Aplicaciones DE LOS Circuitos A RC Y Medicina PDF

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Trabajo de investigación sobre las aplicaciones de circuitos a RC y MEDICINA....

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA Facultad de Ingeniería Eléctrica y Electrónica

2016-l

Curso: Circuitos Eléctricos 1

Aplicaciones de los circuitos eléctricos Circuitos RC y Medicina Realizado por:

 Cisneros Molina Marco A.

Código: 20140513E

Profesora del curso:  Negrón Martínez Consuelo Carmen Fecha del trabajo de investigación:

20/05/2016

Fecha de entrega del informe:

20/05/2016

APLICACIONES DE LOS CIRCUITOS RC CIRCUTOS RC

• Filtro pasa bajos Un filtro RC paso bajo es un circuito formado por un resistor y un capacitor conectados en serie, como se muestra en el gráfico más abajo. El filtro paso bajo permite sólo el paso de frecuencias por debajo de una frecuencia en particular llamada frecuencia de corte (฀฀฀ ฀ ) y elimina las frecuencias por encima de esta frecuencia. Estos filtros RC no son perfectos por lo que se hacen dos análisis. Un análisis en el caso ideal y otro en el caso real. La unidad de frecuencia es el: Hertz, Hertzio o ciclo por segundo. Filtro Paso Bajo ideal

El filtro paso bajo ideal es un circuito formado por una resistor y un capacitor, que permite el paso de las frecuencias por debajo de la frecuencia de corte (฀฀฀ ฀ ) y elimina las que sean superiores a ésta. (Ver figuras arriba) Filtro paso bajo Real

La reactancia capacitiva cambia con la frecuencia. Para altas frecuencias XC es baja logrando con esto que las señales de estas frecuencias sean atenuadas. En cambio a bajas frecuencias (por debajo de la frecuencia

de corte) la reactancia capacitiva es grande, lo que causa que estas frecuencias no se vean afectadas o son afectadas muy poco por el filtro. Los filtros pasa bajo se llama así porque solo dejan pasar la parte baja de la frecuencia. Están representados por el siguiente circuito:

• Filtro pasa altos Un filtro paso alto RC es un circuito formado por una resistencia y un condensador conectados en serie, como se ve en la figura más abajo. Los filtros Paso alto permiten solamente el paso de las frecuencias por encima de una frecuencia en particular llamada frecuencia de corte (฀฀฀ ฀ ) y atenúa las frecuencias por debajo de esta frecuencia. Estos filtros RC no son perfectos por lo que se hace el análisis en el caso ideal y el caso real. La unidad de frecuencia es el: Hertz, Hertzio o ciclo por segundo. Filtro Paso Alto ideal

El filtro paso alto ideal es un circuito que permite el paso de las frecuencias por encima de la frecuencia de corte (฀฀฀ ฀ ) y elimina las que sean inferiores a ésta. Ver en la figura, que las frecuencias que pasan son las que están al lado derecho de la línea vertical roja, que representa la frecuencia de corte.

Filtro RC Paso Alto Real

Los filtros pasa alto son aquellos que solo deja pasar frecuencias superiores a un cierto valor especifico. Están representados por el siguiente circuito:

• Filtro pasa banda El circuito que se muestra a continuación es un filtro pasa banda. (Filtro paso bajo + filtro paso alto), y sólo deja pasar un rango de frecuencias delimitada por dos frecuencias de corte: – Fc1: Frecuencia de corte del filtro pasa alto. (Frecuencia de corte inferior) – Fc2: Frecuencia de corte del filtro paso bajo. (Frecuencia de corte superior) Si se modifican estas frecuencias de corte, se modifica el rango de frecuencias, ampliando o disminuyendo las frecuencias que pueden pasar por él. En este caso la primera parte del circuito con el capacitor C1 y el resistor R1 forman el filtro paso alto y la segunda parte, formado por R2 y C2, forman el filtro paso bajo.

El orden de los filtros se puede invertir (primero el filtro paso bajo y después el filtro paso alto), pero hay razones para ponerlos en el orden del gráfico. Una razón es que el segundo filtro se comporta como una carga para el primero y es deseable que esta carga sea la menor posible (que el segundo filtro demande la menor cantidad de corriente posible del primero). Al tener el segundo filtro una frecuencia de corte mayor, es de suponer que los valores de las impedancias causadas por R2 y C2 sean mayores y ésta cause que sea menor la carga que tenga el primer filtro. Los filtros pasa banda son aquellos que permiten el paso de componentes frecuenciales contenidos en un determinado rango de frecuencias, comprendido entre una frecuencia de corte inferior y otra superior. Están representados por el siguiente circuito:

• Diagramas de Bode Un diagrama de Bode es una representación gráfica que sirve para caracterizar la respuesta en frecuencia de un sistema. Normalmente

consta de dos gráficas separadas, una que corresponde con la magnitud de dicha función y otra que corresponde con la fase. Recibe su nombre del científico estadounidense que lo desarrolló, Hendrik Wade Bode. Es una herramienta muy utilizada en el análisis de circuitos en electrónica, siendo fundamental para el diseño y análisis de filtros y amplificadores.

Diagrama de Bode de un filtro paso bajo Butterworth de primer orden (con un polo).

El diagrama de magnitud de Bode dibuja el módulo de la función de transferencia (ganancia) en decibelios en función de la frecuencia (o la frecuencia angular) en escala logarítmica. Se suele emplear en procesado de señal para mostrar la respuesta en frecuencia de un sistema lineal e invariante en el tiempo.

• Frecuencia de corte • Uso de aplicaciones en Android para filtros

APLICACIONES DE CIRCUITOS ELÉCTRICOS A LA MEDICINA EL DESFIBRILADOR La fibrilación es un término que se emplea en medicina para referirse a uno de los trastornos del ritmo cardíaco, haciendo que los impulsos se vuelvan caóticos y las contracciones se vuelvan arrítmicas. Un desfibrilador externo es un dispositivo que funciona aplicando una descarga eléctrica al cuerpo humano mediante dos electrodos. Un desfibrilador externo es básicamente un circuito RC.

Un desfibrilador funciona cargando un condensador de 200 F a un alto voltaje. Es decir, cargándolo a 1500 V durante 5ms y luego descargándolo en el cuerpo. La resistencia típica de una persona adulta es 50Ω.

LA NEURONA En la figura se muestra la estructura básica de una neurona.

En particular nos interesa estudiar el axón de la neurona, para ello lo podemos considerar como un cable:

Lamentablemente no es un cable tan simple. La mielina y los nodos de Ranvier hacen que se comporte como un circuito RC:

Lo interesante es que podemos considerar que el axón es muy largo (la mielina tiene una longitud promedio de 2 mm).

Los nodos de Ranvier tienen una longitud de 1 micrómetro. Si consideramos que el axón es aproximadamente infinito, tenemos un circuito distribuido (repetitivo):

Una celda está marcada por el recuadro punteado. ฀฀0 es la resistencia por unidad de longitud fuera del axón, ฀฀฀ ฀ es la resistencia por unidad de longitud dentro del axón. El diámetro del axón es 2a y b es el espesor de la membrana que recubre al axón. ฀฀฀ ฀ es la resistencia por unidad de longitud del axón y ฀฀฀฀ la capacitancia de la membrana por unidad de longitud....