01 - Señales Eléctricas y Formas de Ondas PDF

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Señales Eléctricas En t e n d e r e mo sp o r s e ñ a l e l é c t r i c aau n ama g n i t u de l é c t r i c ac u y ov a l o r oi n t e n s i d a dd e p e n d ed e l t i e mp o . As í , v ( t ) e su n at e n s i ó nc u y aa mp l i t u dd e p e n d e d e l t i e mp oei ( t )e su n ac o r r i e n t ec u y ai n t e n s i d a dd e p e n d ed e l t i e mp o . Po r l og e n e r a l s ed e s i g n al ap a l a b r as e ñ a l p a r ar e f e r i r s eama g n i t u d e sq u ev a r í a n d ea l g u n af o r mae ne l t i e mp o . I n t e r p r e t a r e mo sal a sma g n i t u d e sc o n s t a n t e sc o moc a s o sp a r t i c u l a r e sd es e ñ a l e se l é c t r i c a s .

Señal esc ons t ant esyv ar i abl es

Co mos un o mb r el oi n d i c a , l a ss e ñ a l e sc o n s t a n t e ss o na q u e l l a sq u en ov a r í a ne ne l t i e mp o . T a l e se l c a s od e l v o l t a j ee nb o r n e sd eu n ab a t e r í a . Su r e p r e s e n t a c i ó ng r á fi c ae sp o rl ot a n t ou n al í n e ar e c t ah o r i z o n t a l . L a ss e ñ a l e sv a r i a n t e ss o na q u e l l a sq u ec a mb i a ns uv a l o rd ea l g u n ama n e r as o ne l t i e mp o .

Señal esc ont i nuasyal t er nas

De s d ee lp u n t od ev i s t ag r á fi c o ,l a ss e ñ a l e sc o n t i n u a ss o na q u e l l a sq u es i e mp r et i e n e ne lmi s mos i g n o ,e sd e c i r ,s o ns i e mp r ep o s i t i v a son u l a s ,o s i e mp r en e g a t i v a son u l a s .Ene l c a s od eu n ac o r r i e n t e ,e s t os i g n i fi c aq u el ami s mas i e mp r ec i r c u l a r áe ne l mi s mos e n t i d o ,a u n q u ep u e d av a r i a rs u i n t e n s i d a d .Sil as e ñ a l e sd ev o l t a j e ,d e b ei n t e r p r e t a r s eq u el af u e n t ei n t e n t af o r z a rl ac i r c u l a c i ó nd ec o r r i e n t es i e mp r ee ne l mi s mos e n t i d o ,a u n q u e p u e d av a r i a rs uf u e r z a . Un as e ñ a l c o n t i n u a , e n t o n c e s , p u e d eon os e rc o n s t a n t e . L a ss e ñ a l e sd el afi g u r a1s o na mb a ss e ñ a l e sc o n t i n u a s , a u n q u eu n a s e av a r i a n t e . L a ss e ñ a l e sa l t e r n a ss o na q u e l l a sq u e , p o re l c o n t r a r i o , al a sc o n t i n u a s , v a r í a ne l s i g n od es uma g n i t u d . Un as e ñ a l a l t e r n an u n c ap u e d es e rc o n s t a n t e .

SeñalPer i ódi ca

L a ss e ñ a l e sp e r i ó d i c a ss o na q u e l l a sal a sc u a l e ss el e sp u e d ee n c o n t r a ru np a t r ó nd er e p e t i c i ó n , e sd e c i r , q u ed e s p u é sd eu nd e t e r mi n a d ot i e mp o , v u e l v ear e p e t i r s eu n oau n ol o sv a l o r e sa n t e r i o r e s , u n ayo t r av e z . Ae s t ep a t r ó ns el or e c o n o c ec o moc i c l od el ao n d a . El t i e mp oq u ed e mo r au nc i c l o e nd e s a r r o l l a r s es ed e n o mi n ap e r í o d o , yp o rs u p u e s t o , s emi d ee ns e g u n d o s .

