Esercitazioni del corso di Dispositivi impiantabili attivi

2t0NE

ISIRC.IT

sezmhezomahao1os

ESERCIZIO 1

Sia data una batteria con tensione a vuoto pari a 3.1V e capacità 1.5 Ah che eroga sul

carico una corrente di 100 μA.

Determinare l’autonomia espressa in ore. Il

µ

Vi Ri

Vo

defibrillatore

Non è troppo

perché consuma

un

Cap 5 è

1 Ah

T cap in

già ore

Il

1.5

Te 15 000 ore

6

100 10

Altro modo 3600 C

Cap 5400

B 5400

QI

I at at 54 s

10

6

10

100

At

Aut 000

15 Ore

in 3600

Altro modo batteria

la

considera di

contenitore

come energia ma

devo sapere dal carico

assorbita

potenza 305µW

a resistenza Ro

interna 5001

deve

l'autonomia essere la stessa

F te F

ba.FR t bat

Pc

Vo 65Wh

E 3 1.5 4

I

Cap

bat E bat

Aut

dire 15246

Sbagliato poi Ore

µ Pc 715000

Perché è sbagliato RG

Non la in

abbiamo considerato dissipata

potenza

2

Il 6

Pro 100 500

Re 5µW

io

Fot PRG

Rt 310 µW

protetto E

direttamente Il 3.1

Oppure 100 10 310µW

4.65

Ebert

Quindi Ruth Ore

15000

6

Riot 310 10

Attenzione termini

immediato di

in

ragionare

meno rispetto carica

alla perché

energia dissipa

la l'energia si

si conserva

carica

IN GENERALE RL

Re Pl Il Vl Vo

Il

Il

w RG

Re

Vi Ri PE

Vo Vo dal

Il potenza erogata

generatore

Pe R voIte Ri

17

Definiamo Rg

µ VO IL

PE Retro

1

E

O ER

Se RG 91

RL al carico

lo 0.91

4

Rl RG al

0.99 carico

99

100 R 99.9

RG

Rl 0.999 al carico

ideo q

Nell'esempio di prima Rl

Il

3 30.5001

05 100µA

30500 98.4

0.984

µ 31000

ESERCIZIO 2

Un pacemaker ha una batteria da 2.8 V e 0.8 Ah con resistenza interna pari a 1 kΩ e

consuma 10 μA. Calcolare l’autonomia espressa in mesi

Te Cap 0.8 3600

cap 2880 C

1

2880 mesi

Te 288.000000 111

se

6

10

10 3

ESERCIZIO resistente

Kr

140 vo v

2.8

tap

v Imi Pnl 140 Kr

stimare il RG

di

valore

In trascura RG Rc

Rg

si

prima approssimazione

vo

E

Il 2.8 20 MA

Rl 103

140

k

grafico

Dal V

2.775 RL

Re Vo

Ve

Il

w Re RG

RL

Vo

RG

Rft R

Vi Ri

Vo Vl

1261.3

Rg 26

IL Kr

i

fare

Potevamo di

altro avendo

modo

in un errore

un

va benissimo

1 Vl

Vo 25mV

2.8

RG 2.775 3

25 10

Il Rg

Rg

URGE 25 KR

7 1

6

20 10

In fare il

è utile 1 ragionamento

generale non abbastanza

abbiamo consistente

perchè errore

un che

il VL

di graficamente

nel valore

valutare

si valutare corretto

nel modo

non può

ESERCIZIO 4 Litio Ctx dispositivi

per

intermedi

di

il RG

stimare valore Vl

V

3.3 A

570

Il µ 3

o errore

2.85 Rl

ioni

Rl 5km V

URGE 0.4 450mV

tiro

Rg 789.5 IL 1

790

IL da VL

Questo valore che

ciò di

valore

scelgo

dipende come

Quanto la cella

che

vale la

massima potenza

cedere carico

al

può Rg

Mi 3.3N

Ri 7901

o ala 6

Vo 3.3

Pmax 3.45mW 20

errore

4176 4.790 mW

2.75 4 15

on is v

di

ho

Sul tensione

carico 1.65

Vg

una

bassa

che è il dla

alimentare

troppo per

minimo 2 polenta

la al

ceduta

Quanto nelle

vale carico

nel

condizioni grafico

riportate

Pl V mW

I 62

I 8 10

errore

il funziona

così carico

Quanto condizioni lavoro

vale di

nelle riportate

cella

la

grafico nella

nel dissipata

potenza Rg

la dissipata su

potenza resistenza

interna

RG

Il

pro 257µW 5

n

errore

Ri

io riscaldamento

crea

non

Quanto Ro

la

vale quando

in

dissipata

potenza

cella

la cortocircuito

è in

Icc 2

v

3 mW

PRG

RG 13.78

Rg superiore prima

a

RG di

Kr

1 2 pacemaker

SUO

di

Ro

ma li

centinaia

t

riscaldamento maggiore

devono il è

riscaldamento

si prendere precauzioni

Roca W

potenza

importante qualche

efferatamente 03104

1

ESERCIZIO

Determinare la percentuale di Pdmax trasferita al carico in funzione della percentuale della

