Basic Electronics AC

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UNIDAD 1 Dispositivos biomédicos
Ingeniería BiomédicaElectrónica Básica AC
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ÍNDICE
➢ Introducción
➢ Electrónica básica (CA)
INTRODUCCIÓN
INTRODUCCIÓN
Historia:
▪ Las fuentes de CC fueron el medio principal para proporcionar energía eléctrica hasta finales del siglo XIX. A fines de ese 
siglo, comenzó la batalla de DC versus AC. Debido a que la CA es más eficiente y más barata de transmitir a largas distancias, 
los sistemas de CA terminaron ganando.
Características especiales:
INTRODUCCIÓN
▪ La diferencia entre corriente continua y corriente alterna son dos formas de electricidad. La mayor diferencia 
está en la dirección del flujo de electrones.
Voltaje Voltaje
Tiempo
Tiempo
ELECTRÓNICA BÁSICA (CA)
ELECTRÓNICA BÁSICA (CA)
COMPONENTES PASIVOS:
▪ Impedancia (Z):es el equivalente de la resistencia (R) en DC. 
Características principales:
✓ En C y L no es un valor fijo, sino que depende de la frecuencia de la señal.
✓ En las resistencias, se comportan igual en corriente continua y alterna.
✓ Unidad de medida ohmios(Ω).
Cortocircuito en CD
Además, podemos considerar dos casos extremos de frecuencia angular: a) Para
fr=0, w=0(circuitos alimentados por CC). ZL=0, una bobina actúa como un 
cortocircuito.
ZC→∞, un condensador actúa como un circuito abierto.
b) párrafofr=alto, w→∞
ZL→∞, una bobina actúa como un circuito abierto. 
ZC=0, un condensador es un cortocircuito.
Circuito abierto a altas 
frecuencias
Circuito abierto en CD
Cortocircuito a altas 
frecuencias
ELECTRÓNICA BÁSICA (CA)
COMPONENTES PASIVOS:
▪ circuito resistivo puro ▪ circuito inductivo puro
California
FUENTE
California
FUENTE
ELECTRÓNICA BÁSICA (CA)
COMPONENTES PASIVOS:
▪ circuito resistivo puro ▪ circuito inductivo puro
La impedancia resistiva (  )es la oposición que ofrece una 
resistencia al paso de la corriente alterna.
La impedancia inductiva o inductancia (  )es la 
oposición que ofrece la bobina al paso de la corriente 
alterna. Cuando:
• Ley de Ohm
• Ley de Ohm en corriente alterna
• Compensación de señal: el voltaje y la corriente están en fase:
• Offset de señal: Como la bobina se opone al paso de la 
corriente:
El VOLTAJE es de 90° ( /2) en relación a la INTENSIDAD
•fasórico
representación
(  )• Representación fasorial:
ELECTRÓNICA BÁSICA (CA)
• Ley de Ohm en corriente alterna  :
COMPONENTES PASIVOS:
▪ Circuito capacitivo puro • Compensación de señal: Como el condensador se opone a los cambios de 
voltaje:
• Como el condensador se opone a los cambios bruscos de tensión:
Representación fasórica
(  )CaliforniaFUENTE
La reactancia capacitiva o capacitancia  es la 
oposición que ofrece un condensador al paso de 
corriente alterna.
Dónde
ELECTRÓNICA BÁSICA (CA)
COMPONENTES PASIVOS:
▪ Circuito RLC (resistencia, bobina, capacitor) SERIE.
El argumento de la Impedancia Z se calcula con la fórmula:
TRIÁNGULO DE IMPEDANCIA (Z):
El módulo de Impedancia Z se calcula con la 
fórmula:
Siendo:
Z= la impedancia
R= la resistencia
X=  −    →  = La impedancia inductiva
→  = La impedancia capacitiva
ELECTRÓNICA BÁSICA (CA)
• Representación vectorial
La resistencia tiene valores reales. Se representan en el eje X o 
eje Horizontal (Eje Real)
COMPONENTES PASIVOS:
▪ Circuito RLC (resistencia, bobina, condensador) SERIE.
Las impedancias de L y C son valores imaginariosm que se 
representan en el eje Y o eje vertical (Eje Imaginario) 
acompañado del valor imaginario i o j.
