia equivalente, lo que nos duraría todo lo que quedaba de clase. El concepto de resistencia equivalente, a grandes rasgos, no es más que substituir un gran circuito (que al fin y al cabo actúa como una impedancia en la hora del análisis) por otro más pequeño y mucho más fácil de analizar. Como siempre buscamos la simplificación de circuital.
Aquí intervino la presentación de unos nuevos conceptos que vienen de mano de la impendancia: reactancia (parte compleja de ella), conductancia (que es el inverso de la resistencia), admitancia (inverso de la impedancia que se compone de conductancia y susceptancia [inverso de la reactancia]).
Para crear cualquier tipo de circuito resistivo equivalente, se podría crear utilitzando una unión de resistencia, resistencia con inductor o resistencia con capacitor, esto sí, siempre con una wo definida. Mediante una combinación de ellos en una disposición elegida convenientemente se puede siempre sacar cualquier tipo de impedancia, admitancia, etc.
Después de toda la parte teórica, acabamos viendo maneras de hacer el cálculo más seguro y protegernos de posibles errores, un cambio que a partir de ahora será bastante usual será el de jw por S, y al final utilizar esa jw para evitarnos errores tontos de cálculo rápido, ya que es una pena echar a perder un ejercicio por errores puntuales.
Después de este pequeño repaso empezó la teoría con la extensión del concepto de resistencia equivalente, lo que nos duraría todo lo que quedaba de clase. El concepto de resistencia equivalente, a grandes rasgos, no es más que substituir un gran circuito (que al fin y al cabo actúa como una impedancia en la hora del análisis) por otro más pequeño y mucho más fácil de analizar. Como siempre buscamos la simplificación de circuital.
Aquí intervino la presentación de unos nuevos conceptos que vienen de mano de la impendancia: reactancia (parte compleja de ella), conductancia (que es el inverso de la resistencia), admitancia (inverso de la impedancia que se compone de conductancia y susceptancia [inverso de la reactancia]).
Para crear cualquier tipo de circuito resistivo equivalente, se podría crear utilitzando una unión de resistencia, resistencia con inductor o resistencia con capacitor, esto sí, siempre con una wo definida. Mediante una combinación de ellos en una disposición elegida convenientemente se puede siempre sacar cualquier tipo de impedancia, admitancia, etc.
Después de toda la parte teórica, acabamos viendo maneras de hacer el cálculo más seguro y protegernos de posibles errores, un cambio que a partir de ahora será bastante usual será el de jw por S, y al final utilizar esa jw para evitarnos errores tontos de cálculo rápido, ya que es una pena echar a perder un ejercicio por errores puntuales.
lunes, 4 de marzo de 2013
El filtro pasobajo.
Esta clase conceptualmente no ha sido demasiado fuerte, ya que más que nada ha sido aplicar en diferentes circuitos con peculiaridades distintas el uso de fasores para así resolver lo que nos pedían. La estrategia principal es conseguir un circuito que sea más fácil de analizar y cuya estructura dominemos y conozcamos.
También ha habido una presentación de un circuito nuevo, el filtro pasobajo, el cual consta de un paralelo entre una resistencia y un condensador (conectados a un generador senoidal de voltaje). Este circuito filtra las señales que salen de este generador y deja pasar las que sean más pequeñas que 1/RC, atenuándolas bastante poco y las que sean mucho más grandes las atenúa tanto que se hacen negiligibles a efectos prácticos en el circuito. Después de hacer unos cuantos análisis hemos visto que es interesante simplificar todo para siempre intentar llevarlo por ejemplo al divisor de tensión que conocemos y dominamos tan bien, además de ver estrategias de como calcular voltajes cuando hay fuentes que generan diferentes señales a diferentes frecuencias de oscilación. Cosa que luego hemos comprobado mediante unos cambios genéricos en las fórmulas para así corroborar que el circuito pasobajo funciona como debería también matemáticamente.
