30 de abril

En esta entrada, explicaremos que hay un nuevo concepto, el Transformador ideal, el cual podemos utilizar en el caso en que la resistencia que queramos acercar al generador es de diferente valor que la impedancia característica de la linea.

En la anterior entrada el profesor nos explicó que si estas dos resistencias son iguales podemos transmitir información a larga distancia sin perder potencia, pero podemos apreciar que si son diferentes, ya no se cumple. La pregunta del profesor es, que solución le podemos proponer a este problema?

Su respuesta fue clara y concisa: Transformemos esta resistencia y probamos si podemos igualarla utilizando elementos como los inductores. Es decir, convertimos impedancias.

De esta manera nos mostró otro tipo de elemento, el Transformador Ideal que tiene una representación y con una formula de transformación como la siguientes:

Ahora procederemos a hacer una lista con los diferentes elementos transformados:

Resistor:

Inductor 

Condensador

  

Su simbolización en los circuitos es esta:

Finalmente después de introducir este gran elemento, se nos propone descubrir como crear un transformador ideal perfecto cuya estructura se basa en poner un elemento aislante y de alta permeabilidad como la ferrita entre el inductor del primer devanado y una única espira circuncidada que anula L1 en el segundo devanado.

La simbolicación del transformador perfecto:

20 de abril

En esta entrada explicaremos como conseguiremos eliminar y poder transportar información a distancia.

Como nos dijo nuestro profesor en el principio del curso, nosotros estudiaríamos i analizaríamos los circuitos con  circuitos pequeños que cumplieran las leyes de kirchoff. Pero en el caso en que trabajemos con un cable muy largo supone romper esta cota y de esta manera no puede cumplir estas leyes..

De esta manera nuestro profesor nos propone hacernos esta pregunta, 

¿como resolvemos este problema  a largas distancias?

Su respuesta principalmente se basa en que si sabemos que si conectamos un generador con una resistencia a una distancia muy larga, también tendríamos que pensar que se produce una resistencia parásita con el largo cable de cobre. A mayor frecuencia esta resistencia parásita aumenta, por este motivo no podemos utilizar la leyes de kirchhoff y tendríamos que utilizar leyes de Maxwell lo cual son mucho más difíciles de aplicar. 

Pero nos informa de que no tendremos que utilizar y aprender estas leyes porque se puede resolver con otra solución.

Haciendo referencia a los AO, un tipo de circuito interesante cumplia que entre Pl y Pin era uno es decir que toda la potencia que entraba era igual a toda la que salía es decir no perdíamos potencia.  Si obtenemos su funcion de red, vemos que la salida será igual a la entrada y tendrá un desfase -w√Lc siempre que trabajemos a frecuencias inferiores a 1/(2πRlC).

En el tema de la potencia anterior se nos presentó otras unidades de potencia, los dBm y la ganancia de dB de un circuito. En este punto el professor nos presenta la ganancia de linea, en la cual vamos a expresar unas perdidas en dB/m. Este número siempre será  negativo y proporcional a la longitud.

Finalmente en la explicación de este tema, nos introduce un último teorema el cual lo nombramos Teorema de Transferencia Máxima de Potencia. Este teorema especifica que los generadores reales incorporan una resistencia interna y para obtener la potencia máxima de un generador real se aplicara esta formula:

11 de abril

En esta entrada, explicaremos el nuevo tema introducido en clase: La Potencia

Definición de potencia subministrada a un elemento: Producto del voltaje que pasa por ese elemento y su intensidad. 

Hasta ahora nos habíamos limitado a obtener la función de red y la salida del circuito y siguiendo esta pauta analizamos unos cuantos circuitos y nos salió una fuente controlada de tensión introducimos el AO para entender como se realizaba. Habíamos visto que los AO amplificaban y si pensamos en amplificar la primera cosa que se nos pasa por la cabeza  son los altavoces ya que para que funcione, un altavoz se  requiere que se le   suministre un determinado nivel de potencia.

La potencia es magnitud que depende del tiempo pero a nosotros no nos interesa saber la potencia instantánea sino el la potencia media que reciba el dispositivo para que siempre este funcionando. Es por esto que necesitamos introducir los descriptores de señal que permitirán saber el valor medio y eficaz de una señal (de un Voltaje o una intensidad, como hasta nos hemos dedicado a obtener voltaje utilizaremos el voltaje).

El valor medio de una señal se trata de obtener la tensión continua que más se aproxime a dicha tensión en el intervalo deseado.

    

Observamos que con las tensiones bipolares el valor medio no nos sirve y tenemos que coger otro descriptor de señal el valor eficaz, como el problema que tenemos es que las áreas negativas eliminan las positivas cuando calculamos el valor eficaz lo que hacemos es elevar la tensión al cuadrado obtener su valor medio y finalmente (como habíamos elevado al cuadrado) hacemos la raíz cuadrada. También se le llama valor cuadrático medio (Vrms en ingles root mean square ).

       

Ahora detallamos la potencia si la excitación es sinusoidal:

También podemos expresar la potencia de una manera más general:

-En un condensador o un inductor su potencia media será 0 Pm=0  porque la parte real de   la impedancia de estos bipolos es 0 Re[Z]=0.

-Si el dispositivo es una resistencia Pm=(Vrms^2)/(2R)

Cuando hemos analizado con la excitación sinusoidal no estaba en función del Vrms veamos como queda en función de este:

Para comparar potencias, normalmente dividimos las potencias que queremos comparar. Pensamos que será interesante comparar la potencia de entrada de un circuito Pin con la potencia que sale Pl.

Alexander Graham Bell nos propone que esta relación la expresemos como diez veces el logaritmo de esta relación, la transformación logarítmica transforma los productos en sumas y el diez es para que salgan números mas familiares a esto lo llamaremos GANANCIA en decibelios (dB) y sus unidades son los decibelios.

Observamos que si esta ganancia es positiva el circuito gana mientras que si es negativa se atenúa.

La utilidad de esta relación que propuso  Bell, relaciona la GdB con los dBm y llega a un resultado muy útil: