Publicaciones de Categoría: electrónica

Valores de una onda o señal alterna (senoidal)

Se denomina corriente alterna (abreviada CA en español y AC en inglés, de Altern Current) a la corriente eléctrica en la que la magnitud y dirección varían cíclicamente.

La forma de onda de la corriente alterna más comúnmente utilizada es la de una onda senoidal, puesto que se consigue una transmisión más eficiente de la energía. Sin embargo, en ciertas aplicaciones se utilizan otras formas de onda periódicas, tales como la triangular o la cuadrada.


valores de una onda senoidal (o sinusoidal)

Valor instantáneo de una onda o señal

Es el que toma la ordenada (tensión o intensidad) en un instante, t, determinado.. Este valor no es útil para cálculos y medidas eléctricas, ya que se utilizan los valores eficaces.

Una señal sinusoidal, a(t), tensión, v(t), o corriente, i(t), se puede expresar matemáticamente según sus parámetros característicos (ver figura), como una función del tiempo por medio de la siguiente ecuación:

 

 

 

 

 

donde:

  • A0 es la amplitud en voltios o amperios (también llamado valor máximo o de pico),
  • ω la pulsación en radianes/segundo,
  • t el tiempo en segundos, y
  • β el ángulo de fase inicial en radianes.

Período, T

Es el tiempo mínimo que tarda la onda en realizar un ciclo completo.La unidad de medida es el segundo (s)

Frecuencia, f

Es el número de ciclos realizados por segundo. La frecuencia es la inversa del período ( f=1/T). La unidad de medida en el Hercio (Hz) o s-1

Fase (de una onda), β

Es el instante en el que estamos analizando el valor de una magnitud periódica. El ángulo de fase inicial φ es la fracción de período que ha transcurrido a partir de un origen.

Valor eficaz, V (o Vef)

El valor eficaz de una corriente alterna, es el valor que tendría una corriente continua que produjera la misma potencia que dicha corriente alterna, al aplicar ambas, primero una y luego otra, sobre una misma resistencia. Cuando decimos que la tensión de alimentación en un circuito es de 230 V nos estamos refiriendo a su valor eficaz.

También se conoce este valor como RMS (root mean square, raíz cuadrática media). Este valor coincide con el valor cuadrático medio (raíz cuadrada del valor medio del cuadrado de la función en un período)

Valor de pico, Vp, V0

Es el valor máximo que toma la onda y que conocemos como Amplitud. En principio habría dos valores: el valor de pico positivo y el valor de pico negativo. El valor de pico se relaciona con el Valor eficaz de la siguiente manera:

Vp = Vef x 1'4142

Valor pico a pico, Vpp

Supone, normalmente, el doble del valor de pico; es la máxima excursión que puede tomar la amplitud de la señal. También puede expresarse como la diferencia entre su pico o máximo positivo y su pico negativo.

Vpp = Vp x 2

Valor medio, Vm

es la media algebraica de los valores instantáneos de la onda durante un semiperíodo (Si tomásemos el período completo el valor medio sería cero). Para el caso de una intensidad de Amplitud im, tendríamos un valor medio de intensidad, Imed, de:

Factor de forma

Es la relación entre el valor eficaz y el valor medio. Para el caso de, por ejempo, la Intensidad, I, tendríamos:

Desde el Canal de Youtube ElectrónicaFP nos enseñan lo principal relativo a las ondas o señales:

 

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El Amplificador Operacional (3). Análisis de circuitos


Etapas de un Amplificador Operacional típico

En entradas anteriores: Al A.O. (1). Principios básicos y El A.O. (2). Más usos y aplicaciones ya vimos cómo este circuito integrado da mucho juego en el diseño de diversos circuitos en electrónica. Ésta, por el momento, será la última entrega sobre el  A.O.

