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Teoría
El receptor elemental (III)

Queremos que este artículo cumpla una doble misión. Por un lado seguiremos ahondando en las partes componentes del receptor elemental para ir avanzando poco a poco hacia nuestro destino. Para ello, nos adentraremos en el estudio del diodo como detector y tocaremos los "detectores de galena" tan usados por nuestros abuelos hace años.

Por otro lado, queremos dejar claro algo referente al sentido de la corriente eléctrica, ya que existe cierta confusión al respecto. Muchos dicen que la corriente eléctrica circula desde el negativo hacia el positivo (eso es lo que enseñamos en esta web). Otros, no obstante, dicen que no, que la corriente va desde el positivo hacia el negativo ya que son muchos los tratados de electrónica que enseñan esto último. ¿Tu que crees?. ¿A que lado te inclinas?.

En honor a la verdad debemos decir que, en lo que al estudio de la electrónica se refiere y a excepción de ciertas parcelas determinadas, prácticamente no influye para nada que la corriente fluya en un sentido o en otro. Sin embargo, no está de más aclarar este concepto y explicar por qué motivo parte de la literatura sobre electricidad y electrónica dice una cosa y parte dice otra muy distinta. ¿Te interesa?. Pasa adentro, por favor.

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Noticias
AFHA - Curso Electrónica, Radio y TV - Tomo 4

Tomo 4 del curso de Electrónica, Radio y Televisión de AFHA.

En este cuarto tomo se habla de amplificadores de sonido, altavoces, impedancia, acoplamiento, curva de máxima disipación, triodos de potencia, tetrodos, pentodos, parámetros, emisión secundaria, proyecto de un amplificador, punto de trabajo, sensibilidad de potencia, amplificador de dos etapas, distorsión de amplitud y de frecuencia, curva de respuesta, frecuencia de corte, teorema de Fourier, grabación y reproducción de discos, piezoelectricidad, etc...

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Radioaficionados
Preamplificador ecualizado para emisoras

Tal y como comentamos en los artículos dedicados al "Puente de Wien", presentamos en este artículo una aplicación poco común de dicho circuito. Aunque no exactamente trabajando en configuración puente, vamos a usar sus redes RC características para construirnos un pequeño preamplificador ecualizado para usarlo con nuestro equipo de radio.

Gracias a este circuito conseguiremos una modulación perfecta, resaltando los tonos de nuestra voz que más nos convengan, de manera que podremos ofrecer a aquellos que nos oigan una nitidez y transparencia excelentes.

Si tienes el tono de voz demasiado grave podrás disminuir el nivel de las frecuencias bajas y subir las más agudas de manera que se te oiga con más claridad.

Y viceversa, si lo que tienes es un tono de voz muy "chillón" podrás resaltar los sonidos más graves y bajar los tonos más agudos. El resultado puede ser espectacular. ¿Te interesa este tema?. Clica en "Leer completo...".

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Miscelanea
Monitor para la batería del automóvil

Es curioso, pero la verdad es que a todos nos ha pasado alguna vez lo mismo. Nos levantamos una mañana de frio invierno, con prisas porque tenemos el tiempo justo para llegar al trabajo (el que tenga esa suerte). Introducimos la llave de contacto de nuestro auto y la giramos. ¡SORPRESA!... el motor de arranque no voltea o lo hace con desgana.

El coche no furula, no arranca... Entonces algunos manifestamos nuestro enfado en un idioma desconocido, emitiendo ciertos sonidos guturales como.... "Grrrrrrrrr!!!!!". Otros, algo más "expresivos", comenzamos a lanzar por nuestra boquita ciertos vocablos malsonantes, dirigidos sobre todo hacia nuestro sufrido auto que ya tiene, como poco, cinco o seis años.

Sin embargo, esta situación la podríamos haber evitado si hubieramos tenido instalado el circuito que describimos en el presente artículo. Se trata de un simpático piloto de color rojo que nos avisará antes de tiempo de que ha llegado la hora de sustituir la batería de nuestro coche.

