Principios de análisis instrumental

62 Capítulo 3 Amplificadores operacionales en los instrumentos químicos «< constante. En cada una de las dos uniones formadas con alam– bres de cobre y una aleación llamada constantán (también se usan otros pares de metales). La diferencia de potencial v 2 - v 1 es de casi 5 mV por cada 100 oc de diferencia de temperatura. 3D APLICACIONES DE LOS AMPLIFICADORES OPERACIONALES AL CONTROL DEL VOLTAJE YLA CORRIENTE Los amplificadores operacionales se configuran con facilidad para que generen señales constantes de voltaje o de corriente. 30.1 Fuentes de voltaje constante Varios métodos instrumentales requieren una fuente de potencia cd cuyo voltaje se conozca con precisión y a partir del cual se puedan extraer corrientes razonables sin variaciones de voltaje. Un circuito que cumple con estas características se denomina potenciostato. Cada uno de los dos potenciostatos ilustrados en la figura 3.14 utilizan una fuente de voltaje estándar en un circuito de retroalimentación. Por lo regular, esta fuente es un circuito inte- S Voltaje estándar Voltaje estándar a) b) + A B FIGURA 3.14 Fuentes de voltaje constante. Carga RL + Carga RL grado estabilizado con Zener, barato y comercialmente disponible (véase la sección 2D.3), que produce un voltaje de salida constante con variaciones de solo unas centésimas por ciento. Sin embargo, una fuente de este tipo no mantiene su voltaje cuando tiene que entregar una corriente grande. Recuerde que, como ya se explicó antes, el punto de suma S de la figura 3.14a está en un potencial virtual común. Para que exista esta condición, es necesario que V 0 = Vstd> el voltaje están– dar. Es decir, la corriente en la resistencia de carga RL debe ser tal que ILRL = Vstd· Es importante tener en cuenta que esta corriente proviene de la fuente de potencia del amplificador operacional y no de la fuente de voltaje estándar. En esencia, no hay corriente en el lazo de retroalimentación porque la impedancia de la entrada inversora es muy grande. Por tanto, la celda estándar controla V 0 pero no proporciona ninguna corriente a través de la carga. En la figura 3.14b se ilustra una modificación del circuito en a) que facilita fijar el voltaje de salida del potenciostato en un nivel que es un múltiplo conocido del voltaje de salida de la fuente de potencial estándar. 3D.2 Fuentes de corriente constante Las fuentes cd de corriente constante, llamadas amperostatos, se utilizan en varios instrumentos analíticos. Por ejemplo, se usan para conservar una corriente constante en la celda electroquí– mica. Un amperostato reacciona ante los cambios en la poten– cia de entrada o al cambio de la resistencia interna de la celda al modificar su voltaje de salida de tal modo que la corriente se con– serve en un nivel predeterminado. En la figura 3.15 se ilustran dos amperostatos. El primero requiere un voltaje de entrada V¡ cuyo potencial es constante mientras proporciona una corriente importante. Recuerde de lo que ya ha estudiado que RL V¡ t r11 a) Celda RL ~ ¡L 1¡ b) FIGURA 3.15 Fuentes de voltaje constante. lL= ~ R¡ potenciador no inversor