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Conceptos bConceptos báásicos de sicos de corriente elcorriente elééctrica y ctrica y TransductoresTransductores

PresentaciPresentacióón n GrGr 1 Fisiopatolog1 Fisiopatologííaa

Ayud. Gdo 1 Jorge Lobo

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Definiciones de corriente Definiciones de corriente elelééctricactrica§§ En los llamados materiales conductores los electrones se pueden En los llamados materiales conductores los electrones se pueden mover mover

en la banda libre.en la banda libre.§§ La velocidad con que se mueve la carga de estos electrones se leLa velocidad con que se mueve la carga de estos electrones se le llama llama

corriente elcorriente elééctrica.ctrica.§§ Si Si Q(tQ(t) representa la carga presente en el instante de tiempo t enton) representa la carga presente en el instante de tiempo t entonces:ces:

§§ i(ti(t) = ) = dQ(tdQ(t)/)/dtdt

Se mide en Amperios (A) en el Se mide en Amperios (A) en el SI*SI*::1A representa el pasaje de un 1A representa el pasaje de un CoulombCoulomb por segundopor segundo1 1 CoulombCoulomb = es la carga de 6.24 x 10= es la carga de 6.24 x 1018 18 electroneselectrones

*SI: Sistema Internacional de Pesas y Medidas (basado en MKS)*SI: Sistema Internacional de Pesas y Medidas (basado en MKS)

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PotencialesPotenciales§§ Para tener una corriente necesitamos mover nuestros electrones.Para tener una corriente necesitamos mover nuestros electrones.§§ Supongamos que tenemos una corriente circulando entre dos puntosSupongamos que tenemos una corriente circulando entre dos puntos A y A y

B. El trabajo que se realiza en mover las cargas entre A y B es B. El trabajo que se realiza en mover las cargas entre A y B es llamado llamado TensiTensióón o Diferencia de Potencialn o Diferencia de Potencial

§§ La unidad que se utiliza el VoltioLa unidad que se utiliza el Voltio1 V: es la energ1 V: es la energíía necesaria para mover una carga de 1C desde A hasta a necesaria para mover una carga de 1C desde A hasta B.B.

A B

Las corrientes pueden ser continuas o alternas

Continuas = valor cte. de corriente ßà valor cte de potencial

Alternas= valor variable de corriente ßà valor variable de potencial

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En un material conductor se cumple la siguiente leyEn un material conductor se cumple la siguiente ley

V = R IV = R I

I = V/RI = V/R

Ley de Ley de OhmOhm

+

_

I

V R

R = L / (s A)

L: largo del conductor

s : conductividad (propiedad del material)

A : sección del material

Bucle o lazo de corriente

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CCáálculo de Potencialculo de Potencia

§§ La potencia instantLa potencia instantáánea estnea estáá dada por:dada por:p(tp(t) = ) = v(tv(t) . ) . i(ti(t))

P = V . I = R IP = V . I = R I22

La unidad es el La unidad es el WattWatt::1 W = 1 V . 1 A1 W = 1 V . 1 A

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DefinicionesDefiniciones

SensorSensorDispositivo que convierte un parDispositivo que convierte un paráámetro fmetro fíísico a una sesico a una seññal elal elééctricactrica

ActuadorActuadorConvierte una seConvierte una seññal de origen elal de origen elééctrico en otra de carctrico en otra de caráácter fcter fíísicosico

Ej.Ej.TermTermóómetro (metro (HgHg))

ManManóómetrometroMicrMicróófonofono

TransductorTransductorEs un dispositivo que convierte informaciEs un dispositivo que convierte informacióón de una energn de una energíía determinada a determinada

a otra energa otra energíía diferente.a diferente.

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SENSIBILIDAD Y RESOLUCIÓN(instrumentos de medici(instrumentos de medicióón)n)§§ SENSIBILIDAD:SENSIBILIDAD:§§ Es la relaciEs la relacióón de la sen de la seññal de salida o respuesta del al de salida o respuesta del

instrumento respecto al cambio de la entrada o instrumento respecto al cambio de la entrada o variable medida.variable medida.

§§ La sensibilidad del galvanLa sensibilidad del galvanóómetro es una metro es una constanteconstantecaractercaracteríística.stica.

§§ En general se expresa en En general se expresa en divdiv//µµA.A.§§ RESOLUCIRESOLUCIÓÓN:N:§§ Es el cambio mEs el cambio máás peques pequeñño en el valor medido al cual o en el valor medido al cual

responde el instrumento. Para el galvanresponde el instrumento. Para el galvanóómetro se metro se expresa en expresa en µµA.A.

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PotenciomPotencioméétrostrosVariaciones de magnitudes físicas que se traducen luego en variaciones de resistencias.

Resolución:

Es es dependiente de la construcción

Enrollados: variación por paso

Continuos: variación continua

Funcionan con corrientes alternas o continuas

Desgastes: mecánicos producidos por rozamientos, producen ruidos en la medida.

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StrainStrain GagesGages* I* IRecordamos:

R = L /(s .A)

L aumenta

A disminuyeR ??R

L

A s

*Strain Gage = galga extensiométrica

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StrainStrain GagesGages IIII

§§ Cuando un cable fino (25Cuando un cable fino (25µµmm) se estira dentro de su l) se estira dentro de su líímite de elasticidad mite de elasticidad su resistencia cambia debido a cambios en su largo y disu resistencia cambia debido a cambios en su largo y diáámetro.metro.

Se puede modelar su variación de resistencia con respecto a su estiramiento por un coeficiente llamado factor de la galga (G)

G = (?R/R) (?R/R) = G (?L/L)

(?L/L)

Esta variación es fuertemente dependiente de la TEMPERATURA

2:39 2:39 NNúúcleo de Ingeniercleo de Ingenieríía Bioma Bioméédicadica 1111

StrainStrain GagesGages IIIIII

2:39 2:39 NNúúcleo de Ingeniercleo de Ingenieríía Bioma Bioméédicadica 1212

StrainStrain GagesGages IVIV

§§ ConstrucciConstruccióónn

2:39 2:39 NNúúcleo de Ingeniercleo de Ingenieríía Bioma Bioméédicadica 1313

StrainStrain GagesGages IVIV

2:39 2:39 NNúúcleo de Ingeniercleo de Ingenieríía Bioma Bioméédicadica 1414

Puente de Puente de WheatstoneWheatstone II

A

B

R

Rx

EV1 V2

I2I1

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Puente de Puente de WheatstoneWheatstone IIII

Rango de uso: Rx de 1Ω a 10 MΩ

E = A I1 + B I1

V1 = A I1

E/(A + B) = V1/A

V1= AE/(A+B)

V1-V2 = [A/(A+B) – R/(R+Rx) ] E

Hablamos de Balanceo del puente cuando V1-V2 = 0 esto nos lleva a las siguientes relaciones entre las resistencias:

E(ARx – BR)/[(A+B)(R+Rx)] =0

A/B = R/Rx

Se demuestra que si A=B y R=Rx tenemos máxima sensibilidad

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Puente de Puente de WheatstoneWheatstone IIIIII

A

B

R

Rx

E

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Puente de Puente de WheatstoneWheatstone IVIV

§§ En una situaciEn una situacióón mn máás real, compensacis real, compensacióón:n:

R

R

R + ∆R + ∆RT

R + ∆RT

E

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AplicaciAplicacióón n FortFort

R + ∆R + ∆RT

R - ∆R + ∆RT

E

R - ∆R + ∆RT

R + ∆R + ∆RT

RR

Eu d∆

=

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AplicaciAplicacióón Transductor n Transductor PresiPresióónn

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