Si has leido los dos primeros artículos de la sección "Básico" estamos seguros que no vas a tener problemas para asimilar lo que sigue. ¡Vamos allá!

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Práctica
Detector de polaridad

Uno de los mayores errores que se cometen al enchufar equipos electrónicos a baterías o a fuentes de alimentación de corriente continua es la inversión de polaridad. ¿Te ha ocurrido esto a ti alguna vez al instalar una emisora de radioaficionado en tu automóvil y conectarla a su circuito eléctrico?.

Cuando se da esta circunstancia uno se pregunta... "¿como me ha podido pasar a mi?. No es posible, estoy viviendo un mal sueño, una pesadilla. Yo siempre voy con muchísimo cuidado. Pronto despertaré...". Pero no. Por desgracia no se trata de un sueño sino de una situación real. Has cometido el error más frecuente cuando se manejan equipos electrónicos con alimentación continua exterior; la temida inversión de polaridad.

Para que esto no te vuelva a pasar vamos a enseñarte a construir un sencillo aparato con el que podrás detectar muy facilmente la polaridad de una tensión continua desde 2 hasta 230 voltios aproximadamente. También te indicará, caso de que no se trate de una tensión continua, si dicha tensión es alterna.

Mediante unos diodos LED bicolor este tester te marcará, sin ninguna posibilidad de error, cual es el polo positivo y cual el negativo de una determinada toma de corriente eléctrica o si por contra se trata de una tensión alterna. ¿Te interesa?. Sigue leyendo, por favor...

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Teoría
Estabilizadores de tensión con diodos zener

Los diodos han invadido casi todas las ramas y facetas de la electrónica. Pero eso no acaba ahí. A dia de hoy, rara es la persona que no ha oido hablar del diodo, a pesar de que no todos saben lo que es en realidad y como funciona. Esto quizás se deba a la "invasión" de los diodos LED a casi todos los niveles.

Sin embargo, hoy no vamos a hablarte de este tipo de diodo sino de otro quizás menos conocido denominado diodo "zener".

El diodo zener se usa casi de forma sistemática en la mayoría de las fuentes de alimentación que incorporan los dispositivos electrónicos actuales y como componente integrado en chips reguladores de tensión.

Gracias a él podemos conseguir una tensión estable, a pesar de que por diferentes causas dicha tensión pueda ver alterado su valor, y usarla para alimentar circuitos electrónicos sensibles, o como referencia para conseguir fuentes de tensión estabilizada capaces de alimentar equipos de alto consumo.

Hoy vamos a enseñarte a usar el diodo zener en la situación más sencilla posible y a la vez más típica, o sea, como estabilizador de tensión con resistencia limitadora. No te preocupes que no será dificil.

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Noticias
Nueva sección de descargas de ebooks

Inauguramos una nueva sección de descargas en nuestra web. Se trata de ebooks de diferentes temáticas y, por supuesto, libres de derechos de autor o, en su caso, con la correspondiente autorización legal del propietario del copyright.

Los ebooks podrán estar en diferentes formatos, ya sea en PDF, Flyer, DJVU, DOC, HTML, ePub, Lit, etc... La idea es compilar un número más o menos importante de información sobre materias muy diversas, como electrónica, física y química, matemáticas, ciencias, informática, y todo aquello que nos parezca interesante para nuestros suscriptores, o que estos últimos nos soliciten.

Con la amplia oferta de lectores de ebooks y tablets existentes en el mercado actual creemos que es algo bueno para nuestra web, y para todas aquellas personas que nos visitan, la creación de una sección de descargas de este tipo.

Y que mejor empezar con un magnífico ejemplo de lo que decimos. Sigue leyendo... seguro que te interesa.

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Por qué adaptar impedancias

Es muy probable que en multitud de ocasiones hayas oido la frase "adaptación de impedancias" cuando alguien se está refiriendo a un determinado aspecto de algún circuito o dispositivo electrónico, por ejemplo a la conexión de un equipo transmisor de radio con el sistema de antena, la conexión de un amplificador de sonido con sus correspondientes altavoces, la conexión de una etapa amplificadora a transistor con otra de similares características, etc...

