lab de circuitos electrico i informe 4

8/15/2019 Lab de Circuitos Electrico I Informe 4

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Universidad nacional de ingeniería

1. Hacer un resumen de la función y principales usos del osciloscopioen electricidad y electrónica.

Fusiones

Un osciloscopio es un instrumento de visualización electrónico para la representación gráfica de

señales eléctricas que pueden variar en el tiempo. Es muy usado en electrónica de señal,

frecuentemente junto a un analizador de espectro.

Presenta los valores de las señales eléctricas en forma de coordenadas en una pantalla, en la que

normalmente el eje X (horizontal) representa tiempos y el eje Y (vertical) representa tensiones. La

imagen así obtenida se denomina oscilograma. Suelen incluir otra entrada, llamada "eje

THRASHER" o "Cilindro de Wehnelt" que controla la luminosidad del haz, permitiendo resaltar o

apagar algunos segmentos de la traza.

Los osciloscopios, clasificados según su funcionamiento interno, pueden ser tanto analógicos como

digitales, siendo el resultado mostrado idéntico en cualquiera de los dos casos, en teoría.

Usos del osciloscopio en la electrónica

Básicamente esto:

Determinar directamente el periodo y el voltaje de una señal.

Determinar indirectamente la frecuencia de una señal.

Determinar que parte de la señal es DC y cual AC.

Localizar averías en un circuito.

Medir la fase entre dos señales.

Determinar que parte de la señal es ruido y como varia este en el tiempo.

Los osciloscopios son de los instrumentos más versatiles que existen y lo utilizan desde técnicos de

reparación de televisores a médicos. Un osciloscopio puede medir un gran número de fenomenos,

provisto del transductor adecuado (un elemento que convierte una magnitud física en señal

eléctrica) será capaz de darnos el valor de una presión, ritmo cardiaco, potencia de sonido, nivelde vibraciones en un coche, etc.


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2. Dibujar las señales observadas en cada circuito y explicar la

relación con las mediciones hechas con el multímetro. Explicar

la definición de valor medio y valor eficaz.

VALOR MEDIO

Se llama valor medio de una tensión (o corriente) alterna a la media aritmética de todos losvalores instantáneios de tensión ( o corriente), medidos en un cierto intervalo de tiempo.

En una corriente alterna sinusoidal, el valor medio durante un período es nulo: en efecto, losvalores positivos se compensan con los negativos. Vm = 0


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En cambio, durante medio periodo, el valor medio es

siendo V0 el valor máximo.

VALOR EFICAZ

Se llama valor eficaz de una corriente alterna, al valor que tendría una corrientecontinua que produjera la misma potenciaque dicha corriente alterna, al aplicarla sobreuna misma resistencia.

Es decir, se conoce el valor máximo de una corriente alterna (I0).

Se aplica ésta sobre una cierta resistencia y se mide la potencia producida sobre ella.

A continuación, se busca un valor de corriente continua que produzca la misma potencia

sobre esa misma resistencia. A este último valor, se le llama valor eficaz de la primera

corriente (la alterna).

Para una señal sinusoidal, el valor eficaz de la tensión es:

y del mismo modo para la corriente

la potencia eficaz resultará ser:


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Es decir que es la mitad de la potencia máxima (o potencia de pico)

La tensión o la potencia eficaz, se nombran muchas veces por las letras RMS.O sea, el decir 10 VRMS ó 15 WRMS sifnificarán 10 voltios eficaces ó 15 watios eficaces,

respectivamente.

3. Cuál es la influencia de la frecuencia para las mediciones de los

valores eficaces y promedio en el multímetro.

4. Investigar sobre las limitaciones en frecuencia del osciloscopio,así como sus demás características de operación (Z in B.W., VPP

máx., etc.)

Ancho de Banda

Especifica el rango de frecuencias en las que el osciloscopio puede medir con precisión.Por convenio el ancho de banda se calcula desde 0Hz (continua) hasta la frecuencia ala cual una señal de tipo senoidal se visualiza a un 70.7% del valor aplicado a la entrada

(lo que corresponde a una atenuación de 3dB).

Tiempo de subida

Es otro de los parámetros que nos dará, junto con el anterior, la máxima frecuencia deutilización del osciloscopio. Es un parámetro muy importante si se desea medir confiabilidad pulsos y flancos (recordar que este tipo de señales poseen transiciones entre


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niveles de tensión muy rápidas). Un osciloscopio no puede visualizar pulsos contiempos de subida más rápidos que el suyo propio.

Sensibilidad vertical

Indica la facilidad del osciloscopio para amplificar señales débiles. Se sueleproporcionar en mV por división vertical, normalmente es del orden de 5 mV/div(llegando hasta 2 mV/div).

Velocidad

Para osciloscopios analógicos esta especificación indica la velocidad maxima del barrido horizontal, lo que nos permitirá observar sucesos más rápidos. Suele ser delorden de nanosegundos por división horizontal.

Exactitud en la ganancia

Indica la precisión con la cual el sistema vertical del osciloscopio amplifica ó atenua laseñal. Se proporciona normalmente en porcentaje máximo de error.