También hemos presentado el concepto de impedancia, que no es más que en el circuito transformado fasorial, la resistencia que oponen diferentes elementos que no sean solo resistores (como condensadores o bobinas).
A partir del concepto de impendancia también hemos podido corroborar que los condensadores con alterna son cortocircuitos y con continua totalmente lo contrario. Y al revés pasa con las bobinas.
Por último hemos visto las relaciones salida-entrada de los circuitos lineales. Estos circuitos se comportan normalmente con una relación tal que Vout = k*Vin, donde k es la constante interesante para saber como funciona ese circuito como tal. Esta k es llamada amplificación del circuito.
Si transformamos todo esto en fasores tenemos que Vout' = H(jw)*Vin', donde H(jw) es un símil de la amplificación que es llamado función de red o de circuito. Este se compone de parte real e imaginaria (con forma fasorial). Así conseguimos ver que la formula del V(t) = |Vin'||H(jw)|*cos(wt + argVin' + arg H(jw)), cosa que nos ayudará mucho para saber como funciona cada circuito. Con esta fórmula nos es mucho más fácil saber la salida que nos interesa de cualquier circuito de las características dichas y con esto hemos corroborado todo lo que hemos dado sobre el filtro pasobajo y como funciona intrínsecamente.
También ha habido una presentación de un circuito nuevo, el filtro pasobajo, el cual consta de un paralelo entre una resistencia y un condensador (conectados a un generador senoidal de voltaje). Este circuito filtra las señales que salen de este generador y deja pasar las que sean más pequeñas que 1/RC, atenuándolas bastante poco y las que sean mucho más grandes las atenúa tanto que se hacen negiligibles a efectos prácticos en el circuito. Después de hacer unos cuantos análisis hemos visto que es interesante simplificar todo para siempre intentar llevarlo por ejemplo al divisor de tensión que conocemos y dominamos tan bien, además de ver estrategias de como calcular voltajes cuando hay fuentes que generan diferentes señales a diferentes frecuencias de oscilación. Cosa que luego hemos comprobado mediante unos cambios genéricos en las fórmulas para así corroborar que el circuito pasobajo funciona como debería también matemáticamente.
También hemos presentado el concepto de impedancia, que no es más que en el circuito transformado fasorial, la resistencia que oponen diferentes elementos que no sean solo resistores (como condensadores o bobinas).
A partir del concepto de impendancia también hemos podido corroborar que los condensadores con alterna son cortocircuitos y con continua totalmente lo contrario. Y al revés pasa con las bobinas.
Por último hemos visto las relaciones salida-entrada de los circuitos lineales. Estos circuitos se comportan normalmente con una relación tal que Vout = k*Vin, donde k es la constante interesante para saber como funciona ese circuito como tal. Esta k es llamada amplificación del circuito.
Si transformamos todo esto en fasores tenemos que Vout' = H(jw)*Vin', donde H(jw) es un símil de la amplificación que es llamado función de red o de circuito. Este se compone de parte real e imaginaria (con forma fasorial). Así conseguimos ver que la formula del V(t) = |Vin'||H(jw)|*cos(wt + argVin' + arg H(jw)), cosa que nos ayudará mucho para saber como funciona cada circuito. Con esta fórmula nos es mucho más fácil saber la salida que nos interesa de cualquier circuito de las características dichas y con esto hemos corroborado todo lo que hemos dado sobre el filtro pasobajo y como funciona intrínsecamente.
Otra forma de ver un circuito. Resistivización.
Esta ha sido una de las clases de las más interesantes que he tenido, ya que al introducir el concepto de resistivización de los elementos de un circuito he entendido de otra manera la electrónica, no tan pragmática y mecánica como con el análisis, sino de forma de entender como funciona realmente todo.
La resistivización de un circuito nos sirve para convertir el análisis de un circuito excitado con una señal senoidal en la fase permanente a algo más simple de analizar matemáticamente. Transforma un sistema de ecuaciones diferenciales en uno de algebraicas, totalmente lineales que hacen muy fácil el análisis teniendo un poco de manejo de complejos y algo de fórmulas trigonométricas.
