13/03/09 y 16/03/09

Séptima y octava clase de Teoría de Circuitos.

Empezamos la clase del viernes 13 abriendo un pequeño paréntesis en la línea de las clases que estabamos siguiendo hasta ahora. José M. nos planteó una duda: ¿cómo logramos hacer una fuente controlada en el laboratorio? Pues mediante el Amplificador Operacional (AO).

Para llegar a comprender el funcionamiento del AO, estudiamos el planteamiento de caja negra, del cual nos resultó tres modelos circuitales distintos asociados a cada una de las tres franjas de trabajo posibles del AO: saturación positiva (cuando V(+)-V(-)>0, siendo V(+) y V(-) los terminales de entrada del AO), lineal transitoria (cuando |V(+)-V(-)|< 150E-6V) y saturación negativa (en el caso de que V(+)-V(-)<0). Estudiando los casos de saturación llegamos a la conclusión de que podíamos agrupar ambos modelos circuitales en uno solo, en el cual Vo era igual a |Vcc|·sgn((V+)-(V-)), siendo sgn una función matemática que nos daba Vcc o -Vcc según fuera el signo de la diferencia entre V+ y V-. Mención aparte merece la zona lineal transitoria. Si bien a simple vista de lineal tiene poco (en la gráfica vemos como si se produciera un cambio brusco de -Vcc a +Vcc), si lo observasemos con una lupa potente podríamos observar como en esa franja se produce una pendiente de valor Ao=10E5, resultando Vo=Ao·((V+)-(V-)).

Visto que con los ejemplos con los que finalizamos la clase del viernes únicamente parecía que podíamos calificar al AO de Comparador, planteamos la clase del lunes con el objetivo de ver casos donde además de comparar amplificaba. El primero de ellos fue un circuito donde el terminal de entrada V(+) estaba conectado a un divisor de tensión y el de entrada V(-) a tierra. De esta forma logramos atenuar la tensión de entrada y trabajar en la zona lineal del AO produciendo en la salida una amplificación. Aún siendo este un caso cierto, no resultaba del todo útil puesto que la amplificación no era demasiado fuerte. Para dar solución a esto vimos que era potentemente útil retroalimentar la tensión de salida del amplificador conectándola a un nodo del bipolo, ya que acabábamos obteniendo una salida Vo=K·Vg, donde K la podemos "modelar" como queramos. Cabe destacar que para este tipo de circuitos suponemos Ao infinito, llevándonos esto al conocido como cortocircuito virtual (CCV), donde V+=V- sin ningún tipo de error y facilitándonos mucho el análisis.

Finalizamos la clase viendo distintos tipos de circuitos con amplificadores operacionales, entre ellos el circuito inversor, el no inversor, el restador...

Un saludo!

PD: Espero tener el resumen de la clase del viernes 20 lo más temprano posible