Exactitud de la base de tiempos

Indica la precisión en la base de tiempos del sistema horizontal del osciloscopio para visualizar el tiempo. También se suele dar en porcentaje de error máximo.

Velocidad de muestreo

En los osciloscopios digitales indica cuantas muestras por segundo es capaz de tomarel sistema de adquisición de datos (especificamente el conversor A/D). En lososciloscopios de calidad se llega a velocidades de muestreo de Megamuestras/sg. Una

velocidad de muestreo grande es importante para poder visualizar pequeños periodosde tiempo.

En el otro extremo de la escala, también se necesita velocidades de muestreo bajas parapoder observar señales de variación lenta. Generalmente la velocidad de muestreocambia al actuar sobre el mando TIMEBASE para mantener constante el número depuntos que se almacenaran para representar la forma de onda.

Resolución vertical

Se mide en bits y es un parámetro que nos da la resolución del conversor A/D delosciloscopio digital. Nos indica con que precisión se convierten las señales de entradaen valores digitales almacenados en la memoria. Técnicas de cálculo pueden aumentarla resolución efectiva del osciloscopio.

Longitud del registro


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Indica cuantos puntos se memorizan en un registro para la reconstrucción de la formade onda. Algunos osciloscopios permiten variar, dentro de ciertos límites, esteparámetro. La máxima longitud del registro depende del tamaño de la memoria de quedisponga el osciloscopio. Una longitud del registro grande permite realizar zoomssobre detalles en la forma de onda de forma muy rápida (los datos ya han sidoalmacenados), sin embargo esta ventaja es a costa de consumir más tiempo en

muestrear la señal completa.

5. Viendo la forma de la onda del osciloscopio en el caso del ROC,

para diferentes frecuencias. ¿Cómo disminuiría al mínimo este

error? ¿Este error será más pronunciado a altas o bajas

frecuencias?

Por casos de que los instrumentos no están en buen funcionamiento no se pudo hacer tal

experimento

6. La amplitud de entrada es diferente a la amplitud de salida ¿A

qué se debe? ¿En qué caso esta diferencia es mayor? ¿Por qué?

Onda de entrada y salida para rom


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Si es diferente, se observa en las simulaciones realizadas. Pero también se debe que al realizar

la rectificación el sistema pierde energía como se explica a continuación. Un Rectificador de

onda completa (ROC) es un circuito empleado para convertir una señal de corriente alterna de

entrada (Vi ) en corriente directa de salida (V0 ) pulsante. A diferencia del rectificador de

media onda, en este caso, la parte negativa de la señal se convierte en positiva o bien la parte

positiva de la señal se convertirá en negativa, según se necesite una señal positiva o negativade corriente continua. La amplitud de entrada es diferente a la de salida debido a que al

momento de rectificarla (sea positiva o negativa) las diferencias de potencial a las que están

sometidas son de signo contrario, por lo tanto uno se encontrará polarizado inversamente y el

otro directamente. La tensión de entrada (Vi) es, en este caso, la mitad de la tensión del

secundario del transformador. Tensión rectificada. Vo = Vi = Vs/2 en el rectificador con dos

diodos.

7. Investigar sobre formas de medir frecuencia con el ORC. Como

las figuras Lissajouse, base de tiempo calibrado, la rueda

dentada, etc.

Medida del desfase entre dos señales

Componemos dos MAS de direcciones perpendiculares y de la misma frecuencia

angular , desfasados . Supondremos que ambas señales tiene la misma

amplitud A.

x=A·sen( ·t)

y=A·sen( ·t+ )

La trayectoria como podemos comprobar es una elipse.

La medida de la intersección de la elipse con los ejes X e Y nos permite medir el

desfase , entre dos señales x e y.

http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/oscilaciones/perpenDireccion/oscila3.htm#descripci%C3%B3nhttp://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/oscilaciones/perpenDireccion/oscila3.htm#descripci%C3%B3n


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1. Intersección con el eje Y

Cuando x=0, entonces ·t=0 , ó .

y0=A·sen

y0=A·sen( + )=-A·sen

Si medimos en la parte positiva del eje Y, tendremos que sen = y0 /A

En la pantalla del "osciloscopio" el eje X y el eje Y está dividido en 20 partes,

cada división es una unidad.

Ejemplo: en la figura, A=10, e y0=5, el desfase =30º, ó mejor =/6

2. Intersección con el eje X

Cuando y=0, entonces ·t=- , ó - .

x0=-A·sen

x0=A·sen( - )=A·sen

Ejemplo: en la figura, A=10, e x0=5, el desfase =30º, ó mejor =/6

3. Intersección con x=A el borde derecho de la pantalla del"osciloscopio"

A=A·sen( ·t ) por lo que ·t= / 2

y1=A·sen( /2+ )=A·cos

Ejemplo: en la figura A=10 y y1=8.75, el desfase 30º, ó mejor =/6

Podemos comprobar que se obtiene la misma trayectoria con el desfase 30º y

330º y también con 150º y 210º. Pero podemos distinguir el desfase 30º de 150º,

por la orientación de los ejes de la elipse.


