Universidad Don Bosco Docente: Jorge Basagoitia Facultad de Estudio Tecnológicos

Universidad Don Bosco
Facultad de Estudio Tecnológicos
Ciclo 02-2010
Docente: Jorge Basagoitia
Electrónica Avanzada
Clase 02
1.2 Superposición de una señal alterna sobre una continua
Principio de superposición
Una vez estudiadas la corriente continua y la corriente alterna se debe valorar la posibilidad de que en algún
circuito se puedan presentar generadores de los dos tipos de corriente y para resolver este problema se
define el principio de superposición.
El principio de superposición establece que la ecuación para cada generador independiente puede calcularse
por separado, y entonces las ecuaciones (o los resultados) pueden acumularse para dar el resultado total.
Cuando se use este principio de superposición la ecuación para cada generador se calcula con los otros
generadores (si son de tensión: se cortocircuitan; y si son de corriente se dejan en circuito abierto). Las
ecuaciones para todos los generadores se acumulan para obtener la respuesta final. A continuación se
muestra un ejemplo explicativo sobre este principio.
Ejemplo de superposición
En primer lugar se calcula la tensión de salida Vo, proporcionada por el generador V 1, suponiendo que el
generador V2 es un cortocircuito. A esta tensión así calculada la llamaremos V 01 (cuando V2 = 0)
Seguidamente se calcula la tensión de salida Vo, proporcionada por el generador V2, suponiendo que el
generador V1 es un cortocircuito. A esta tensión así calculada la llamaremos V 02 (cuando V1 = 0)
El valor de Vo será igual a la suma de los valores V01 + V02 obtenidos anteriormente.
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Electrónica Avanzada
Clase 02
Ejemplo:
Se tiene un circuito con las características mostradas en la siguiente figura:
Determinar el valor de VX, donde VX es el valor de voltaje de salida; además dibujar la forma de onda de Vx.
R2
470
R1
200
V2
-4/4V
+ V1
10V
Vx=?
R3
2.5k
R4
1k
200 Hz
Solución:
Primero se evalúa dejando el circuito con una fuente en funcionamiento y cortocircuitando las demás:
Resolviendo por superposición
V1X= 5.59 Vdc
V2X= 0.36 Vpp
VX=
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1.3 Acoplamiento de las señales a los amplificadores.
Relación de transformación K
La razón de transformación K es el valor del cociente que resulta de dividir la cantidad de espiras del
bobinado primario (N1) y del bobinado secundario (N2).
K= N1/N2
En un transformador al vacío (sin carga), las fuerzas electromotrices inducidas (E1 y E2) guardan un
relación directa, por lo que también se puede determinar la relación de transformación con E1 y E2.
K= E1/E2
Otra forma de determinar la relación de transformación es partiendo de las intensidades (corrientes)
nominales del bobinado primario y del bobinado secundario (I1 e I2), basado en la relación inversa que
guardan con las fuerza electromotrices.
K= I2/I1
Adaptación de impedancias con transformador
Un transformador se puede utilizar para acoplar impedancias. Asumiendo que el acople entre el primario y
el secundario es ideal, el coeficiente de acoplamiento k es 1. Si el transformador no es ideal el valor de k es
menor a 1. Entonces:
Donde:
- Zp: impedancia reflejada al primario cuando en el secundario la carga es Zs.
- Zs : impedancia reflejada al secundario cuando la impedancia conectada en el primario es Zp.
- n es la relación de vueltas entre el bobinado primario y el secundario. n = Vs/Vp = Ip/Is
Ejemplo: Se tiene una carga conectada en el secundario de un transformador de 80 ohmios. Si el valor de
n= 3, ¿Cuál es la impedancia que se ve desde el bobinado primario?
De la fórmula anterior Zp = Zs/n2. Entonces Zp = 80/32 = 80/9 = 8.89 ohmios
Ejemplo: Suponer que se tiene una fuente de voltaje en corriente alterna con una resistencia interna de
400 ohmios y ésta debe alimentar una carga de 4 ohmios. Si se conectara directamente no habría una
máxima transferencia de potencia de la fuente a la carga debido a que la resistencia interna de la fuente es
diferente a la resistencia de carga.
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Para resolver el problema se incluye un transformador entre la fuente y la carga. Este debe de tener la
relación de vueltas adecuada para lograr que la resistencia de 4 ohmios de la carga se refleje como si fuera
de 400 ohmios a la fuente. El circuito equivalente es representado en el siguiente diagrama.
En este caso la resistencia interna y la resistencia reflejada del secundario del transformador al primario
del mismo son iguales y hay máxima transferencia de potencia.
n2 = Zs/Zp = 4/400 = 0.01,
lo que significa que n = 0.1.
Con la siguiente fórmula: n = Vs/Vp, Vs = nVp, y reemplazando Vs = 0.1 Vp ó Vp = 10 Vs
Se puede deducir que se necesita un transformador con un número de espiras en el primario 10 veces
mayor que en el secundario.
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