tensione a vuoto che si vuole avere sul carico, cioè Vl/Vo, che chiamiamo a

l

Vo

Re RL

Vo

Il Vl

w Retro

Vl Ri Rl

VL

Vo VO Retro

VI

vo Vo

Pl Re

Pdmax Retro

RL

4 RG

RG

Pl URL Re

Rg

4 Ritiro

Retro Retro

Pdmax R Pl 4

4 a

1 Altro Pdmax

po

Che è

funzione Una parabola

pl

Pl

x o o

Roma

Pc

1 io

Prima 1

massimo la

per I

limite

casi d

Vc Rl

Rg o

4 o 5

0 RG

la

tutta in

si dissipa

potenza

1

X RG cortocircuito Pdmax 00

di ideale di tensione

caso generatore

Ad esempio Pl

Vl

X 4 0.5 1

0.5 1

0.5

Pd

Vo Max

massimo trasferimento di potenza

ho sul carico bassa

troppo

ma

2 0.75

0.75 Porrai

pl

0.99 0.99 0.0396

4 0.99 1

a Pdmax

La diminuisce di

percentuale sempre più

ESERCIZIO 2

Un dispositivo impiantabile attivo è alimentato da una batteria da 3.2 V e 1.2 Ah, con

resistenza interna pari a 500 Ohm.

A) La batteria può erogare una potenza di 1 mW ad un carico resistivo?

B) Qual è la resistenza del carico che consente di trasferire 1 mW al carico stesso?

C) Ricavare l’autonomia della batteria che fornisce 1 mW al carico determinato prima

D)Discutere il rendimento in ognuna delle condizioni di carico individuate.

E) Discutere le possibili condizioni di alimentazione e individuare quelle valide e non.

RG

Ah

Vo 3 V Cap

2 5001

2

i

Il

µ

Vi Ri

Vo Vo mW

Pdmax

A 5.12

4kg

si

Quindi 2 Rl

Vl

Pl ULIVO

MW

B I Retro

Rl

ESERCITAZIO 3a.ua

ESERCIZIO 1 esercitazione

dalla vecchia

Un dispositivo impiantabile attivo è alimentato da una batteria da 3.2 V e 1.2 Ah, con

resistenza interna pari a 500 Ohm.

A) La batteria può erogare una potenza di 1 mW ad un carico resistivo?

B) Qual è la resistenza del carico che consente di trasferire 1 mW al carico stesso?

C) Ricavare l’autonomia della batteria che fornisce 1 mW al carico determinato prima

D)Discutere il rendimento in ognuna delle condizioni di carico individuate.

E) Discutere le possibili condizioni di alimentazione e individuare quelle valide e non.

Ah RG

Vo V

3.2 Cap 5001

i 2

Re Il

µ

Vl Ri

Vo Vo mW

Pdmax

A 5.12

4kg

si

Quindi

B pleimW

IZR I

V RG

ri PL Vo

VERI RL

RUZRGZ

Rg iZRGRL

1

RL PLRE

VOZ.pl

ZPRRL 103

Rl RL

9240 1250 0

Ru 172

9212.9 27.1452

IL

I

c differenti

valori

avere 2

può 3.2

Vo 329.5µA

Iie Rettile 500 19219.9

Vo 3.2

Iz MA

6.07

500

Riz

Re 27.14

1 2

Aut 3642 Ore

h 6

329.5 10

1.2 197

Auth Ore

3

6 07 10

Ie

Rhe 9212.91

D 329.5µA

Plettri 1mW

PB I'RB 54.3µW

Pe Pe VOI

Rt

OPPURE 1.054mW

Pa 94.9

µ PE 054

I

Rl 27 6.07

Ie MA

SL

14

Il Rl

PL 1mW 35

Il

Pg MW

Re 500 18.4

6.07 10

PE VOI 19.4mW

Pg

Pit

Pc i 5 I

µ PE 19.4

E 9212.91

Ri Rt V

Vo OK

vi

94.9 3.04

e Rgt Rc

Rc 141

27 Rl

ULIVO 165mV KO

5 i

µ 1hL

RG

ESERCIZIO 2

Uno stimolatore cardiaco è alimentato da una batteria litio-iodio con capacità di 1.1 Ah.

Supponendo che lo stimolatore funzioni in modalità asincrona con una frequenza