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Ejercicio E2.3
ОглавлениеConsidérese un sistema electrónico alimentado mediante dos fuentes de tensión constante de valores respectivos E y E , según se esquematiza en la figura E2.3.1. En este sistema genérico, representativo de muchas aplicaciones electrónicas, se ha indicado como GND el nodo de referencia de tensiones, también denominado masa del circuito.
Figura E2.3.1
Supóngase que el sistema está generando, como un cierto procesador de las tensiones externas de alimentación E1 y -E2, una tensión de salida eO, y que internamente está formado, únicamente, por elementos pasivos (característica u-i en primer y tercer cuadrantes).
Aplicar a este sistema las leyes de Kirchhoff.
Solución
Primera ley (de corrientes)
Considerando la superficie gaussiana SG1, y al estar el sistema en vacío (corriente nula por la rama de e0), debe cumplirse que i1 = i2.
Segunda ley (de tensiones)
En la malla superior (e0-e1-E1) se cumple que E1 = e1 + e0. Así, se observa que si e0 crece hacia valores más positivos, e1 debe decrecer para mantener esta igualdad.
En la malla inferior (e0-e2-E2) se cumple que E2 = e2 - e0. Así, se observa que si e0 decrece hacia valores negativos, e2 debe crecer hacia valores más positivos para mantener esta igualdad.
De la segunda ley de Kirchhoff así aplicada, se desprende que el máximo valor positivo para e0 es, precisamente E1, obtenido cuando e1 = 0, mientras que su mínimo valor (el más negativo) es -E2, obtenido cuando e2 = 0, de donde resulta que -E2 ≤ e0 ≤ + E1.
Así, como consecuencia de esta forma peculiar de aplicar el principio de conservación de la energía, se desprende que la tensión de salida de un sistema electrónico está acotada por los límites que imponen sus tensiones de alimentación. A la diferencia entre las tensiones de alimentación, E1 - (-E2) = E1 + E2 se le denomina máxima excursión de la tensión de salida del sistema en cuestión, y si dicho sistema tiende a generar una tensión de salida que exceda a los límites impuestos por esta (-E2 ≤ e0 ≤ + E1) se dice que el sistema está saturado.
• Principio de la superposición.
Es aplicable únicamente a circuitos lineales, como consecuencia de esa propiedad. Puede ser enunciado como sigue:
La respuesta de un circuito lineal a dos o más excitaciones, puede ser obtenida como superposición (suma) de las respuestas individuales del sistema dadas por cada una de las excitaciones cuando las otras no actúan.
