Sesión 12

Esta clase se ha centrado en dos temas: Cálculo de la potencia media y descripción y análisis de la redes de suministro doméstico de energía eléctrica.

• Cálculo de la Potencia Media
• Circuitos excitados por dos sinusoides
• Realizamos el método de superposición. Podemos sumar la potencias debidas a cada generador. 
• Circuitos excitado no sinusoidal ( de forma de onda arbitraria).
• La potencia media = VRMS al cuadrado/ R
•  Descripción y análisis de las redes de suministro doméstico de energía eléctrica
• La toma de red
• Tipos de electrodomésticos conectados a la red
• Electrodomésticos de tipo resistivo ( lámparas incandescentes, estufas...). Tienen una parte resistiva que desprende calor. En su etiqueta del fabricante se indica el valor eficaz y  la potencia media. A partir de la etiqueta se puede averiguar cuanto vale R. 
• Electrodomésticos de tipo inductivo. Aquellos que llevan un motor, a parte de la resistencia. Tienen una parte resistiva y unas bobinas por las cuales circula corriente y crean campo magnético. En su etiqueta del fabricante se indica la potencia media, la potencia aparente y el valor eficaz. A partir de la etiqueta se puede averiguar cuanto vale L y R.

Sesión 11: Descriptores parciales de circuitos

En esta clase se ha explicado dos descriptos parciales de circuitos: el valor medio i el valor eficaz.

El valor medio, consiste en encontrar una tensión constante en el mismo intervalo de tiempo que ocupe la misma área que la función original.  Se calcula calculando la área de la función original en un intervalo de tiempo y dividiendo por ese intervalo de tiempo.
El valor medio no tiene éxito en tensiones bipolares, ya que áreas positivas cancelan áreas negativas y por lo tanto no nos aporta información.
El valor eficaz es un descriptor parcial que consiste en elevar al cuadrado la función tensión, calcular su valor medio y después hacer su raíz cuadrada para recuperar V(t).

Además hemos calculado la potencia media de varios circuitos.

• Caso 1:  circuito con excitación constante. w=0 .Los condensadores i inductores no aportan nada.
• Caso 2: Circuito con excitación sinusoidal. Todas las tensiones tienen la misma forma. Recurrimos al circuito transformado fasorial. Podemos expresar la potencia media en función de sus fasores. 
• Caso 3: Circuito con excitación sinusoidal i con amplificador. 

Hemos realizado varios ejemplos de cada caso de circuito para comprender mejor los conceptos.

Sesión 10: Análisis sistemático a circuitos con AO realimentados.

En esta clase hemos visto un método sistemático para analizar circuitos con AO realimentados.

1. Asignar correlativas las tensiones nodales. 
2. Restringir KCL en el nodo Vg
3. Restringir KCL en el nodo Vo ya que está conectado al de referencia mediante una fuente controlada de tensión.
4. Al expresar la variable de control de esa fuente AO( V+-V-) en función de la restantes tensiónes nodales, se puede sustituir esa ecuación por otra equivalente: El cortocircuito virtual V+ = V-
5. Escribir KCL en los restantes N-2 nodos.

El Ao nos permite hacer fuentes de tensión controladas por tensión  y también nos permite hacer fuentes de corriente controladas por corriente. Una fuente de corriente controlada por tensión se puede conseguir añadiendo a la entrada un un seguidor de tensión para dotar al circuito de resistencia de entrada infinita.  

Sesión 9: Análisis Metódico de circuitos.

En esta clase hemos aprendido a analizar circuitos de manera metódica.

• Este análisis consiste en utilizar cómo incógnitas las tensiones nodales. Las tensiones nodales son variables generadoras ( si consigo averiguar las tensiones nodales puedo averiguar fácilmente el resto de incógnitas)
• Se eligen como variable incógnita las tensiones de nodo a masa.
• En un circuito con N nodos el número de incógnitas M es N-1
• Si algunos nodos están conectados al nodo de referencia mediante una fuente de tensión o fuente de tensión controlada. El número de incógnitas =M = (N-1- numero de fuentes de tensiones conectadas a masa).
• Las variables de control de las fuentes de tensión de controlada se expresan en función de las tensiones nodales.
• Se plantean M ecuaciones KCL en función de las tensiones nodales, en lugar de escribirlos en función de las corrientes.
• Cada ecuación tiene una incógnita exclusiva de ese nodo y por  lo tanto es un sistema de M ecuaciones linelamente independiente y tiene solución. 
• Resolver el sistema
• Comprovar el resultado mediante circuitos asintóticos. 
• En esta sesión se ha realizado 4 ejemplos para aplicar el análisis metódico. 