Sed e n o mi n af r e c u e n c i ad el as e ñ a l al ac a n t i d a dd ec i c l o sq u ep u e d e nd e s a r r o l l a r s ee nu ns e g u n d o . Semi d ee nc i c l o sp o r s e g u n d ooHe r t z , a b r e v i a d o , Hz . L ar e l a c i ó ne x i s t e n t ee n t r el af r e c u e n c i aye l p e r í o d od eu n as e ñ a l e s : F= 1 / T L a ss e ñ a l e sa p e r i ó d i c a ss o na q u e l l a sal a sc u a l e se si mp o s i b l ed e fi n i r l e su nc i c l o . Po rl og e n e r a l s o ns e ñ a l e sa l e a t o r i a s , c o mos e rl a ss e ñ a l e sd ea u d i o . L a ss e ñ a l e sv a r i a n t e sd el a sfi g u r a s1y2s o ns e ñ a l e sa p e r i ó d i c a s .

Car ac t er í s t i c aspar t i c ul ar esdel ass eñal esper i ódi c as

Sep u e d e nd e fi n i ro t r o sp a r á me t r o sq u ei d e n t i fi c a nau n as e ñ a l p e r i ó d i c a : Amp l i t u dd ep i c o : e se l v a l o r má x i moq u et i e n eu n as e ñ a l , c o n s i d e r a d ad e s d ee l v a l o r ‘ 0 ’ . Amp l i t u dp i c oap i c o : e sl ad i f e r e n c i ae n t r ee l v a l o r má x i moye l v a l o rmí n i mod eu n as e ñ a l . V a l o re fi c a z : e se l v a l o re q u i v a l e n t ea l d eu n as e ñ a l c o n t i n u ac o n s t a n t ec a p a zd ed e s a r r o l l a r l ami s map o t e n c i aq u el as e ñ a l p e r i ó d i c a . V a l o rme d i o : e se l p r o me d i od et o d o sl o sv a l o r e sd eu n as e ñ a l t o ma d o se nu nc i c l o . Pa r as e ñ a l e ss i mé t r i c a sc o mol as e n o i d a l , e l v a l o rme d i oe sn u l o .

De s f a s a j e : c u a n d ou n as e ñ a l e sc o mp a r a d ac o nu n ar e f e r e n c i a( p o r e j e mp l o , o t r as e ñ a l ) , e sp o s i b l eo b s e r v a ru nc o r r i mi e n t oh o r i z o n t a l ; s ed e n o mi n a á n g u l od ed e s f a s a j eos i mp l e me n t ed e s f a s a j ea l v a l o r d ee s t ec o r r i mi e n t ome d i d oe ng r a d o ss e x a g e s i ma l e s .

Si e mp r es ec o n s i d e r aq u eu np e r í o d oe q u i v a l ea3 6 0 ºs i ni mp o r t a r e l v a l o rp a r t i c u l a r d e l mi s mo . El d e s f a s a j ep u e d es e r e na d e l a n t o , s i e l c o r r i mi e n t os e h a c eh a c i al ai z q u i e r d a , oe na t r a s o , s i e l c o r r i mi e n t os eh a c eh a c i al ad e r e c h ad el ar e f e r e n c i a .

Señalsenoi dal

L as e ñ a l s e n o i d a l e sl amá sc o mú nd el a ss e ñ a l e sd ep r u e b a . Pa r ae l l as o nv á l i d a st o d a sl a s d e fi n i c i o n e sa n t e r i o r e s( Ve r fi g u r a s4y5 ) . Ae s t as e ñ a l s el ep u e d ea t r i b u i ru n ad o b l es i me t r í a : u n ar e s p e c t oa l e j et i e mp o , yo t r ar e s p e c t oa l p u n t o me d i od el ao n d a( s i me t r í a i mp a r ) . Amb o ss e mi c i c l o ss o ni d é n t i c o s , v a r i a n d os o l oe ne l s i g n o . Es t op r o v o c aq u es u v a l o rme d i os e an u l o . Si au n as e ñ a l s e n o i d a l s el ad e s f a s a9 0 ºe na d e l a n t os eo b t i e n eu n an u e v as e ñ a l d e n o mi n a d ac o s e n o i d a l . Sed i c eq u ea mb a ss e e n c u e n t r a ne nc u a d r a t u r a .

