Conceptos básicos b corriente eléctrica y Transductores

Transcripción

1 Conceptos básicos b de corriente eléctrica y Transductores Presentación Gr 1 Fisiopatología Ayud. Gdo 1 Jorge Lobo 1

2 Definiciones de corriente eléctrica En los llamados materiales conductores los electrones se pueden mover en la banda libre. La velocidad con que se mueve la carga de estos electrones se le llama corriente eléctrica. Si Q(t) ) representa la carga presente en el instante de tiempo t entonces: i(t) ) = dq(t)/ )/dt Se mide en Amperios (A) en el SI*: 1A representa el pasaje de un Coulomb por segundo 1 Coulomb = es la carga de 6.24 x electrones *SI: Sistema Internacional de Pesas y Medidas (basado en MKS) 2

3 Potenciales Para tener una corriente necesitamos mover nuestros electrones. Supongamos que tenemos una corriente circulando entre dos puntos A y B. El trabajo que se realiza en mover las cargas entre A y B es llamado Tensión n o Diferencia de Potencial La unidad que se utiliza el Voltio 1 V: es la energía a necesaria para mover una carga de 1C desde A hasta B. A B Las corrientes pueden ser continuas o alternas Continuas = valor cte. de corriente valor cte de potencial Alternas= valor variable de corriente valor variable de potencial 3

4 Ley de Ohm En un material conductor se cumple la siguiente ley V = R I I I = V/R + V _ R R = L / (s A) L: largo del conductor s: conductividad (propiedad del material) A : sección del material Bucle o lazo de corriente 4

5 Cálculo de Potencia La potencia instantánea nea está dada por: p(t) ) = v(t) ). i(t) P = V. I = R I 2 La unidad es el Watt: 1 W = 1 V. 1 A 5

6 Definiciones Transductor Es un dispositivo que convierte información n de una energía a determinada a otra energía a diferente. Sensor Dispositivo que convierte un parámetro físico f a una señal eléctrica Actuador Convierte una señal de origen eléctrico en otra de carácter cter físicof Ej. Termómetro metro (Hg) Manómetro Micrófono 6

7 SENSIBILIDAD Y RESOLUCIÓN (instrumentos de medición) SENSIBILIDAD: Es la relación n de la señal de salida o respuesta del instrumento respecto al cambio de la entrada o variable medida. La sensibilidad del galvanómetro es una constante característica. En general se expresa en div/µa. RESOLUCIÓN: Es el cambio más m s pequeño o en el valor medido al cual responde el instrumento. Para el galvanómetro se expresa en µa. 7

8 Potenciométros tros Variaciones de magnitudes físicas que se traducen luego en variaciones de resistencias. Resolución: Es es dependiente de la construcción Enrollados: variación por paso Continuos: variación continua Funcionan con corrientes alternas o continuas Desgastes: mecánicos producidos por rozamientos, producen ruidos en la medida. 8

9 Strain Gages* * I Recordamos: R = L /(s.a) A s L L aumenta A disminuye R??R *Strain Gage = galga extensiométrica 9

10 Strain Gages II Cuando un cable fino (25µm) ) se estira dentro de su límite l de elasticidad su resistencia cambia debido a cambios en su largo y diámetro. Se puede modelar su variación de resistencia con respecto a su estiramiento por un coeficiente llamado factor de la galga (G) G = (?R/R) (?L/L) (?R/R) = G (?L/L) Esta variación es fuertemente dependiente de la TEMPERATURA 10

11 Strain Gages III 11

12 Strain Gages IV Construcción 12

13 Strain Gages IV 13

14 Puente de Wheatstone I I1 A I2 R E V1 V2 B Rx 14

15 Puente de Wheatstone II E = A I1 + B I1 V1 = A I1 E/(A + B) = V1/A V1-V2 = [A/(A+B) R/(R+Rx) ] E V1= AE/(A+B) Hablamos de Balanceo del puente cuando V1-V2 = 0 esto nos lleva a las siguientes relaciones entre las resistencias: E(ARx BR)/[(A+B)(R+Rx)] =0 A/B = R/Rx Se demuestra que si A=B y R=Rx tenemos máxima sensibilidad Rango de uso: Rx de 1Ω a 10 MΩ 15

16 Puente de Wheatstone III A R E B Rx 16

17 Puente de Wheatstone IV En una situación n más m s real, compensación: n: R R + R + R T E R R + R T 17

18 Aplicación Fort E R - R + R T R + R + R T u d = E R R R + R + R T R - R + R T 18

19 Aplicación n Transductor Presión 19

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