En el Canal Virtualedues de youtube han elaborado un gran trabajo, consistente en una serie de tutoriales orientados al conocimiento del funcionamiento y aplicaciones del Amplificador Operacional. Son muchos, pero que muchos videos; y en cada uno de ellos se muestra una aplicación o solución a problema planteado. Aquí sólo te damos acceso a las tres series de Listas de reproducción sobre Amplificadores Operacionales de ese Canal Virtualedues. Aprovéchalo; no tiene desperdicio:

Amplificadores Operacionales. Vídeos 1 – 50

 

Amplificadores Operacionales. Vídeos 51 – 100

 

Amplificadores Operacionales. Vídeos 101 – 150

 

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[
clic sobre la imagen para acceder a multitud de circuitos prácticos con AO]

Los fusibles (esos que parecen tan poca cosa)

Como complemento a la serie de post dedicados a las fuentes de alimentación de corriente continua lineales ya publicados, pero también como tema general que icluye a también a la electricidad (y no sólo a la electrónica), vamos a hablar de los fusibles, esos pequeños dispositivos de seguridad en apariencia tan sencillos y de los que pocas veces se habla.

Los fusibles tradicionalmente eran dispositivos que teníann mucha importancia, ya que -al fundirse y desconectar con ello el resto del circuito- evitaban males mayores al resto de la instalación eléctrica o circuito.  Claro que, había que sustituir el fundido por otro nuevo, pero eso era fácil. Un fusible parece (y realmente no es que tenga mucho misterio) poca cosa, pero en su diseño influyen muchos parámetros y tecnologías: sólo hay que darse cuenta que se fabrican fusibles lentos, rápidos, que soportan vibraciones, específicos para instalaciones de alta o baja tensión, para vehículos, incluso los hay "rearmables"… y todo ello garantizando que van a proteger según determinada gráfica -por cierto, lo lineal- que hemos de tener en cuenta y no sólo la Intensidad Nominal que principalmente los caracteriza.


Aspecto de algunos fusibles

Vamos a echarle un vistazo, de la mano del  canal Electronica FP, a lo que hay que saber de fusibles a nivel electrónica, automoción, electrotecnia, tecnología, electricidad y mantenimiento eléctrico. Son súper fáciles, pero hay que saber unos truquillos para sentirse seguro con ellos. A continuación te contaremos de los fusibles:

  • ¿Por qué se van?
  • ¿Cuándo se que están rotos con el polímetro?
  • ¿Cómo se cambian?
  • ¿Cómo sé cuál tengo que sustituir?
  • ¿Puedo sustituirlo por un fusible de otra tensión y mismo amperaje?
  • Tipos de fusibles
  • ¿Qué diferencia hay entre fusibles rápidos y lentos? (Slow y fast blow fuse)
  • ¿Qué es eso de los fusible térmicos?
  • ¿Y los fusibles electrónicos?
  • ¿Qué hago si no sé de cuánto era el fusible?

 

 

Algunos fusibles usados en electrónica
y fusibles PPTC

Los nuevos fusibles Poliswitch, PPTC, se recuperan o resetean por si solos al cesar la sobrecarga en la placa.

 

Aspecto de los fusibles según su estado

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Reguladores de tensión en una FA de cc lineal

Seguimos en este post explicando las etapas de una fuente de alimentación de corriente continua (FA de cc) lineal que, por si quieres repasar, te mostramos los enlaces con lo visto hasta ahora:

 


Etapas de una FA de cc lineal, con sus formas de onda

Hoy toca la etapa de regulación de tensión. Recuerda que el objetivo era conseguir una tensión de continua lo más "continua" posible, esto es, con un "rizado de ca" mínimo y de un valor estable. A una FA así se la denomina FA estabilizada. Al principio de la electrónica las FA de cc eran sólo estabilizadas (algunas FA hoy en día todavía son así, p.e. las que suministran tensión a etapas de potencia de baja calidad).

Pero no estaría bien que una FA de cc nos diera una valor de 12 volt. cuando está conectado un circuito equivalente con una resistencia de carga pequeña (10 Ohm, p.e.), y que cuando conectemos un circuito que suponga una resistencia de carga grande (1 KOhm) la tensión que suministre la FA sea de 18 volt., pues entonces es posible que el circuito electrónico no funcione bien e incluso se estropee. Debemos entonces asegurar que la tensión de la FA que entregamos a la salida sea lo más fija posible, esto es lo que se llama FA regulada.

