CLASE VIII (10/03/16): "Hacia la realización de fuentes controladas"

Esta octava sesión empezó con el último ejemplo de la sesión anterior: un circuito quegeneraba sinusoides de pulsación 1/RC sin necesidad de excitación.

Para acabar de analizarlo, debíamos entender el comportamiento de las fuentes controladas, y para ello, conocimos al amplificador operacional, que nos pemite trabajar con tensiones sinusoidales, pero en frecuencias menores a 100 kHz.

Con el que trabajaremos en clase será el modelo TL081 de Texas Instruments, que tiene la siguiente estructura y se representa en un circuito como:

Para comprender como se comporta este dispositivo, debíamos realizar el "enfoque de la caja negra", que consiste en analizar las corrientes y tensiones sin tener en cuenta como está formado el amplificador.

Enfoque de la caja negra

¿Y qué observamos con éste experimento? Podemos ver que en los terminales de entrada, la corriente es nula y por lo tanto se comporta como un circuito abierto. También observamos que el terminal de salida es independiente de RL. Ésta resistencia, según el fabricante tiene que ser mayor a 1kOhm, ya que con este valor, la corriente es de 30 mA, y si la corriente es menor, hace que la diferencia entre V+ y V- sea muy pequeña y, por lo tanto, la salida se amplifica de orden 10^5.

Para analizar su comportamiento se propusieron diferentes modelos circuitales: En el primero, constaba de las dos entradas en circuito abierto y la salida conectada a una fuente controlada (Vcc·sgn(V+ - V-)). Si V+>V-, Vo tendrá valor +Vcc, y por el contrario, -Vcc. 

También vimos con este modelo, que tenemos una zona de validez, donde el módulo de la diferencia de V+ y V- tiene que ser mayor que Vcc/Ao.

También vimos que el AO ouede ser utilizado como conversor de señal sinusoidal a señal cuadrada, y además, si en la entrada inversora colocamos un divisor de tensión, podemos variar el ciclo de trabajo.

Finalmente, vimos una resistencia variable, conocida como potenciómetro. Este se trata de una resistencia de tres terminales y de valor variable que nos es muy útil ya que nos permite tener resistencias no disponibles comercialmente o también como divisor de tensión.

Esquema potenciómetro

En el primer caso, sólo utilizaremos 2 terminales y el tercero lo circuitaremos. El cursor nos permitirà aumentar o disminuir su resistencia.

En el segundo caso, se usaran los 3 terminales y obtendremos dos resistencias en cada lado del cursor. Al moverlo, modificaremos el valor de cada una de ellas.