¿Cómo entender las señales eléctricas? L a ss e ñ a l e se l é c t r i c a sg o b i e r n a nc a s i t o d o sl o sa r t e f a c t o se l é c t r i c o sq u ev e mo san u e s t r oa l r e d e d o r .De s d eu n as i mp l el á mp a r ah a s t au nc o mp l e j o c e n t r od eme c a n i z a d o , t o d o se l l o sn e c e s i t a ne nma y o rome n o rme d i d ad eu ns i s t e mad es e ñ a l i z a c i ó np a r ap o d e rf u n c i o n a r c o r r e c t a me n t e . L a ss e ñ a l e se l é c t r i c a st a mb i é ns ep u e d e ne n t e n d e rc o mol o sd i s t i n t o sn i v e l e sd et e n s i ó n ,c o r r i e n t e , r e s i s t e n c i a , c a p a c i d a d , i n d u c t i v i d a d , i mp e d a n c i ay d e má s , q u ep o d e mo sme d i rme d i a n t ed i s t i n t o si n s t r u me n t o s . Ene s t ea r t í c u l ov e r e mo sl ad i f e r e n c i ae n t r ea mb o sc o n c e p t o s , yu n ai n t r o d u c c i ó nac a d a u n od ee s o sc a s o s .

Lass eñal esel éc t r i c asent endi dascomoma gni t udes

L ap r i me r aa c e p c i ó ns er e fi e r eal a sd i s t i n t a sc a r a c t e r í s t i c a s—me n s u r a b l e s —q u ep o s e el ae l e c t r i c i d a d :l ad i f e r e n c i ad ep o t e n c i a l , l ai n t e n s i d a dd el a c o r r i e n t e ,l ar e s i s t e n c i aq u eo f r e c ed e t e r mi n a d oe l e me n t oas up a s o ,l af r e c u e n c i as is et r a t ad ec o r r i e n t ea l t e r n a ,l ai mp e d a n c i a ,l ai n d u c t a n c i a , e t c é t e r a . Pa r ao b t e n e re s o sp a r á me t r o sn e c e s i t a mo si n s t r u me n t o st a l e sc o moe l v o l t í me t r o , e l a mp e r í me t r o , e l ó h me t r o( ome g h o me t r os i s et r a t ad er e s i s t e n c i a s mu ye l e v a d a s ) , e l o s c i l o s c o p i oy , e ng e n e r a l ,e l mu l t í me t r o ,q u ee su ni n s t r u me n t oq u ep e r mi t el ame d i c i ó nd ev a r i o sd ee s o sp a r á me t r o ss i nc a mb i a r d ei n s t r u me n t o . ElSi s t e maI n t e r n a c i o n a l d eu n i d a d e s( SI )e su ne s t á n d a r ,a c e p t a d oan i v e lmu n d i a l ,q u ee s t a b l e c et a n t ol o sn o mb r e sd ee s a su n i d a d e sc o mos u s v a l o r e s .P o re j e mp l o ,l at e n s i ó nd e b es e rme d i d ae nv o l t s ,l ai n t e n s i d a de na mp e r e s ,l ar e s i s t e n c i ae no h ms , l ac a p a c i d a de nf a r a d s , l ai n d u c t a n c i ae n h e n r y s , l af r e c u e n c i ae nh e r t zya s í .

Lass eñal esel éc t r i c asent endi dascomos eñal i zador esdeev ent os

L as e g u n d aa c e p c i ó nd ee s t af r a s es er e fi e r eal as e ñ a l i z a c i ó nd ed i s t i n t o se v e n t o sme d i a n t ei mp u l s o se l é c t r i c o s :l ap u l s a c i ó nd eu n at e c l ae n c i e n d e u n al á mp a r a , d e t i e n eu nmo t o r , i n i c i au nc i c l od eme c a n i z a d o , e t c é t e r a . Unb u e ne j e mp l od es e ñ a l i z a c i ó ne l é c t r i c as ed ae nl a sc o mp u t a d o r a s ;s ib i e ns o na r t e f a c t o smu yc o mp l e j o sc o mop a r aa n a l i z a r l o sa q u í ,p o d e mo s d e c i r q u et o d a sl a so p e r a c i o n e sq u er e a l i z a no c u r r e ng r a c i a saq u eu n as e ñ a l e l é c t r i c al l e g óad e t e r mi n a d oc i r c u i t oyp r o d u j ou no u t p u t os a l i d a . Ot r oe j e mp l o , q u ee smá sa p r o p i a d op a r at r a t a ra q u í , e se l d el o ss e n s o r e sq u es eu t i l i z a ne nd i s t i n t a smá q u i n a sh e r r a mi e n t a si n d u s t r i a l e syh o g a r e ñ a s : e l t o p ed efi nd ec a r r e r ae nu n ap r e n s ah i d r á u l i c a ,a l s e rp u l s a d o ,d e t i e n ei n me d i a t a me n t el o smo t o r e syp r e v i e n el ar o t u r ad el amá q u i n a ;e ll á s e r i n f r a r r o j oe nl ap u e r t ad eu na s c e n s o ri mp i d ee l a c c i o n a mi e n t od el a sp u e r t a syd el o smo t o r e s ,i mp i d i e n d oa s í l o sa c c i d e n t e s ; l o ss e n s o r e si n d u c t i v o s a l c o s t a d od eu nt o b o g á nd ep r o d u c c i ó n—al as a l i d ad ea l g u n ac i n t at r a n s p o r t a d o r a —p e r mi t e nc o n t a rl o se l e me n t o sq u ep a s a np o ra l l í , ya u t o ma t i z a r e l p r o c e s od ec o n t a b i l i d a dd el ap r o d u c c i ó nd ee s amá q u i n a .