Este sistema trata de transformar resistores, inductores y capacitores en todo resistencias (o mejor dicho, impedancias) y así poder analizar todo desde el mundo de los fasores. Un fasor es un concepto matemático que nos permite transformar una función de onda senoidal teniendo en cuenta todo el rato el desfase y la amplitud de esta y dejando de lado la frecuencia (ya que el circuito de por sí en principio no la cambia, y se mantiene constante). Y, lo más importante, como anteriormente he dicho cambia todas las ecuaciones diferenciales a ecuaciones algebraicas de mucha más facilidad de resolución. Solo le añade una antitransformada para así convertir nuestro fasor solución (ya puede ser una tensión, intesidad...) a la función de onda que en el circuito real está actuando, y que realmente es lo que nos piden.
Esta forma de entender todo esto ayuda bastante a la comprensión abstracta de como funciona el circuito y saber lo que hace cuando no son solo resistores lo que añadimos en él. Será una buena herramienta para luego hacer diseños buenos y prácticos sin tener que recurrir a la prueba y error experimental.
La resistivización de un circuito nos sirve para convertir el análisis de un circuito excitado con una señal senoidal en la fase permanente a algo más simple de analizar matemáticamente. Transforma un sistema de ecuaciones diferenciales en uno de algebraicas, totalmente lineales que hacen muy fácil el análisis teniendo un poco de manejo de complejos y algo de fórmulas trigonométricas.
Este sistema trata de transformar resistores, inductores y capacitores en todo resistencias (o mejor dicho, impedancias) y así poder analizar todo desde el mundo de los fasores. Un fasor es un concepto matemático que nos permite transformar una función de onda senoidal teniendo en cuenta todo el rato el desfase y la amplitud de esta y dejando de lado la frecuencia (ya que el circuito de por sí en principio no la cambia, y se mantiene constante). Y, lo más importante, como anteriormente he dicho cambia todas las ecuaciones diferenciales a ecuaciones algebraicas de mucha más facilidad de resolución. Solo le añade una antitransformada para así convertir nuestro fasor solución (ya puede ser una tensión, intesidad...) a la función de onda que en el circuito real está actuando, y que realmente es lo que nos piden.
Esta forma de entender todo esto ayuda bastante a la comprensión abstracta de como funciona el circuito y saber lo que hace cuando no son solo resistores lo que añadimos en él. Será una buena herramienta para luego hacer diseños buenos y prácticos sin tener que recurrir a la prueba y error experimental.
miércoles, 27 de febrero de 2013
Empezamos con las bases
En la siguiente sesión empezamos con las grandes bases de la electrónica de componentes, refrescándonos la memoria sobre los componentes necesarios y más básicos para poder construir circuitos electrónicos interesantes que hagan lo que nosotros queramos y con un índice de fiabilidad alto para que los cálculos no se vayan más de lo normal (error práctico) en la vida real.
Para esto hemos de tener muy presente lo que es un modelo circuital y saber hacerlos bien, ya que eso será lo que de verdad nos dé el índice de fiabilidad sobre lo que estemos montando. El modelo circuital se diferencia del circuito general en que, a parte de poner las figuras de todos los componentes que pongas, también se tendrá en cuenta todos los fenómenos físicos que puedan intervenir de manera importante en el desarrollo físico práctico sobre el circuito que has montado (como podrían ser fenómenos físicos de autoinducción, sumas de voltaje, etc.). Y también tener en cuenta que no todos los componentes utilizados son totalmente lineales, por lo que siempre tendemos a utilizar una aproximación para así hacerlos lineales y poder operar con ellos de manera bastante buena.
En general, los componentes más básicos son: resistencias, condensadores, bobinas, fuentes (tanto dependientes como independientes) y los transistores. También me pareció muy interesante como fueron pensados y como de verdad funcionan los transistores y fuentes dependientes, ya que nunca realmente me enseñaron físicamente como están hechos.