La regulación de tensión se hacía en un principio sólo con diodos zéner y con transistores. Luego, con la introducción de los circuitos integrados, se añadió el Amp. Operacional. Más tarde, y como las FA son un dispositivo muy utilizado, se diseñaron circuitos integrados específicos para regular la tensión, que llevan dentro prácticamente todo lo necesario para realizar un diseño de FA sencillo y muy eficaz. Lo vemos a continuación:


FA de cc con regulación simple con diodo zéner
-V sal fija e igual a Vzéner-


FA de cc con regulación básica a transistor
-la V salida es fija, aprox. igual a Vzéner+0,7 volt-


FA de cc regulable con semiconductores discretos e integrados
(utiliza zéner, transistores y Amp. Operacional)
-la Vsal se puede ajustar moviendo el potenciómetro-

El regulador de tensión integrado

Hoy en día, lo típico es optar por las FA reguladas con c.i. por que los cálculos son mucho más simples y las prestaciones que se consiguen son altas; además, la mayoría de los c.i. vienen protegidos -aunque también se pueden romper- contra cortos, de modo que se asegura un funcionamiento más duradero.

FA de cc regulable con circuito integrado específico LM317
(la Vsal es ajustable entre 1,24 – 21 volt.)

Para explicar esto de la regulación de tensión también hemos recurrido al canal Electronica FP, con Fernando Manso, que lo explica de un modo muy ameno:

 

El regulador de tensión variable
Tensión de salida ajustable

 

Reguladores de tensión con más corriente y potencia

Luego están las FA de mucha corriente de salida, tanta que hay que colocar un (o varios) transistor para complementar la corriente que no llega a suministrar el regulador integrado:

 

 

FA de cc regulada (salida fija) con c.i. y potenciador de corriente

 

Y para terminar de completar lo anterior, se puede poner otro transistor para limitar la corriente de salida -por ejemplo en caso de cortocircuito de la carga- para proteger la fuente:


FA de cc regulada (salida fija) con c.i., potenciador de corriente (T1)
y limitador de corriente (T2) de exceso de salida

 

También hay por ahí mucho material explicativo; para completar y resumir todo lo visto hasta ahora, te proponemos esta presentación:

FUENTES DE ALIMENTACIÓN

 

¡Ah! Y no te olvides que siempre completamos cada post con algún enlace complementario muy interesante. ¡No dejes de echarles un vistazo!

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El filtro en una fuente de alimentación


el filtrado supone la tercera etapa en una FA de cc lineal

Siguiendo con el tema de las fuentes de alimentación de corriente continua (FA de cc en adelante) lineales del que ya hemos hablado en:

Hoy toca tratar la siguiente parte de una fuente: el filtro. Éste suele estar constituido por bobinas y condensadores electrolíticos (en las FA económicas no aparecen bobinas) y el objetivo de esta etapa de la FA es "suavizar" la señal rectificada para que se parezca la forma de onda en lo posible a la tensión continua.


Componentes principales del circuito de una pequeña FA de cc lineal

Pero obtener una tensión continua pura a la salida de la FA no va a ser posible del todo, ya que al conectar cualquier "carga" a la FA, la resistencia de carga absorbe una intensidad que ha de suministrar el/los condensador del filtro, lo que irremediablemente trae como consecuencia la aparición de un "rizado" de c.a. sobre el valor medio de la tensión continua de salida: cuanto más rizado de c.a. peor es la FA, ya que introduce más zumbido y ruido de fondo en la tensión continua con la que vamos a alimentar los circuitos electrónicos.


Cuanto menor sea el valor de la "carga", RL, que conectemos a la salida,
mayor será el "rizado" de ca de la forma de onda (en color rojo)

En este post trataremos de contestar a las siguientes cuestiones, relativas a los filtros:

  • ¿Cómo funciona el filtro de una fuente de alimentación lineal?
  • ¿Qué es el rizado?¿Algún truco para minimizarlo?
  • ¿Qué pasa si el condensador es más grande o pequeño?¿Puedo hacerlo todo lo grande que quiera?
  • ¿Cómo sé cuando está averiado?
  • ¿Por qué es un filtro pasa baja?
  • ¿Hay más tipos?
  • ¿Por qué tengo más rizado cuando tengo una carga pequeña?

Vamos a comenzar con un vídeo del canal Electronica FP, con Fernando Manso, que nos lo explicará:

 

Cómo determinar el condensador necesario
en una FA de cc lineal

 

Bien, por hoy ya vamos a dejar de hablar de los filtros. En próximos post continuaremos tratando el resto de las etapas de las fuentes de alimentación de corriente continua lineales. Estate atento.

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