• Representación en números complejos: 
binomial f polar f
circuito capacitivo circuito inductivo
ELECTRÓNICA BÁSICA (CA) • Las admisiones de resistencias, bobinas y 
capacitores se resumen en la siguiente tabla:COMPONENTES PASIVOS: La admitancia. (Y)
Admitancia de la impedancia del elemento
La admitancia Y es la inversa de la impedancia Z
▪ La admitancia de un circuito se define como la relación 
entre la corriente fasorial y la tensión fasorial.
• La cantidad compleja de admitancia se puede 
escribir como:▪ Se mide en Siemens(s) 
Nota: S mayúscula con Siemens. 
minúscula s con segundos.
Dónde:
GRAMOes la parte real de Y y se llama 
"conductancia",
Bes la parte imaginaria de Y y se llama 
"susceptancia".
losadmitancia, conductancia y susceptanciase 
expresan en Siemens (S)
ELECTRÓNICA BÁSICA (CA)
COMPONENTES PASIVOS:
▪ Circuito RLC (resistencia, bobina y condensador) PARALELO
Al igual que en Corriente Directa tenemos:
a)La impedancia Z es:
b)La tensión V es la misma en cada componente:
C)La intensidad I es la suma de las intensidades de cada rama:
ELECTRÓNICA BÁSICA (CA)
COMPONENTES PASIVOS:
▪ Potencia de la corriente alterna.
Poder aparente
Poder activo
Poder reactivo
La única potencia capaz de transformarse en otro tipo de energía es la potencia activa.
La relación entre la potencia activa y la potencia aparente se conoce como factor de potencia y se 
representa por cos
Triangulo de potencias Reactivo
energía
Poder activo
ELECTRÓNICA BÁSICA (CA)
COMPONENTES PASIVOS:
▪ Frecuencia de resonancia.
La fórmula para la frecuencia de resonancia es:
La frecuencia de resonancia es la frecuencia para la cual las impedancias  
y  son iguales, y por lo tanto se anulan, quedando el valor de 
la resistencia como impedancia equivalente.
La resonancia es un fenómeno frecuentemente utilizado en 
equipos de telecomunicaciones, en el diseño de circuitos 
sintonizados, en filtros, etc.
Por tanto, en resonancia la intensidad que circula por el circuito 
será máxima:
ELECTRÓNICA BÁSICA (CA)
COMPONENTES PASIVOS:
▪ Ancho de banda (AB). ▪ Factor de calidad (Q).
El ancho de banda (AB) es el rango de frecuencias que se 
consideran de buena calidad y se encuentran entre una 
frecuencia denominada Frecuencia de Corte Inferior y otra 
frecuencia denominada Frecuencia de Corte Superior.
El factor de calidad (Q) es el rango de valores de 
frecuencia (AB) que se consideran aceptables.
El factor de calidad (Q) relaciona la frecuencia de 
resonancia (fo) con el ancho de banda (AB):
Se considera un rango de 
frecuencia aceptable o ancho de 
banda (AB) de 0,3 dB o un valor 
de intensidad correspondiente 
al 70,7 %.
El factor de calidad (Q) es:
ELECTRÓNICA BÁSICA (CA)
Ejercicio 1.
ELECTRÓNICA BÁSICA (CA)
Ejercicio 2.
ELECTRÓNICA BÁSICA (CA)
Ejercicio 3.
ELECTRÓNICA BÁSICA (CA)
Ejercicio 4.
ELECTRÓNICA BÁSICA (CA)
Ejercicio 5.
ELECTRÓNICA BÁSICA (CA)
Ejercicio 6.
ELECTRÓNICA BÁSICA (CA)
Ejercicio 7.
BIBLIOGRAFÍA
BIBLIOGRAFÍA
Libros:
▪ Edminister, JA y Nahvi, M. (1997). Circuitos electricos. McGraw-Hill.
▪ Nashelsky, B. y Boylestad, RL (2003). Electrónica: teoría de circuitos y dispositivos 
electrónicos. Editorial Pearson Educación.
▪ Sadiku, MA (2006). Fundamentos de circuitos electricos. McGraw Hill.
▪ Sawhney, GS (2007). Fundamentos de la ingeniería biomédica. Nueva Era Internacional.
UNIDAD 1 Dispositivos biomédicos
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