CONVERSOR CORRIENTE VOLTAJE

Vista previa del material en texto

Universidad Autónoma de Nuevo León
Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica 
Laboratorio Electrónica II
“Práctica #3: Conversor Corriente-Voltaje
 
Maestro: M.C. Ovidio A. Ochoa O. 
Integrantes: 
Jorge Federico Cardona livas 1568220
Martin Eduardo Rangel Silva 1579218
Eduardo Alexis Reyes Morales 1582369
Noe Adiel Ponce Moreno 1581733
Hora: m3
San Nicolás, Nuevo León, México
Septiembre del 2015
Marco teórico
Convertidor de Corriente a voltaje
También llamados amplificadores de transresistencia. Responden a la necesidad de construir fuentes de tensión constante independiente de la carga y controlados por corriente.
Considerando en la configuración del amplificador operacional mostrada en la figura la resistencia de entrada Ri en el nodo virtual a tierra: 
En algunos casos, podemos asumir que Rs >> Ri; por lo tanto, la corriente i1 es prácticamente igual a la corriente is. Entonces:
i2 = i1 = is
Vo = -i2RF = -isRf
El voltaje de salida es directamente proporcional a la señal de corriente, y la resistencia de retroalimentación RF es la magnitud de la relación del voltaje de salida y la señal de corriente.
Convertidor Voltaje-Corriente
A veces es deseable poder disponer de una corriente proporcional a una tensión cualquiera dada. Si se utiliza la ley de Ohm se podría lograr un convertidor tensión corriente. Ver la fórmula: I = V/R, donde la relación entre la corriente y la tensión está dada por 1/R. Pero en este caso la corriente dependerá de la resistencia de carga.
Lo ideal sería tener una fuente de corriente con la capacidad de entregar una corriente constante, sin importar la carga que se le ponga. (Característica de impedancia de salida infinita.)
El complemento del convertidor de corriente a voltaje es el convertidor de voltaje a corriente. Para esto podemos utilizar el amplificador operacional inversor mostrado en la siguiente figura:
Para este circuito:
Lo cual quiere decir que la corriente i2 es directamente proporcional al voltaje de entrada vi y es independiente de la impedancia o resistencia de carga R2. Sin embargo, la carga podría requerir de un potencial a tierra, tal que el circuito de la figura no es práctico para tales aplicaciones.
Consideremos ahora el circuito de la siguiente figura. En este caso una terminal de la carga tiene una impedancia ZL aterrizada.
Partiendo del concepto de corto circuito virtual, v1=v2. Observe que v1=v2=vL=iLZL.
Igualando las corrientes i1 e i2, tenemos:
Al sumar las corrientes en la terminal no inversora:
Resolviendo para (v0-iLZL) de la primera ecuación y sustituyendo en la segunda, obtenemos:
Factorizando:
Con el objetivo de hacer a iL más independiente de ZL, podemos diseñar el circuito tal que el coeficiente de ZL sea 0, ó:
Finalmente obtenemos:
Lo cual significa que la corriente de carga es proporcional al voltaje de entrada y es independiente de la impedancia de carga ZL, siempre y cuando el voltaje de salida permanezca entre los límites permitidos.
Implementación
Resultados
Fotografías
Simulación
Convertidor Corriente-Voltaje
Convertidor Voltaje-Corriente
Conclusión
En esta práctica hemos incrementado nuestras habilidades en el manejo de los amplificadores operacionales, en esta práctica en específico, hemos aprendido a construir la configuración necesaria para los convertidores voltaje a corriente y corriente a voltaje. La configuración de corriente a voltaje nos permite construir fuentes de tensión constante independiente de la carga, fuentes cuyo valor de voltaje de salida es controlado mediante un cambio en el valor de corriente con el que se alimenta el circuito, este valor es independiente de la carga que le coloquemos, aspecto muy importante a considerar ya que podemos ignorar el valor de la carga del sistema que queramos alimentar.
La otra configuración implementada en esta práctica es el convertidor voltaje a corriente, configuración que nos permite construir fuentes de corriente constante independiente de la carga, al contrario de la otra configuración, la corriente de salida del convertidor tensión a corriente dependerá del valor de tensión con el cual se alimenta el circuito.
Con la implementación física del circuito y los cálculos realizados con las ecuaciones características de estas configuraciones (mostradas en el marco teórico), podemos decir que los resultados fueron exitosos.
Estas dos configuraciones nos pueden ser muy útiles para crear fuentes ya sean de corriente o voltaje, controladas por voltaje y corriente, respectivamente, sin tomar en cuenta la carga que le coloquemos a nuestro circuito