Circuito Comparador de Voltaje: Construcción y Prueba con un Op-Amp Dual

Introducción

Un comparador de voltaje es un bloque fundamental en electrónica analógica, permitiendo a un circuito decidir cuál de dos voltajes de entrada es mayor. En este tutorial construirás un comparador simple y práctico usando un solo amplificador operacional dual, observarás el resultado con un LED y explorarás aplicaciones prácticas como alarmas de velocidad del viento.

Partes y Materiales

• Amplificador operacional: modelo 1458 o 353 (Radio Shack catálogo # 276‑038 / 900‑6298) — un op-amp dual en encapsulado DIP de 8 pines.
• Tres baterías de 6 V (proporciona rieles de alimentación de 0 V a +18 V).
• Dos potenciómetros lineales de 10 kΩ (Radio Shack # 271‑1715).
• 1 × LED (Radio Shack # 276‑026 o equivalente).
• 1 × resistencia de 330 Ω.
• 1 × resistencia de 470 Ω.

Usar un op-amp dual es una buena práctica incluso si tu diseño solo necesita un canal. Ahorra componentes y mantiene tu kit de laboratorio flexible para proyectos futuros.

Referencias Cruzadas

Lessons In Electric Circuits, Volumen 3, capítulo 8: "Amplificadores Operacionales"

Objetivos de Aprendizaje

• Comprender cómo funciona un op-amp como comparador de voltaje.
• Construir un circuito comparador y validar su operación visualmente con un LED.
• Explorar escenarios del mundo real donde los comparadores son esenciales.

Diagrama Esquemático

Ilustración

Cómo Funciona el Comparador

La salida del op-amp se satura ya sea cerca del voltaje positivo de alimentación (+18 V) o cerca de tierra (0 V). Cuando la entrada no inversora (+) recibe un voltaje mayor que la entrada inversora (−), la salida se pone en alto, encendiendo el LED. Si la entrada inversora es mayor, la salida se pone en bajo y el LED se apaga.

Para una comprensión más profunda, conecta voltímetros a los dos terminales de entrada (referenciados a tierra). Verás cómo cambian los valores numéricos al girar los potenciómetros, coincidiendo con el estado encendido/apagado del LED.

Ejemplo de Aplicación Práctica

Imagina un anemómetro que convierte la velocidad del viento en un voltaje proporcional. Al alimentar esta señal a la entrada no inversora y un voltaje de referencia fijo a la entrada inversora, el comparador puede activar una alarma de viento fuerte cuando la velocidad supera un umbral establecido.

Hoja de Trabajo Relacionada

• Hoja de Trabajo de Circuitos Op-Amp de Lazo Abierto