Son muchos los que hablan de "adaptación de impedancias". Sin embargo, no son tantos los que saben exactamente de que se trata, por qué debe llevarse a cabo de manera cuidadosa y las consecuencias que se derivan de una adaptación de impedancias defectuosa.

En este artículo no vamos a profundizar sobre una determinada faceta de la adaptación de impedancias electrónica. Lo que pretendemos no es enseñarte a solucionar un problema concreto, por ejemplo el bajo rendimiento de tu transmisor de radio porque tu antena no está ajustada, o el calentamiento excesivo de tu equipo de sonido por no tener los altavoces adecuados. Más bien lo que queremos conseguir es que comprendas de que se trata y que tengas una idea clara y general sobre este tema.

Una vez que hayas leído este artículo entenderás a la perfección lo que significa y por qué ha de hacerse una "adaptación de impedancias" correcta en los equipos y dispositivos electrónicos que la requieran. Sigue leyendo, no te arrepentirás.

Si te fijas, en el primer párrafo de este artículo has leído tres ejemplos de circuitos o equipos electrónicos en los que se necesita una adaptación de impedancias para su correcto funcionamiento. Estos tres equipos o circuitos pertenecen a facetas de la electrónica muy distintas entre sí. Por un lado tenemos una emisora de radio, por otro un sistema de sonido y por otro unas etapas amplificadoras a transistores.

No obstante, a pesar de su heterogeneidad, estos ejemplos se reiteran en un aspecto, un factor común que está nítida y claramente indicado allí en el texto. Te pedimos que vuelvas atrás y leas de nuevo el primer párrafo. ¿Ves a que nos referimos?... ¿aún no?. Pues entonces te lo decimos nosotros.

Todos y cada uno de los ejemplos propuestos utilizan una "conexión" para enlazar un dispositivo o circuito a otro. Efectivamente un transmisor de radio necesita conectarse a una antena, un amplificador de audio tiene que conectarse a unos altavoces y las etapas amplificadoras a transistores también necesitan conectarse entre ellas.

Hasta aquí todo parece fácil, pero... ¿verdaderamente lo es?. ¿Pueden hacerse las conexiones entre dispositivos sin tomar ninguna precaución especial?. Si hay que tomarlas... ¿cuales son estas?. Para empezar, veamos que se le pide a una buena conexión y después estudiemos que podemos hacer para conseguirlo.

REQUISITOS DE UNA CONEXIÓN
Fíjate en la primera ilustración de este artículo. ¿Que ves?. Efectivamente se trata de un tipo singular de "adaptador" usado en fontanería que conecta dos tubos de diferentes diámetros entre sí.

Si intentáramos conectar estos dos tubos directamente, sin que mediara el adaptador, cuando el agua comenzara a circular a través de ellos se producirían grandes pérdidas, y el rendimiento del sistema de canalización bajaría tremendamente.

Aunque la similitud física que tiene esta "conexión" con las de tipo electrónico es nula, su función prácticamente es la misma (salvando las diferencias); adaptar dos dispositivos (en este caso dos tubos) de la mejor manera y con las mínimas pérdidas posibles.

Se persigue lo mismo con las conexiones de tipo electrónico. Por ejemplo, en el caso de un equipo transmisor de radio se intenta que la potencia desarrollada por las etapas finales de R.F. de la emisora llegue con el máximo nivel posible a la antena, o en el caso de un equipo de música se pretende que la potencia generada en la etapa final de audio le llegue a los altavoces con toda su intensidad.

En resumidas cuentas, podríamos decir que lo que se persigue en electrónica es que las conexiones entre diferentes dispositivos y/o circuitos tengan las menores pérdidas posibles. ¿Como conseguirlo?. Ahí es donde entra en escena la adaptación de impedancias.

POR QUÉ SE PRODUCEN PÉRDIDAS
Para comprender por qué se producen pérdidas en el ejemplo de la conexión de las tuberías de agua, en caso de no usar el adaptador, no hace falta hacer un "master de fontanería". Al no encajar los tubos a la perfección uno dentro del otro el agua se escapa y se pierde.