Sesión 8: Diseño de circuitos con AOs. ¿ Qué ocurre si no hay realimentación?

A partir de nuestra biblioteca AOs hemos diseñado varios circuitos. Gracias a que todos los bloques terminan en una fuente de tensión hemos podido hacer la conexión en cascada.

La mayoría de circuitos analizados hasta ahora eran circuitos realimentados, lo que quiere decir que la salida vuelve a incidir en la entrada.

¿Qué ocurre si no hay realimentación?

El AO actuará como comparador de V+ i V- .  La zona lineal no es relevante. Es muy difícil que V+= V-

• Si V+ > V-          Vo= +Vcc

• Si V+<V-            Vo= -Vcc

Finalmente hemos realizado un circuito que posibilitaba la iluminación de un Led cuando Vx superaba 15V. El AO actuaba como comparador de Vx i  15 V.

En esta clase también se ha explicado el concepto de un dispositivo nuevo añadido a nuestra posibilidades de diseño: El Potenciómetro.

• Dispositivo de tres terminales que podemos describir mediante dos resistencias en serie. Una resistencia es de valor ( 1-*R) i la otra es de valor *R. La dos resistencias siempre suman R. 

Sesión 7: Conexión de etapas en cascada i introducción al diseño con AOs

• Para analizar las etapas conectadas en cascada, puedo estudiar las etapas por separado. Para analizar la etapa 1 y encontrar Vo1 la etapa 2 es superflua.  
• A su vez el fasor Vo1= H1* fasor Vg actúa como excitación de la etapa 2. Fasor Vo2 = H2 * fasor Vo1= fasor Vg *H1*H2
• Con un ejemplo hemos visto un circuito integrador, Vo = integral de Vg
• Con otro ejemplo hemos visto un circuito derivador
• Se ha introducido el concepto de Diseño con amplificadores operacionales 
• Bloque " Amplificador Ideal no inversor": es un amplificador ideal con k= 1. Se informa de la tensión de un punto i la copia en otro punto sin que se altere. 
• Vo = Vin 
• Rin = infinito 
• Aplicación: Realizar circuitos con nodo de salida en fuente de tensión 
• Evita efecto de carga ( hace aparecer la tensión de salida del circuito en terminales  de una fuente ideal de tensión )
• Convierte un amplificador inversor en un amplificador inversor ideal.
• Finalmente se ha realizado un cuadro con los bloques funcionales básicos para el diseño de A0s.

Sesión 6: El Amplificador Operacional

En esta clase nos hemos centrado en el amplificador operacional y se ha realizado muchos ejemplos para comprender sus grandes utilidades que tiene. 

• Caracterizamos el dispositivo AO mediante el enfoque de “Caja negra” se obtiene el modelo del mismo en zona lineal. El AO es un amplificador diferencial de V+  y V- ,con amplificación muy grande (mayor que 100000) y resistencias de entrada en cada uno de los terminales inversor y no inversor infinitas.

• Supondremos que Ao ( el pendiente de la recta de la zona lineal ) tiende a infinito el error es despreciable. 
• Si Ao tiende a infinito V+ - V- = 0
• La característica de entrada de un A.O es un cortocircuito que no circula corriente a su través. 
• Los terminales de entrada de un cortocircuito se comportan como un cortocircuito virtual. 
• El Rango de valores de Vo ha de estar entre Vcc i -Vcc. Si el factor que amplifica la entrada hace que la salida salga  del rango , la señal que distorsionada.
• Amplificadores con reglamentación negativa. 
•  inversor Vo / Vg = -R2/ R1
• no inversor Vo= Vg x ( 1 + R2/R1)
• Finalmente hemos trabajado un circuito que esta en régimen permanente sinuosidad con amplificador. 
• Se aplica cómo siempre el circuito transformado fasorial.