Formas de onda Al a sma g n i t u d e sy aa n t e sn o mb r a d a s , l e sl l a ma r e mo ss e ñ a l e s , a s í o b t e n d r e mo ss e ñ a l e sd ec o r r i e n t eys e ñ a l e sd et e n s i ó n . Es t a ss e ñ a l e sp u e d e ns e r o b t e n i d a sd e s d ec u a l q u i e rp a r t ed e l c i r c u i t oe l é c t r i c ood e s d el a smi s ma sf u e n t e sq u ee n e r g i z a ne l c i r c u i t o . L a ss e ñ a l e se s t á nf o r ma d a sp r i n c i p a l me n t e p o r v a l o r e sd et e n s i ó nod ec o r r i e n t el o sc u a l e sv a r i a r a nc o ne l t i e mp o . L ar e p r e s e n t a c i ó nd ee s t a ss e ñ a l e sq u ea v a n z a nc o n f o r mee l t i e mp ot r a n s c u r r e , d al u g a r au n ac u r v aq u eo b e d e c eau n af u n c i ó nd e l t i p oc o mp l e j a . L a s c u r v a so b t e n i d a sp u e d e nt o ma rmu c h a sf o r ma syae s t a sl a sl l a ma r e mo sc o mo , f o r ma sd eo n d ad el as e ñ a l .P o rl og e n e r a l s eu t i l i z au no s c i l o s c o p i o p a r av i s u a l i z a rl af o r maq u eo b t i e n el ao n d a . Esb i e ns a b i d oq u el a sf o r ma sd eo n d ao b t e n i d a se nu nc i r c u i t op u e d e ns e ri n fi n i t a s ,d e b i d oaq u ec a d ae l e me n t oe ne l c i r c u i t oa f e c t aal ao n d a ,s i n e mb a r g o ,l a smá sc o mu n e ss ep u e d e na g r u p a re n3g r u p o sl o sc u a l e ss o n :Se ñ a l e sc o nf o r mad eo n d ac o n s t a n t e ,Se ñ a l e sc o nf o r mad eo n d a p e r i ó d i c aySe ñ a l e sc o nf o r mad eo n d an op e r i ó d i c a .

Señal esconf or madeondac ons t ant e

Es t et i p od es e ñ a l e sp o rl og e n e r a ls ev ee nf u e n t e sq u eg e n e r a nu n as e ñ a lc o n s t a n t ee ne lt i e mp o ,ae s t a sf u e n t e ss el e sc o n o c ec o mof u e n t e s c o n t i n u a s . P a r aq u eu nc i r c u i t os e al l a ma d oc o n t i n u o , t o d a sl a sc o r r i e n t e syt e n s i o n e sd e b e ns e rc o n s t a n t e se ne l t i e mp o . Un ama n e r ad ei d e n t i fi c a r l o s c i r c u i t o sq u et i e n e ne s t et i p od es e ñ a l e se sq u ep r e s e n t a nl ac a r a c t e r í s t i c ad eq u el o sú n i c o se l e me n t o sp a s i v o se ne l l o ss e r á nl a sr e s i s t e n c i a s . Co mos ep u e d ea p r e c i a re nl afi g u r a1 ,d ec o l o ra z u lt e n e mo su n as e ñ a lc o n s t a n t eq u es ema n t i e n ee s t a b l ee ne lt i e mp oyp o rc o n s i g u i e n t en o p r e s e n t an i n g ú nt i p od ec a mb i o , ae s t as e ñ a l s el ep u e d et o ma rc o n s t a n t e , mi e n t r a sq u el as e ñ a l d ec o l o rr o j oe su nc l a r oe j e mp l od eu n as e ñ a l q u en o e sc o n s t a n t ee ne l t i e mp o , t a mb i é ne sd e n o mi n a d ac o mos e ñ a l v a r i a n t e .