Algo más complicado es entender por qué se producen pérdidas en una conexión entre dispositivos o circuitos electrónicos si sus impedancias no son de valores similares. Para ello no tenemos más remedio que acudir, aunque solo sea un poco, a las temidas (por algunos) matemáticas y, además, tener una noción básica de análisis de circuitos. Pero no te preocupes que no será nada complicado. Te lo explicaremos de manera muy sencilla.

Continuando con los ejemplos propuestos al principio, el del transmisor de radio y su antena y el del amplificador de audio y sus altavoces, podemos considerar que tanto el transmisor como el amplificador actúan como "generadores" y que tanto la antena como los altavoces lo hacen como "carga" de esos generadores al recibir la corriente eléctrica que aquellos están produciendo.

Es decir, por un lado tenemos un generador que produce cierta energía eléctrica (el transmisor de radio o el amplificador de sonido) y por otra parte tenemos un dispositivo (la antena o los altavoces) que espera recibir la energía del generador y que actúa como carga o "receptor" de esa energía. Esto podemos expresarlo mediante un circuito muy simple de la siguiente manera.

Centrémonos en el ejemplo del transmisor de radio y la antena. El generador representa a dicho transmisor y la resistencia representa a la antena. Como generador se ha indicado uno de corriente alterna, pero para que nos resulte aún más sencillo de entender y teniendo en cuenta que para el caso da exactamente igual, vamos a cambiarlo por una simple batería.

El circuito, a los efectos que estamos estudiando, sigue siendo el mismo; un generador, ahora de corriente contínua, y una resistencia de carga conectada a sus bornes. Aparentemente es un circuito muy simple, pero vamos a ver que tiene su miga.

Seguro que sabes que no existe el generador ideal, ni de corriente contínua ni de corriente alterna. Efectivamente, es imposible fabricar un generador perfecto. Uno de los motivos de esto es porque todos los generadores tienen lo que se llama una resistencia interna. Si fuera posible construir un generador ideal con resistencia interna nula (cero ohmios) y lo conectáramos como en el circuito de arriba, suponiendo que la resistencia de carga "R" fuera también de cero ohmios, es decir un cortocircuito, la intensidad que circularía a través de ella sería de infinitos amperios, y eso es imposible.

Ningún generador real puede producir una corriente infinita. Esto es así porque la intensidad máxima de corriente que puede llegar a suministrar un generador está limitada por su resistencia interna. Por ejemplo, una pila suele tener una resistencia interna de 1 ohmio e incluso algo menos, una batería de automóvil tiene una resistencia interna que puede llegar a ser menor de 0,1 ohmios, y una buena fuente de alimentación electrónica puede llegar a rebajar su resistencia interna a 0,01 ohmios e incluso valores más bajos. Si un generador fuese ideal no tendría esta limitación.

Por esta razón, en el cálculo y diseño de circuitos, cuando estamos ante un generador de tensión de cualquier índole (el transmisor de radio o el amplificador de sonido de los que hemos hablado pueden asimilarse a "generadores"), se considera que dicho generador es ideal pero siempre tiene en serie con él, y de forma intrínseca y permanente, una resistencia del mismo valor que la resistencia interna del generador real, la cual conocemos. El circuito de arriba lo representaríamos entonces con dos resistencias en serie, la interna del generador (Ri) y la de carga del circuito (Rc).

Una vez que conocemos los detalles y los componentes, a nivel general, que intervienen en la conexión de un generador con su carga, podemos realizar una serie de sencillos cálculos para saber con exactitud a que valor de la resistencia de carga le correspondería recibir la mayor potencia del generador. Esto es aplicable no solo a los generadores propiamente dichos, sino a aquellos dispositivos y circuitos electrónicos que actúan como tales, por ejemplo un transmisor y su antena, un amplificador de sonido y sus altavoces o una etapa amplificadora a transistores y la siguiente conectadas en cascada. ¿Vas cogiendo el punto?.