Después de hacer el modelo circuital (donde ya hemos decidido que fenómenos son relevantes y que valores de componentes usaremos) hemos de empezar con el análisis matemático de todo el circuito. Aquí te das cuenta que no es fácil analizar circuitos, ya que al no ser casi nada lineal totalmente siempre acaban saliendo ecuaciones diferenciales que complican todo bastante matemáticamente. Si todo fuera lineal y bonito, todas las ecuaciones serían algebraicas y no costaría tanto este análisis.
Por lo que mi conclusión es que diseñar circuitos no es para nada fácil y es, de cierto modo, un arte.
Para esto hemos de tener muy presente lo que es un modelo circuital y saber hacerlos bien, ya que eso será lo que de verdad nos dé el índice de fiabilidad sobre lo que estemos montando. El modelo circuital se diferencia del circuito general en que, a parte de poner las figuras de todos los componentes que pongas, también se tendrá en cuenta todos los fenómenos físicos que puedan intervenir de manera importante en el desarrollo físico práctico sobre el circuito que has montado (como podrían ser fenómenos físicos de autoinducción, sumas de voltaje, etc.). Y también tener en cuenta que no todos los componentes utilizados son totalmente lineales, por lo que siempre tendemos a utilizar una aproximación para así hacerlos lineales y poder operar con ellos de manera bastante buena.
En general, los componentes más básicos son: resistencias, condensadores, bobinas, fuentes (tanto dependientes como independientes) y los transistores. También me pareció muy interesante como fueron pensados y como de verdad funcionan los transistores y fuentes dependientes, ya que nunca realmente me enseñaron físicamente como están hechos.
Después de hacer el modelo circuital (donde ya hemos decidido que fenómenos son relevantes y que valores de componentes usaremos) hemos de empezar con el análisis matemático de todo el circuito. Aquí te das cuenta que no es fácil analizar circuitos, ya que al no ser casi nada lineal totalmente siempre acaban saliendo ecuaciones diferenciales que complican todo bastante matemáticamente. Si todo fuera lineal y bonito, todas las ecuaciones serían algebraicas y no costaría tanto este análisis.
Por lo que mi conclusión es que diseñar circuitos no es para nada fácil y es, de cierto modo, un arte.
sábado, 23 de febrero de 2013
¡Vamos con la práctica!
El pasado viernes empezamos con las clases de laboratorio en circuitos. Personalmente llevaba una mala concepción sobre el laboratorio de electrónica, ya que en la asignatura de Fonaments en Electrònica me pareció algo bastante precario después de la experiencia. Cuando hacía cada práctica y la acababa, sentía que no había aprendido muchas cosas nuevas por lo que era un poco frustrante presentarse delante de una práctica y no entender lo que estabas haciendo.
Al empezar esta nueva asignatura y concretamente el laboratorio, me gustó bastante más la dinámica de trabajo utilizada e implementada porque a parte de hacer la práctica se da una base teórica que la corrobora para así poder entender todo lo que haces en el momento.
Hicimos cosas bastantes simples para adecuarnos un poco al tipo de instrumentación que utilizaremos (sobre todo informática). Hicimos un par de circuitos simples (un divisor de tensión y un chivato para que nos avise cuando pasa corriente por ese circuito y así poder evitar problemas) y unas medidas elementales.
Así que como conclusión podría decir que la dinámica general me parece bastante buena desde el punto de vista docente ya que, personalmente, me sirve más para entender y aprender lo que realmente está pasando delante mío.
Al empezar esta nueva asignatura y concretamente el laboratorio, me gustó bastante más la dinámica de trabajo utilizada e implementada porque a parte de hacer la práctica se da una base teórica que la corrobora para así poder entender todo lo que haces en el momento.
Hicimos cosas bastantes simples para adecuarnos un poco al tipo de instrumentación que utilizaremos (sobre todo informática). Hicimos un par de circuitos simples (un divisor de tensión y un chivato para que nos avise cuando pasa corriente por ese circuito y así poder evitar problemas) y unas medidas elementales.
