1 Impedancia 2008 Instrumentacion2008/Clases/Impedancia.ppt Lectura: Instrumentacion2008/Clases/ch30.ppt.

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1 1 Impedancia 2008 http://einstein.ciencias.uchile.cl/ Instrumentacion2008/Clases/Impedancia.ppt Lectura: http://einstein.ciencias.uchile.cl/ Instrumentacion2008/Clases/ch30.ppt The Scientist and Engineer's Guide to Digital Signal Processing by Steven W. Smith California Technical Publishing http://www.dspguide.com/pdfbook.htm

2 http://en.wikipedia.org/wiki/Domestic_AC_power_plugs_and_sockets

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4 16 amper10 amper http://en.wikipedia.org/wiki/Domestic_AC_power_plugs_and_sockets Type L (Italian 3-pin)

5 16 amper10 amper Enchufes de seguridad 220 V AC

6 6 Neutro Vivo Tierra The type B plug has two flat parallel, has a round ground or earthing pin. It is rated for 15 amperes at 125 volts. The neutral blade in the type B socket is wider than the live one to prevent polarized type A plugs being inserted upside-down The ground pin is longer than the live and neutral blades, so the device is grounded before the power is connected. Type A (North American/Japanese 2-pin) Type B (American 3-pin or U-ground)

7 7 Lámpara de neón Búsqueda del vivo y el neutro en un enchufe no polarizado Atornillador con luz de neón

8 8 El cable de poder del computador es polarizado. El macho es de tipo B VivoNeutro

9 16 amper10 amper Enchufes de seguridad 220 V AC Confección de cable de poder polarizado para el computador.

10 Relaciones entre la intensidad de corriente y el potencial eléctrico. Resistencias. Condensadores. Inductores. Procedimiento: aplicamos una intensidad de corriente alterna conocida y medimos el potencial eléctrico necesario para hacerlo.

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12 Canal A mide V en R 2. Canal B mide iR 1, siendo R 1 = 1 , por lo tanto 1V representa 1A.

13 V i iV i V

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15 El campo magnético se expande a medida que crece la intensidad de la corriente. Campo magnético alrededor de un conductor por el que pasa corriente.

16 + - Inducción de un potencial eléctrico en un conductor puesto en el campo magnético que se expande.

17 + - Inducción de un potencial eléctrico en un conductor puesto en el campo magnético que se contrae. El potencial eléctrico Inducido depende de la tasa de cambio de la corriente.

18 Inductor El potencial eléctrico del inductor depende de la tasa de cambio de la corriente. Inductor

19 El factor L se llama inductancia y se mide en henry, H. Un inductor de 1H adquiere una diferencia de potencial de 1 V cuando la corriente crece a razón de 1 A por segundo.

20 Canal A mide V en L 1. Canal B mide iR 1, siendo R 1 = 1 , por lo tanto 1V representa 1A.

21 iV V i i V

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26 26 Uso de un “transformador “ para conectar equipos de 110V AC

27 27 Neutro Vivo Neutro Vivo Uso de un “transformador “ para conectar equipos de 110V AC Bien Mal Este es un auto transformador http://en.wikipedia.org/wiki/Transformer

28 28 Neutro Vivo Neutro Vivo Neutro Uso de un transformador para conectar equipos de 110V AC Bien

29 29 Autotransformador toriodal con contacto central deslizante

30 30 http://en.wikipedia.org/wiki/Clamp_meter Ampérmetro para corriente alterna

31 31 Uso de un autotransformador para elevar la tensión

32 --++ Condensador Las cargas eléctricas de una placa se repelen con las otras de la misma placa por que tienen el mismo signo. Las cargas eléctricas positivas de una placa se atraen con las negativas de la otra placa. Si ambos condensadores tienen igual cantidad de cargas eléctricas, Q, cuál tendrá mayor diferencia de potencial?

33 Condensador Carga, coulomb Capacidad, farad Un condensador tiene una capacidad de 1 farad, F, si adquiere una diferencia de potencial de 1 volt al cargarlo con 1 coulomb. Proceso de carga del condensador

34 34 Condensadores

35 35 Condensadores

36 36 Condensadores de capacidad variable.

