Resistencia Negativa

[fausto1995]

Buenas Tardes a todos, y gracias por ver mi duda, mi nombre es fausto orozco, y lo que sucede es que estoy intentando hacer un laboratorio, en el cual nos dan la impedancia por decirlo asi de thevenin, y una impedancia de carga, ambas tiene parte real y compleja.

Zthe=1+0.628j Zload=10+6.28j

me piden que cambie asociando componentes a la carga de tal manera que se cumpla la maxima transferencia de potencia

Zthe=Zl*

entonces supongo una frecuencia de 1Khz, y obtengo el circuito en el tiempo, ahora mi problema esta en que para bajar la resistencia de 10Ω a 1Ω, necesitaria o colocarle una resistencia en paralelo de 1.125 o una negativa en serie de -9Ω, la profesora nos pide que lo hagamos con la negativa, por ello busque y encontre que ello se lograba con un amplificador operacional, y lo monte como se ve en la siguiente figura,



como se puede ver la relacion entrada salida con respecto a la corriente y el voltaje de salida es Vo/Ient=-2R, donde R es la resistencia es la misma para todos como, se puede observar, ahora yo supongo que este esquema del amplificador ya es por decirlo asi mi resistencia negativa pero para probarlo monto el circuito que se observa en la siguiente figura:



como se puede ver al dividir el voltaje de la fuente entre la corriente de la rama, obtengo que la resistencia es de 15.15'Ω por ende el valor negativo de resistencia que ahora esta dando el amplificador es de -14.84Ω, porfavor si me pudieran ayudar les quedaria muy agradecido adjunto la grafica del sistema completo por si lo desean ver.

 

[cristianclc]

Hola! Yo analizaría la transferencia Vent/Ient (o sea Zent) que si todas las resist valen R sería -R.
Estuve viendo que el medidor de corriente lo pusiste en la carga R1, yo lo pondría en serie con la fuente de tensión para poder calcular Zent! Espero que te sirva

 

[fausto1995]

Gracias por tu respuesta en un comienzo creí que la corriente era la misma por ello puse el amperimetro ahí pero bueno lo cambie e igual paila según ley de ohm la resistencia q me genera el amplificador es de -34.5Ω contrario a los -9Ω para los cuales estaba diseñado. no se que pasara o es que para generar esa resistencia no debo usar esa configuración no se que hacer.

Hola! Yo analizaría la transferencia Vent/Ient (o sea Zent) que si todas las resist valen R sería -R.

Me quedo sonando esa partecita pero no entiendo el porque dices voz q si todas valen R seria R segun mi analisis seria -2R pero creo q el tuyo suponiendo R=-R funciona si me lo pudieras explicar te quedaria muy agradecido

 

[chclau]

La conexion del opamp como resistencia negativa es a la entada del opamp, sin usar su salida, si no me equivoco. Para tus pruebas con la resistencia de 30 Ohm conectala en serie con la entrada del opamp y pone ahi tambien el amperimetro y fijate si funciona. No te olvides que el opamp conectado asi presenta una resistencia negativa referida a masa, en su entrada.

 

[fausto1995]

Ya entendi bien el porque del sistema; no habia visto la demostracion de esa impedancia negativa, de todas maneras muchas gracias ya logre que el sistema funcionara bien, lo unico que no me queda claro es porq se toma como la otra pata por asi decirlo de la resistencia la salida del amplificador pero pues bueno lo importante es que ya entendí el principio muchas gracias. ya obtengo a mi salida para el voltaje 1sin(1000*2*pi*t) y para la corriente 0.5*sin(2*pi*1000*t) que era lo que buscaba muchas gracias cristianclc

 

[opamp]

Hola fausto1995, me detuve en tu circuito de "resistencia negativa" , el tema es que estás implementando "realimentación positiva" lo que trae a confusión, para muestra un botón.

En tu segundo circuito aplicas un V1= 5VDC positivo respecto a GND y se supone que la intensidad tenga el mismo sentido , como el indicado en el primer diagrama . Ya te diste cuenta que es al revés,la intensidad( (Vout-V1) / R4) = (10V-5V)/4.5Ohm= 1.1111A está ingresando a la fuente V1;.....los simuladores son interesantísimos, pero muchas conclusiones las obtenemos por nuestro análisis.

Si implementas lo hallado es muy probable que no funcione, a las fuentes por lo general les gusta entregar y no recibir amperaje, no conozco Amp Op que suministren tan altos amperajes , en tu 2º circuito son como 2.555A,...............................................SEúO

 

[fausto1995]

La conexion del opamp como resistencia negativa es a la entada del opamp, sin usar su salida, si no me equivoco.

Mira que lo probé como dijiste que se conectaba y funciona bn, ya creo que no tendré mas problemas con ese ejercicio muchas gracias, adjunto ya el circuito final como quedo:

Si implementas lo hallado es muy probable que no funcione, a las fuentes por lo general les gusta entregar y no recibir amperaje, no conozco Amp Op que suministren tan altos amperajes , en tu 2º circuito son como 2.555A,...............................................SEúO

Si esos valores los puse sin intesion de reflejarlos en la vida real solo era para verificar que si se comportara como yo queria muchas gracias, por la explicasion, y si creo que sea complicado montarlo en la vida real y que funciones, ya que para simularlo en un comienzo use el modelo del 741, que trae isis pero en ese caso no funciono :/ me toco usar el amp ideal que trae por defecto, aunq en la vida real esta solucion no me parece practica ya que yo colocaria simplemente una resistencia en paralelo de 1.125Ω y con eso me ahorro la alimentacion con fuente dual y todo el montaje, muchas gracias por las respuestas

 

[chclau]

En la vida real la resistencia en paralelo tampoco es gran cosa... dos maneras de solucionar el tema de adaptacion de impedancia, por si te interesa en el futuro:

1) Usar etapas amplificadoras. Por ejemplo el llamado seguidor de emisor, con ganancia de tension uno, tiene alta impedancia de entrada y baja de salida. Hay otras configuraciones posibles.

2) Usar transformadores.

Supongo que habra otras, que no se o no me vienen ahora a la memoria.