ANÁLISIS DE CIRCUITO MIXTO CON DIODOS EN Y APROXIMACIÓN

ANÁLISIS DE CIRCUITO MIXTO CON DIODOS EN Y APROXIMACIÓN[pic 1][pic 2]

Resumen—En el presente artículo se exhibirán los resultados y análisis de dos circuitos mixtos diferentes con diodos. Para el desarrollo de los circuitos se utilizaron métodos como las Leyes de corriente y de voltaje de Kirchhoff, la Ley de Ohm y la Ley de Watt, además del método de Mallas y el teorema de Superposición. Adicionalmente, se tuvo en cuenta tanto la Primera Aproximación como la Segunda Aproximación para operar los diodos.  

Palabras claves-voltaje; corriente; primera aproximación; segunda aproximación; circuito.

Abstract—In the following paper will be exhibited the results and the analyses of two different mixed circuits with diodes. For the development of the circuits it was used methods such as Kirchhoff's Voltage and Current Law equations, Ohm's Law and Watt's Law, together with the Mesh current method and the Superposition theorem. Additionally, it was taken into account the First Approximation as well as the Second Approximation to operate the diodes.

Keywords-voltage; current; First approximation; Second Approximation; circuit.

1. Introducción.

En el presente informe se evidenciará el proceso y trabajo grupal sobre la actividad dada por el docente durante la sesión de clase, con el fin de retomar e implementar los conocimientos adquiridos por cada integrante sobre el comportamiento de los diodos dentro de dos circuitos distintos con elementos resistivos y fuentes de voltaje y corriente. Para esto se hará uso de distintos métodos de solución como resolución por Mallas, Nodos, Thévenin o de ser posible Superposición, se mantendrá presente las dos primeras aproximaciones, las leyes de Ohm, Watt, corriente y voltaje de Kirchhoff  y finalmente se hará uso de Multisim con la intención de realizar la simulación correcta de cada  circuito para medir los valores en el primer circuito de la corriente en R3 y R7, y la tensión en R4 y R6 utilizando la primera y segunda aproximación, para el segundo circuito, la potencia disipada en D1 y D2, y la corriente en R6 y R8 con la primera y segunda aproximación.

1. Marco teórico.

Para resolver los ejercicios anteriormente planteados se acudieron a los contenidos brindados por el curso de electrónica análoga; temas tales como, metodo de mallas, diodos, primera aproximación, segunda aproximación, divisor de corriente, fuentes de corriente y la ley de watt los cuales se procederán a explicar.

Un diodo es un componente electrónico de dos terminales que permite la circulación de corriente eléctrica a través de él en un solo sentido, bloqueando paso a una corriente en dirección contraria. El diodo no solamente sirve para la circulación de corriente sino también que se la controla y la resiste. [1]  Para poder resolver un circuito con diodos se utiliza primera, segunda o tercera aproximación, sin embargo para la resolución de estos ejercicios solo se utilizara la primera y segunda aproximación.

La primera aproximación de un diodo ideal la exponencial se aproxima a una vertical y una horizontal que pasan por el origen de coordenadas. Este diodo ideal no existe en la realidad, no se puede fabricar por eso es ideal. [2]

Polarización directa: Es como sustituir un diodo por un interruptor cerrado.

Polarización inversa: Es como sustituir el diodo por un interruptor abierto.

La segunda aproximación es la exponencial se aproxima a una vertical y a una horizontal que pasan por 0,7 V (este valor es el valor de la tensión umbral  para el silicio, porque suponemos que el diodo es de silicio, si fuera de germanio se tomaría el valor de 0,2 V). [2]

Polarización directa: La vertical es equivalente a una pila de 0,7 V.

Polarización inversa: Es un interruptor abierto.

Por otro lado, encontramos el divisor de corriente, el cual solo se da cuando dos o más resistencias están en paralelo o comparten un mismo nodo.[3].

                       (1)[pic 3]

La fórmula anterior básicamente dice que la corriente que pasa por una resistencia que está en paralelo con otras, se puede encontrar dividiendo la resistencia total de las resistencias por la resistencia a la que se desea encontrar la corriente, después el resultado se multiplica por la corriente que entra por el nodo.

Por otra parte, para resolver la mayoría de preguntas anteriormente planteadas se propuso el método de mallas, el cual plantea resolver circuitos al escribir la ley de voltaje de Kirchhoff para corrientes que fluyen en los lazos de un circuito.[4]

[pic 4]

Imagen 1. Método de mallas. tomado de khanacademy.

Cabe destacar que debido a que nuestro circuito presenta una fuente de corriente esta afectará el método de mallas anteriormente explicado, debido a que Una fuente de corriente ideal es una fuente de corriente que suministra corriente constante a un circuito [5], por lo que la malla que posea esta fuente de corriente se verá suministrada por una corriente ya dada. Esto más adelante se verá en el desarrollo del ejercicio. 

También encontramos la potencia disipada, como ocurre con una resistencia, un diodo tiene una limitación de potencia que indica cuanta potencia puede disipar el diodo sin peligro de acortar su vida ni degradar sus propiedades. Con corriente continua, el producto de la tensión en el diodo y la corriente en el diodo es igual a la potencia disipada por éste. [6]

P = V*I                                  (2)

Cabe mencionar que otro método que se utilizó para resolver el segundo ejercicio planteado fue el principio de la superposición o la propiedad aditiva de la linealidad, la cual dice que para resolver un circuito usando superposición, el primer paso es apagar o suprimir todas las entradas excepto una.

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