Entendiendo Ganancia de Amplificadores: Voltaje, Corriente y Potencia

La Ganancia de Voltaje

Los amplificadores están diseñados para aumentar la magnitud de una señal de entrada. La habilidad de cuantificar este aumento se expresa como ganancia, la razón de magnitud de salida a entrada. Ya sea comparando potencia, voltaje o corriente, la ganancia es una cifra adimensional que dice cuántas veces se ha amplificado la entrada.

En notación ingenieril, la ganancia se representa por la letra mayúscula A.

Calculando Ganancia de Voltaje

Considere un amplificador que recibe señal AC de 2 V RMS y entrega 30 V RMS en su salida. La ganancia de voltaje se calcula como 30 V ÷ 2 V, resultando en ganancia de 15:

Inversamente, si la ganancia de corriente AC de un amplificador es 3.5 y recibe entrada AC de 28 mA RMS, la corriente de salida es 3.5 × 28 mA = 98 mA:

Estos ejemplos referencian explícitamente señales AC porque amplificadores a menudo se comportan diferente con entradas AC versus DC. En muchos circuitos, el dispositivo está optimizado para amplificar cambios o variaciones —i.e., el componente AC— mientras trata un nivel DC estable diferente. Por tanto, es esencial identificar si trabaja con AC o DC al calcular o aplicar ganancia.

Tipos de Ganancia de Amplificador Eléctrico

La ganancia de amplificador puede expresarse en términos de voltaje, corriente o potencia, y aplicar a señales tanto AC como DC. Resumen conciso:

• Ganancia de Voltaje: ΔV_out / ΔV_in (voltaje AC ÷ voltaje AC)
• Ganancia de Corriente: ΔI_out / ΔI_in (corriente AC ÷ corriente AC)
• Ganancia de Potencia: P_out / P_in (potencia salida ÷ potencia entrada)

El símbolo triángulo (Δ) denota cambio, reforzando que estas razones a menudo relacionan variaciones AC.

Cuando múltiples amplificadores se cascadan, la ganancia total iguala el producto de las ganancias individuales. Por ejemplo, primera etapa con ganancia 3 seguida de segunda con ganancia 5 rinde ganancia total 3 × 5 = 15. Una entrada de 1 V se volvería 3 V tras primera etapa y 15 V tras la segunda:

En práctica, siempre verifique la hoja de datos de cada etapa para confirmar que la ganancia combinada cumple requisitos de su sistema.

HOJAS DE TRABAJO RELACIONADAS:

• Hoja de Trabajo de Teoría Elemental de Amplificadores