Fundamentos de Amplificadores: Ganancia, Impedancia y Clases de Funcionamiento

Conceptos Fundamentales de Amplificación

Definición y Función del Amplificador

Un amplificador es un dispositivo que aumenta el nivel de las señales eléctricas que captan los sensores, para después aplicarlas con suficiente energía.

(Nota: El esquema de la función de amplificación debe ser representado gráficamente.)

Definición de Ganancia

La Ganancia (A) es la relación entre el valor de la señal obtenida a la salida y el de la entrada. Se representa con la letra A y se mide en términos de tensión, corriente o potencia.

(Nota: El esquema de un amplificador con dos magnitudes de entrada y salida debe ser representado gráficamente.)

Ganancia: Cálculo y Representación

Tipos de Ganancia

La ganancia se clasifica según la magnitud que se esté midiendo:

• Ganancia de Tensión: Se obtiene midiendo el valor de la tensión de entrada y de salida.
• Ganancia de Corriente: Se obtiene midiendo el valor de la intensidad de salida y de entrada.
• Ganancia de Potencia: Se obtiene al dividir la potencia obtenida en la salida entre la potencia de entrada.

Ganancia en Cascada

Si se tienen varios amplificadores conectados en cascada, la ganancia total se calcula mediante la multiplicación de las ganancias individuales:

$$A_{total} = A_1 \times A_2 \times A_3$$

Cálculo de la Ganancia en Decibelios (dB)

La ganancia en decibelios (dB) se calcula mediante las siguientes fórmulas:

• Ganancia de Tensión ($a_v$): $$a_v = 20 \times \log(A_v)$$
• Ganancia de Corriente ($a_i$): $$a_i = 20 \times \log(A_i)$$
• Ganancia de Potencia ($a_p$): $$a_p = 10 \times \log(A_p)$$

Ganancia Total en Cascada (dB)

Si se tiene una configuración en cascada, la ganancia total en decibelios es la suma de las ganancias individuales:

$$A_{dB} = a_1 + a_2 + a_3$$

Impedancia y Acoplamiento

Impedancia de Entrada y Salida

La impedancia es la oposición que ofrece un circuito al paso de la corriente alterna.

Impedancia de Entrada ($Z_e$)

Es la impedancia que ofrece un amplificador a la entrada. Se calcula aplicando la Ley de Ohm entre sus extremos.

Fórmula proporcionada: $$Z_e = V_{entrada} / V_{salida}$$

Impedancia de Salida ($Z_s$)

Es la impedancia que ofrece el amplificador a su salida.

Fórmula proporcionada: $$Z_s = V_{salida} / V_{entrada}$$

Adaptación de Impedancias

La adaptación de impedancias es una característica fundamental. Es necesaria para limitar el paso de corriente y asegurar la máxima transferencia de potencia entre etapas, optimizando la carga que presenta el amplificador.

Acoplamiento de Amplificadores

Los amplificadores se pueden acoplar uniendo dos, tres o más etapas en cascada.

(Nota: Los dibujos del acoplamiento deben ser representados gráficamente.)

Clases de Amplificadores

h3>Amplificador Clase A

En un amplificador Clase A, el punto de funcionamiento se sitúa de manera que la señal de salida no esté distorsionada, permitiendo que la corriente fluya durante todo el ciclo (360°).

Amplificador Clase B

En un amplificador Clase B, la corriente de salida fluye solo durante medio ciclo (180°), resultando en la aparición de solamente semiciclos en la señal de salida.

(Nota: El dibujo de su función debe ser representado gráficamente.)

Amplificador Clase C

En un amplificador Clase C, la corriente que aparece como señal de salida fluye menos de un semiciclo (menos de 180°).