37 Canal A mide V en C 1. Canal A mide iR 1, siendo R 1 = 1 , por lo tanto 1V representa 1A.

38 i V V0V0

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43 Resistencia Condensador Inductor

44 44 Resistencia Condensador Inductor Tiempo Amplitud

45 45 Cuando una onda sinusoidal pasa a través de un sistema lineal resulta una nueva función sinusoidal que tiene la misma frecuencia. Sólo cambia su amplitud y su fase. Entonces podemos olvidarnos del tiempo y de la frecuencia, y trabajar con la amplitud y la fase solamente, para el análisis de sistemas lineales.

46 46 Representación en números complejos : a + jb a, la parte real, representa el coeficiente de la onda coseno. b, la parte imaginaria, representa a menos el coeficiente de la onda seno

47 47 Las ondas sinusoidales se pueden representar como números complejos. Cuando una onda sinusoidal pasa a través de un sistema lineal resulta una nueva función sinusoidal que tiene la misma frecuencia. Los sistemas lineales también se pueden representar como números complejos. La representación compleja de la nueva onda se obtiene de la multiplicación de la representación compleja de la onda original por la representación compleja del sistema lineal.

48 48 Definición de Impedancia, Z V = Z I Voltaje, Impedancia y corriente son representados por números complejos. Relación entre reactancia e inductancia: http://en.wikipedia.org/wiki/Reactance_(electronics)

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53 53 Filtros

54 54 VinVout VinVout

55 55 Filtro La ganancia del filtro es M El cambio de fase del filtro es  Filtro

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57 57 M es la ganancia del filtro

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59 59  es el cambio de fase del filtro

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63 Para   0 Ganancia = 1Para    Ganancia = 0 Para la frecuencia  = 1/RC Ganancia = Para   0 fase = 0 Para    fase = -90° Para la frecuencia  = 1/RC fase = -45° Frecuencia, Hz Ganancia  = RC -1

64 Para   0 Ganancia = 1Para    Ganancia = 0 Para la frecuencia  = 1/RC Ganancia = Para   0 fase = 0 Para    fase = -90° Para la frecuencia  = 1/RC fase = -45° Frecuencia, Hz Fase, grados  = RC -1

65 Para   0 Ganancia = 1Para    Ganancia = 0 Para la frecuencia  = 1/RC Ganancia = Log(Ganancia)  = RC -1 Para  >>1/RC

66 Para la frecuencia  = 1/RC Ganancia = -3 dB Ganancia, dB Log(f/1Hz)  = RC -1

67 Para   0 Ganancia = 1Para    Ganancia = 0 Para la frecuencia  = 1/RC Ganancia = -3 dB Ganancia, dB Log(f/1Hz)  = RC -1 Ganancia dB = -20.0logf+ 33.7 -20 dB por década -6 dB por octava

68 Para   0 fase = 0 Para    fase = -90° Para la frecuencia  = 1/RC fase = -45° Log(f/1Hz)  = RC -1 Fase, grados

69 69 Tarea: Calcular la ganancia de los filtros en función de la frecuencia

70 70 1) A circuito abierto, B cerrado 2) A abierto, B abierto 3) A cerrado, B abierto 4) A abierto, B abierto 5) A abierto, B cerrado 1 2 3 4 5 Calcular V(t). Pista: desde el instante 5 en adelante la suma de las corrientes que van por R, C y L deben sumar cero. Circuito en Einstein… /Clases/TareaRCL.msm 100  s/div V(t) 20ms/div 5V/div

71 71 

72 72 Corriente alterna sen(  t +  ) cos(  t +  ) cos(  t +  -  /2) ?

73 73 La ganancia del filtro es la razón entre las amplitudes de la señal de salida con respecto a la entrada. La ganancia se suele expresar en decibeles, dB, que es 20log(ganancia). Para RC  =1 la ganancia es -10log2 = -3 dB

74 74 Para frecuencias altas la ganancia es 1/RC . La ganancia del filtro es la razón entre las amplitudes de la señal de salida con respecto a la entrada. La ganancia es 1/  2 cuando RC  =1 Para frecuencias altas el logaritmo de la ganancia es una función lineal de la frecuencia. Tarea: calcule el cambio de ganancia en decibeles para cada aumento al doble de la frecuencia en el intervalo de altas frecuencias.

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