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Un análisis detallado del funcionamiento de un amplificador operacional lm-324 en un circuito que permite observar el aumento del voltaje con ayuda de resistencias y leds. El documento aborda parámetros detallados del amplificador operacional, tipos específicos de amplificadores operacionales, características generales para su identificación y objetivos de la práctica. También se incluye el diseño del diagrama del circuito, su construcción y alambrado, así como la verificación y comprobación de su funcionamiento.
Tipo: Ejercicios
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En el laboratorio de Análisis de circuitos estudiaremos el funcionamiento de un amplificador operacional LM-324, aplicado a un circuito que nos ayudará observar de forma simple el aumento del voltaje con ayuda de resistencias y focos leds los cuales nos indican el voltaje suministrado al circuito.
El amplificador operacional es un componente fundamental en sistemas eléctricos y electrónicos. Fue inventado por George Philbrick en 1948 y originalmente se utilizaba en computadoras analógicas para realizar operaciones matemáticas. A lo largo del tiempo, su uso se ha expandido a diversas aplicaciones debido a sus características únicas. Desarrollo Adicional: ● Amplificación y Operaciones Matemáticas: El amplificador operacional es esencialmente un dispositivo de amplificación electrónica que incrementa la diferencia de voltaje entre sus dos entradas. Inicialmente concebido para realizar operaciones matemáticas en computadoras analógicas, su versatilidad lo ha convertido en un componente clave en una variedad de aplicaciones. ● Parámetros Detallados del Amplificador Operacional: Impedancia de Entrada y Salida: La impedancia de entrada se refiere a la resistencia entre las entradas del amplificador, mientras que la impedancia de salida es la resistencia observada a la salida. Estos parámetros son cruciales para la interconexión eficiente con otros elementos del circuito. Ganancia en Lazo Abierto: Indica la amplificación de la señal en ausencia de realimentación. Puede expresarse en unidades naturales (V/V, V/mV) o logarítmicas (dB), y es fundamental para comprender la capacidad intrínseca del amplificador para amplificar la señal de entrada.
Tensión en Modo Común y Relación de Rechazo en Modo Común (CMRR): La tensión en modo común representa el valor promedio de tensión aplicada a ambas entradas, mientras que la CMRR mide la capacidad del amplificador para rechazar señales no deseadas en modo común. Una CMRR alta es deseable para mantener la integridad de la señal. Tensión y Corriente de Desequilibrio de Entrada: La tensión de desequilibrio de entrada es la diferencia de tensión que anula la salida, y la corriente de desequilibrio de entrada es la discrepancia de corriente entre las dos entradas que resulta en una salida nula. Estos parámetros son esenciales para comprender la estabilidad y precisión del amplificador. Tensión de Entrada Diferencial y Corriente de Polarización de Entrada: La tensión de entrada diferencial es la mayor diferencia de tensión que las entradas pueden tener mientras se mantiene el dispositivo en especificaciones. La corriente de polarización de entrada es la corriente que fluye por las entradas en ausencia de señal, afectando la eficiencia y estabilidad del amplificador. Rapidez de Variación de Tensión: La rapidez de variación de tensión indica la máxima variación de la tensión de salida en respuesta a una variación de tiempo, como reacción a una tensión de escalón. Este parámetro es crucial en aplicaciones que requieren respuestas rápidas a cambios en la entrada. ● Tipos Específicos de Amplificadores Operacionales: Inversor/No Inversor: Los amplificadores inversores aumentan la ganancia y revierte la polaridad de la señal de salida, mientras que los no inversores solo aumentan la ganancia. Seguidor de Voltaje: Utilizado para aumentar la señal de circuitos con voltajes variables, el seguidor de voltaje mantiene la misma polaridad de la entrada en la salida. Suma/Resta: Los amplificadores de suma combinan voltajes de diferentes entradas, mientras que los de resta generan una señal igual a la resta entre sus dos entradas. Estos son fundamentales en aplicaciones aritméticas. Integradores/Diferenciadores: Los integradores responden a cambios en el voltaje con el tiempo, mientras que los diferenciadores producen voltajes proporcionales a la tasa de cambio de la entrada. Son cruciales en aplicaciones que involucran análisis de señales en función del tiempo. Características Genéricas para Identificación:
Imagen 3: Configuración de las terminales
La función del amplificador operacional se verifica gracias a los indicadores led estos están en función de la administración del voltaje, de acuerdo al diagrama si se varía el voltaje de la fuente de 12 volts si se le suministra más o menos los leds encienden o apagan consecutivamente.
La práctica llevada a cabo para conocer el funcionamiento del amplificador operacional y verificar el comportamiento del comparador de voltaje utilizando tres circuitos integrados LM324 ha demostrado cumplir satisfactoriamente los objetivos establecidos.
La práctica proporcionó una experiencia para comprender y verificar el funcionamiento del amplificador operacional, específicamente en la configuración de comparador de voltaje. La variación controlada de voltaje y la observación de la respuesta de los LEDs permitieron validar de manera efectiva los principios teóricos discutidos previamente. Este ejercicio práctico contribuyó significativamente al entendimiento de las características y aplicaciones de los amplificadores operacionales en entornos eléctricos y electrónicos.
● Consulta del manual de prácticas del laboratorio de análisis de circuitos. ● Amplificador operacional. (2022, enero 11). Industrias GSL. https://industriasgsl.com/blogs/automatizacion/amplificador-operacional