Señal esconf or madeondaper i ódi c a

l a ss e ñ a l e sc o nf o r mad eo n d ap e r i ó d i c as o nl a smá su t i l i z a d a syc o n o c i d a sp o rt o d o s ,e n t r es u sfi l a sp o d e mo se n c o n t r a ral as e ñ a lc u a d r a d a , t r i a n g u l a r ,e s c a l o n a d a ,s e n o i d a l ,e t c .Un ac a r a c t e r í s t i c ad ee s t et i p od es e ñ a l e se sq u el ao n d aq u es ef o r mae nu ni n t e r v a l od et i e mp os er e p i t e c o n s t a n t e me n t ee ne l p e r i o d o . T i p o sd eOn d a sPe r i ó d i c a s : Co mos eme n c i o n ae ne l p á r r a f od ea r r i b ae s t a so n d a ss o nl a smá su t i l i z a d a somá sb i e nl a smá so b t e n i d a s , p o rd a ru n e j e mp l o , l ai ma g e nmo s t r a d aac o n t i n u a c i ó n , p r e s e n t al af o r mad eo n d a sp e r i ó d i c a smu yc o mu n e s .

( F i g u r a2 : T i p o sd eo n d ap e r i ó d i c a s )

Ad e má sd ee s t a sh a ymu c h a smá s ,l a sc u a l e sp o rl og e n e r a l s o nu t i l i z a d a se ne l a n á l i s i sd ec i r c u i t o sc o mp l e j o s , a d e má sac o mp a r a c i ó nd el a so n d a s c o n s t a n t e s , e nl a so n d a sp e r i ó d i c a si n fl u y ed eg r a nma n e r al ac o r r i e n t ea l t e r n ayp o rt a l l a sf u e n t e so c u p a d a ss ed e n o mi n a nc o mof u e n t e sd ea l t e r n ao a l t e r n a d o r e s ,p o rl oc u a l n os o nt a nv i s t a syc u a n d os o ne n c o n t r a d a ss eb u s c ac a mb i a rl as e ñ a lp o ru n ad el a sc u a t r omo s t r a d a se nl afi g u r a2 .A c o n t i n u a c i ó nt emo s t r a mo sa l g u n a so n d a sme n o sc o n o c i d a s .

Señal esconf or madeondanoper i ódi c a

Es t et i p od es e ñ a l ec o mp r e n d eal a sp e q u e ñ a sa l t e r a c i o n e sq u es ep u e d e nd i s t i n g u i re nf o r ma ss i mp l e s , e n t r a nd e n t r od el a so n d a sc o mp l e j a sys ev e u np o c omá sa f o n d oe ne l r é g i me nt r a n s i t o r i od ec i r c u i t o se l é c t r i c o s . Al g u n a ss e ñ a l e sq u ee n t r a nd e n t r od ee s t ac l a s i fi c a c i ó ns o n : L as e ñ a l p u l s o : Co mos un o mb r el oi n d i c as o ns e ñ a l e sp u l s a n t e sq u es ef o r ma na l mo me n t od er e a l i z a r u n aa c c i ó n , c o mop o r e j e mp l oc u a n d o i n c i t a mo se l f u n c i o n a mi e n t od eu nSe r v o mo t o rc o mos ev ee nl ai ma g e nd ei ma g e nd ea b a j o , c o n f o r mee l s e r v o mo t o rc a mb i ad ep o s i c i ó nyl l e g aas u má x i mo , l as e ñ a l v aa u me n t a n d o .

( Se ñ a l d ep u l s o )

L as e ñ a l e s c a l ó n : q u ec o mos ep u e d ev e r e nl as i g u i e n t ei ma g e np a r e c eu np e q u e ñ oe s c a l ó nc u a n d os ee s t a b i l i z a . L as e ñ a l r a mp a :e s t et i p od es e ñ a l p r e s e n t au nc o mp o r t a mi e n t op a r e c i d oa l e s c a l ó n ,c o nl aú n i c ad i f e r e n c i aq u ec u a n d oi n i c i ap r e s e n t au n ar a mp a a s c e n d e n t e , h a s t aq u ee s t as ee s t a b i l i z a ....