Aquí ando ando and and an an a a a a…..Con un tema raro, de esos que saca de los nervios a más de uno y que se aplica en muchos aspectos de la vida. Bueno, no tanto pero es un problema de esos canallas que cuando lo sufres, odias que el mundo sea así.

Hablo de la adaptación de impedancias. Suena así importante y lo es porque más de un circuito jod* nuestras expectativas por culpa de este concepto etéreo que nadie entiende… Y eso que es sencillo….

Las fuentes de alimentación no tienen el voltaje que dicen…

En este caso voy a hablar de la adaptación de impedancias para salvar el voltaje. ¿Y esto de que va? Pues mira cuando conectas una carga a una fuente de voltaje, lo que tienes es la fuente, una resistencia (que es la carga) y aparece una resistencia interna a la fuente. Esto es porque las fuentes no son ideales y contienen pequeñas (o grandes) resistencias.

¿En qué nos afecta esto? Puede que en nada o en mucho, dependerá de la carga (la resistencia que conectamos a la fuente). Bueno, me dejo de ser taaaan enigmático y voy a un ejemplo. Tienes una resistencia de 10K que conectas a una fuente que da 10 Voltios.

El voltaje en la carga será de 10 Voltios… O eso es el ideal, lo que creemos. Pero no tiene por qué (Catabummm te acaba de explotar la cabeza, lo sé). El caso es que imagina que la resistencia interna de la que te hablaba antes es de 1 Ohm. Por la ley de Ohm la corriente en este circuito será:

Ahora aplicamos esta corriente para conocer la caída de voltaje que hay en esta resistencia interna:

Así que a la carga llegan 10V-0.0009999=9.9999 Voltios… Es decir casi todo, tal y cómo imaginábamos.

Supongamos el caso de que la resistencia interna son 10K. Ahora la cosa cambia ya que haciendo los mismos cálculos que antes sale que se pierden 5 Voltios en la carga interna y solamente dispones de 5 Voltios en la carga… Oh Oh… ¡Esto es un timo!

Pero vayamos más allá. La resistencia interna ahora es de 100K. El voltaje que llega a la carga es de 0.9V. Vaya miseria,¿no? Pues eso es lo que sucede cuando compras una fuente barata, que tiene una resistencia interna alta y si la resistencia de tu carga es baja… Vas a ir muy justo y no te va a dar el voltaje prometido.

Si compras una fuente de alimentación más cara la resistencia será menor pero si tu carga es baja… Bueno ya sabes lo que puede pasar en cada caso…

Ahora sí: adaptación de impedancias

Vale, si esto te ha parecido interesante ahora voy a por el sobresaliente, a por la adaptación de impedancias en sí. Pongamos un ejemplo de un amplificador, aunque luego te explicaré que esto puede pasar en muchos más casos. Tenemos dos amplificadores. Cada uno aumenta la señal 10 veces (Cómo estoy con el número 10 hoy…).

Así, en mi mente lo que sucede es que la señal de 1 Voltio en la entrada sale del primer amplificador con 10 Voltios y del siguiente con 100 Voltios… MOLA! Aunque después de este momento tan tierno lo piensas y… No es todo taaaan bonito.

Primero pongámosle nombres y apellidos a esto. Tenemos dos resistencias, al igual que antes. La de la carga se llama impedancia de entrada (impedancia es otra forma de llamar a la resistencias más o menos… Pero la diferencia no es relevante en este caso). A la resistencia interna se le llama impedancia de salida. Luego, todos los objetos electrónicos del mundo se pueden simplificar a una fuente y una resistencia… Por lo que nuestros amplificadores tendrán dos resistencias o impedancias.

Imaginemos que esta impedancia de salida del primer amplificador son 10K otra vez. Al llegar la señal al segundo amplificador entra y se descarga en una resistencia que será la de la carga, la de salida. Si esta resistencia de salida es 10K hemos visto antes que hemos perdido la mitad. Es decir que hemos pasado de 1V a 5V.

Pero es que este segundo amplificador, para hacer su trabajo ahora envía la señal y tiene una resistencia de salida (diferente a la de entrada, por eso se llama de salida porque es la que saca la señal fuera) de 1K y la de la carga final es de 1K, lo que pasaría es que estos 5V pasarían a multiplicarse por 5 y no por 10 como tocaría, por lo que tenemos 25V finales. Cuando teníamos que tener 100V…..

Esto se soluciona sabiendo que la impedancia de salida tiene que ser mucho más pequeña que la de entrada para que todo funcione bien. Y este es el secreto de los acopladores de impedancia, lo que hacen es que tienen una impedancia de entrada muy grande y la de salida muy pequeña.

Volviendo a nuestro ejemplo tendríamos la de salida del primer amplificador que sería de 10K, pues cuando llega al acoplador se encuentra con una de 100.000K, esto hace que casi no se pierda nada en la impedancia interna del primer amplificador, la de salida.

Y ahora la de salida del acoplador la hacemos muy pequeña, de 1 Ohm. Así sabemos que al salir a la carga no se perderá casi voltaje aquí y alimentará la carga con los 100V que queríamos.

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¿Dónde se utiliza esto de la adaptación de impedancias?

¿Ha quedado claro? Pues ahora veamos si esto solamente sirve para amplificar cosas… Bueno la respuesta rápida es no. Sirve para muchas áreas de la física. Por ejemplo, se utiliza en el mundo de las ecografías. Aquí se aplica una señal acústica que queremos recuperar con su eco para ver la imagen de lo que hemos atacado con el sonido.

Se aplica un gel a la piel al tomar una ecografía. Esto se hace para ayudar a que tengan resistencias del modo que nos gusta. Ya que sino lo que pasaría es que este desacoplo de impedancias entre el cuerpo y la fuente emisora del sonido (transductor) haría que se reflejara el sonido y no entrara nunca en el cuerpo.

Cosas similares encontramos en altavoces o la óptica. Lo de la óptica es más raro, porque cuando se pasa de un medio a otro (por ejemplo aire y agua) hay un cambio de índice de refracción. Si el cambio es muy grande en lugar de pasar la luz lo que hace es reflejarse directamente.

Hasta la vista, amigo, adiós…

Y eso es todo, espero que todo esto te haya servido para saber que vivimos en un mundo menos idílico del que pensabas. Eso y de que hay que gastarse el dinero en las fuentes de voltaje si vas a trabajar con resistencias muy muy bajas como es el caso de los shunt.

Espero tus comentarios ahí abajo, hace tiempo que no hablamos… 😛