¡Bien!... Vamos a ejemplificar la teoría. Supongamos que tenemos un generador que suministra una tensión "V" de 10 voltios el cual tiene una resistencia interna "Ri" de 50 ohmios. Vamos a hacer los cálculos para cinco valores de resistencias de carga "Rc": 5, 25, 50, 75 y 100 ohmios.

¿Recuerdas la fórmula para conocer la potencia que disipa una resistencia por la que circula una determinada corriente eléctrica, en función del valor de dicha corriente y el valor de la propia resistencia?. Esta fórmula se halla a partir de la tensión que cae en la resistencia y la intensidad que circula por ella. La desarrollamos a continuación:

Te recordamos que "W" es la potencia expresada en watios, "V" la tensión expresada en voltios, "I" la intensidad indicada en amperios y "R" la resistencia expresada en ohmios. Comencemos con un valor de resistencia de carga "Rc" de 5 ohmios. El circuito a resolver sería el siguiente:

Lo primero que tenemos que conocer es la intensidad de corriente que circula por el circuito. Para ello tenemos que dividir la tensión del generador entre la suma de ambas resistencias, la interna mas la de carga. Ambas resistencias suman 55 ohmios. Por lo tanto, la corriente a través del circuito sería, según la ley de Ohm, de:

Una vez que sabemos cual es la intensidad de corriente general del circuito, hallamos la potencia que disipa la resistencia de carga "Rc", que recordemos es de 5 ohmios, mediante la primera fórmula:

Vemos como la potencia que recibe "Rc" del generador es de 0,162 watios. Siguiendo las mismas pautas calculamos las potencias que corresponden a los demás valores de resistencias de carga "Rc". Para no hacer demasiado largo el artículo os damos todos los resultados (aproximados) una vez calculados por nosotros:

Se desprende claramente de esta tabla que la máxima potencia disipada en la resistencia de carga "Rc" es de 0,5 watios. Esta potencia se desarrolla precisamente cuando su valor es idéntico al de la resistencia interna del generador.

Los valores de resistencias usados en este ejemplo son muy similares entre si, por lo que las diferencias de potencias halladas no son excesivamente importantes. No obstante son suficientes para ver con claridad que cuanto más alejado está el valor de la resistencia de carga del circuito del de la resistencia interna del generador, menos potencia disipa y menor es su rendimiento.

Lo que aquí hemos usado son resistencias puras, pero en los circuitos reales lo que la mayoría de las veces se manejan son "impedancias". Podemos pensar que la impedancia es a la corriente alterna lo que la resistencia es a la corriente contínua. Por lo tanto, para definir la impedancia diríamos que es la oposición que presenta un circuito o componente electrónico (con cierto efecto capacitivo y/o inductivo) a la corriente alterna.

Se dice que existe una correcta adaptación de impedancias cuando la resistencia (o la impedancia) interna de un generador (sea este un transmisor de radio, un amplificador de sonido o cualquier otro dispositivo que actúe como tal) es idéntica a la que ofrece la carga que tiene conectada a sus bornes (sea esta una antena, un altavoz, o cualquier otro dispositivo o componente electrónico).

Acabamos ya este artículo sobre la adaptación de impedancias. Pronto habrá más. Te esperamos aquí, en Radioelectronica.es, tu punto de encuentro.

 
C O M E N T A R I O S   
Pregunta

#3 Bernart » 13-03-2020 19:19

"Se dice que existe una correcta adaptación de impedancias cuando la resistencia (o la impedancia) interna de un generador (sea este un transmisor de radio, un amplificador de sonido o cualquier otro dispositivo que actúe como tal) es idéntica a la que ofrece la carga que tiene conectada a sus bornes"

En el caso de las impedancias, no sería cuando estas son conjugadas y no iguales?
Gracias.

info

#2 bonana » 05-02-2018 12:59

Gracias hermano, bien entendido

RE: Por qué adaptar impedancias

#1 Moises » 07-05-2017 06:09

Esta muy bueno el contenido. Muy buena la explicación, espero la continuación :). Saludos!!

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