Así que como conclusión podría decir que la dinámica general me parece bastante buena desde el punto de vista docente ya que, personalmente, me sirve más para entender y aprender lo que realmente está pasando delante mío.
viernes, 22 de febrero de 2013
Kirchoff vs Mundo
Hola, hoy voy a hablar sobre la primera sesión de la asignatura.
Se podría diferenciar en dos bloques importantes. La presentación general sobre la asignatura y después un ahondamiento sobre ella que me pareció muy interesante.
En la primera parte digamos que la introducción fue la normal, como en todas (La parte un poco más "aburrida" pero eso no quita que sea necesaria, ya que te da información general sobre acontecimientos importantes durante el curso y sobre un poco, la idea general y el enfoque personal del profesor a la asignatura). Aquí es donde nos informaron sobre algunos horarios, la repartición de nota, lo que sería más importante, dónde encontrar toda la información...
Pero la parte interesante vino después cuando empezó a explicarnos el porque íbamos a estudiar circuitos pequeños y qué eran circuitos pequeños (ya que es una escala que puede ser relativa). Estudiaremos circuitos que sean pequeños porque así podremos seguir utilizando las leyes de Kirchoff sin que todo se nos vaya de las manos. Ya que si el circuito es demasiado grande (más grande que c/f [donde c es la velocidad de la luz y f es la frecuencia que utiliza el circuito] multiplicado por 0,01), los cables (metal, no conductor, metal) funcionan como un condensador y entonces no se cumplirán las leyes de Kirchoff (que nos aseguran que las sumas de voltajes dan 0) y, entonces, toda la física calculada se nos iría al garete.
Por esta misma razón, cada aparato electrónico ha de ser de (como mucho) un tamaño máximo para seguir pudiendo negligir el error de Kirchoff y que los cálculos pertinentes sean oportunos (y así no hay que entrar en cálculo de física y matemática no lineal que sería muy complicado y aún no está investigada totalmente). Así los electrónicos siempre intentan no sobrepasar estas medidas y así poder seguir utilizando los métodos convencionales de cálculo de circuitos.
Se podría diferenciar en dos bloques importantes. La presentación general sobre la asignatura y después un ahondamiento sobre ella que me pareció muy interesante.
En la primera parte digamos que la introducción fue la normal, como en todas (La parte un poco más "aburrida" pero eso no quita que sea necesaria, ya que te da información general sobre acontecimientos importantes durante el curso y sobre un poco, la idea general y el enfoque personal del profesor a la asignatura). Aquí es donde nos informaron sobre algunos horarios, la repartición de nota, lo que sería más importante, dónde encontrar toda la información...
Pero la parte interesante vino después cuando empezó a explicarnos el porque íbamos a estudiar circuitos pequeños y qué eran circuitos pequeños (ya que es una escala que puede ser relativa). Estudiaremos circuitos que sean pequeños porque así podremos seguir utilizando las leyes de Kirchoff sin que todo se nos vaya de las manos. Ya que si el circuito es demasiado grande (más grande que c/f [donde c es la velocidad de la luz y f es la frecuencia que utiliza el circuito] multiplicado por 0,01), los cables (metal, no conductor, metal) funcionan como un condensador y entonces no se cumplirán las leyes de Kirchoff (que nos aseguran que las sumas de voltajes dan 0) y, entonces, toda la física calculada se nos iría al garete.
Por esta misma razón, cada aparato electrónico ha de ser de (como mucho) un tamaño máximo para seguir pudiendo negligir el error de Kirchoff y que los cálculos pertinentes sean oportunos (y así no hay que entrar en cálculo de física y matemática no lineal que sería muy complicado y aún no está investigada totalmente). Así los electrónicos siempre intentan no sobrepasar estas medidas y así poder seguir utilizando los métodos convencionales de cálculo de circuitos.
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