Aplicaciones Lineales del Amplificador Operacional

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Tabla 2. Resultados Amp. Restador

A pesar de que los datos hallados experimentalmente difieren de los hallados teóricamente, podemos notar una linealidad de los valores hallados en el laboratorio; los datos no son iguales a los teóricos debido a que las condiciones no son ideales, ya sea por ruido, malos contactos, etc.

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Convertidor de voltaje a corriente.

Como su nombre lo indica este circuito recibe un voltaje como señal de entrada y entrega una corriente como señal de salida, la cual es proporcional al valor de entrada; lo cual se puede expresar como una fuente de corriente controlada por voltaje.

El circuito para la aplicación de diseño es el siguiente

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Ilustración 3. Diseño

Al relacionar los rangos de entrada de nuestro diseño con los rangos de salida , obtenemos una tendencia lineal.[pic 24][pic 25]

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Analizando el circuito de diseño

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Si hacemos , además despejamos e igualamos de las anteriores ecuaciones obtenemos la siguiente expresión, donde es la corriente que circula por la carga que en nuestro caso será de 100Ω y 250Ω[pic 28][pic 29][pic 30]

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Observamos que la ecuaciones (a) y (b) son lineales y que podemos relacionarlas para obtener los valores de para el montaje de nuestro diseño; obtenido [pic 32]

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Los datos experimentales se muestran en la siguiente tabla.

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Tabla 3. Valores experimentales

Notemos que tanto en la resistencia de 100 ohm como en la de 250 ohm, no varía demasiado la corriente de salida cuando el voltaje de entrada se encuentra entre -10 volt y 4 volt, pero cuando llegamos un valor de voltaje mayor a 4 la resistencia de 100 ohm presenta una corriente de salida mucho mayor que la resistencia de 250 ohm.

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Por qué se transmite información en 4 mA a 20 mA?

Las ventajas por las cuales se desea transmitir información con señales de 4 mA - 20 mA son, inmunidad al ruido ocasionado por señales externas, no sufre cambios debido a las largas distancias como si lo haría un lazo de voltaje, en el caso de mediciones el valor de 4 mA representa un cero % de la variable física medida y 20 mA el 100%, esta característica es útil para diferenciar entre 0 porcentual y 0 por daño en el material, lo cual si ocurre con un rango de 0 A 20 mA.

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Amplificador de Instrumentación.

Esta configuración se utiliza cuando se trabaja con señales muy bajas, las cuales pueden ser alteradas por ruido o interferencias no deseadas; con este modelo se quiere evitar dichas interferencias y poder hacer mediciones con mayor precisión, ya que posee un bajo offset, variaciones nulas debido a cambios de temperatura y gran estabilidad.

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Ilustración 4 Amp de Instrumentación

Está constituido por dos etapas, una de entrada y una de salida.

Primera etapa

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Segunda Etapa

En esta etapa tenemos la configuración del restador, por lo tanto su análisis simplemente será la del restador.

Donde:

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Remplazando la ecuación (1) en la ecuación (2) tenemos

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Conclusión

- Podemos definir la finalidad de un amplificador por medio de una ecuación lineal, lo cual resulta muy conveniente.

- Por medio de los amplificadores podemos tener un tipo de señal de entrada distinta a la señal de salida.

- La gran cantidad de aplicaciones lineales que se pueden obtener mediante un amplificador operacional lo convierten en el dispositivo electrónico más usado.

Bibliografía

BOYLESTAD, Robert y NASHELSKY, Louis. Electrónica: Teoría de Circuitos. 8 ed. México: Pearson Educación, 2003. 1040p.

COUGHLIN, Robert y DRISCOLL, Frederick. Amplificadores Operacionales y Circuitos Integrados Lineales. 5 ed. México: Prentice Hall Hispanoamericana, 1999. 518 p. ISBN 9701702670.

FLEEMAN, Stephen. Electronic Devices: Discrete and