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8. Observaciones, conclusiones y recomendaciones de la

experiencia realizada.

Observaciones

o Las diversas aplicaciones del osciloscopio; en la medición de los valores

eficaces, valores medios y la medición de la frecuencia de una maneraindirecta.

o La característica de la función de salida media onda y onda completa ytambién hacer las mediciones anteriormente mencionadas.

o El osciloscopio básicamente nos permite determinar directamente elperiodo y el voltaje de una señal, indirectamente la frecuencia de una señal,que parte de la señal es DC y cual es AC, medir la fase entre dos señales.

Conclusiones

El osciloscopio es un dispositivo muy útil para observar señales alternas,pues nos permite observar las características de estas.

Los instrumentos de laboratorio influyen bastante en los resultados (un muyelevado porcentaje de error) ya sea por la antigüedad o por el tamaño delos cables que nos dificultaron bastante la medición.

Se verifica las características del diodo y los rectificadores.

Recomendaciones

o Es preciso tener clara la forma de contar los picos, y a cuál señalrepresentan, ya que esto puede traer complicaciones al momento deobtener los resultados y arrojaría por nuestra parte graves equivocaciones,convirtiéndose esto en un error ilegítimo. Más aún se puede perder valiosotiempo en tratar de contarlos sin éxito.

o Recomiendo cambiar los elementos que se encuentren en mal estado y nohagan contacto, ya que estos pueden ocasionar errores en las medicionesque hagamos.


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9. Mencionar 3 aplicaciones prácticas de la experiencia realizada

completamente sustentadas.

Vectorscopio, instrumento de medida utilizado en televisión para ver y medir la componente

de color de la señal de vídeo.

El monitor vectorscopio es en realidad un osciloscopio especializado en la representación de

la parte de crominancia de la señal de vídeo.

Vectorscopio.

La crominancia, o señal de color, es la parte de la señal de vídeo en la que se codifica la

información de color. Esta información tiene dos parámetros, uno es la cantidad de color,

o saturación, y otro es el tono del color, o tinte (hue en inglés). Tanto en el

sistema PAL o NTSC estos dos parámetros se codifican sobre una misma señal mediante una

modulación en cuadratura. Esta señal recibe el nombre de portadora de color y se modula en

amplitud con la información de la saturación y en fase con la información del tono o tinte. El

resultado es un vector que tiene por módulo la saturación y por argumento el tinte (es decir el

tono de color, rojo, amarillo...) Para su representación se utiliza el vectorscopio, que viene a

ser un osciloscopio trabajando en representación X - Y (es decir sin base de tiempos) al que

se le aplica en su canal vertical y en el horizontal las señales de diferencia de color. El

resultado es una serie de vectores que tienen como origen el centro de la pantalla y en donde

su módulo coincide con la saturación y el argumento con el tinte de la señal aplicada.

La carátula de este instrumento viene marcada normalmente con unas casillas o ventanas

para la ubicación de los vectores correspondientes a la señal de barras de color . Estas casillas

son de dos tamaños diferentes correspondiendo, el más pequeño, a una tolerancia del 5% y el

mayor a una del 10%. También está representado el sincronismo de color para los dos

estándares de barras más comunes, del 75% y del 100%.

https://es.wikipedia.org/wiki/Televisi%C3%B3nhttps://es.wikipedia.org/wiki/Televisi%C3%B3nhttps://es.wikipedia.org/wiki/Televisi%C3%B3nhttps://es.wikipedia.org/wiki/V%C3%ADdeohttps://es.wikipedia.org/wiki/V%C3%ADdeohttps://es.wikipedia.org/wiki/V%C3%ADdeohttps://es.wikipedia.org/wiki/Osciloscopiohttps://es.wikipedia.org/wiki/Osciloscopiohttps://es.wikipedia.org/wiki/Osciloscopiohttps://es.wikipedia.org/wiki/Crominanciahttps://es.wikipedia.org/wiki/Crominanciahttps://es.wikipedia.org/wiki/Crominanciahttps://es.wikipedia.org/wiki/Saturaci%C3%B3nhttps://es.wikipedia.org/wiki/Saturaci%C3%B3nhttps://es.wikipedia.org/wiki/Saturaci%C3%B3nhttps://es.wikipedia.org/wiki/PALhttps://es.wikipedia.org/wiki/PALhttps://es.wikipedia.org/wiki/PALhttps://es.wikipedia.org/wiki/NTSChttps://es.wikipedia.org/wiki/NTSChttps://es.wikipedia.org/wiki/NTSChttps://es.wikipedia.org/wiki/Barras_de_colorhttps://es.wikipedia.org/wiki/Barras_de_colorhttps://es.wikipedia.org/wiki/Barras_de_colorhttps://commons.wikimedia.org/wiki/File:Vectorscope.jpghttps://es.wikipedia.org/wiki/Barras_de_colorhttps://es.wikipedia.org/wiki/NTSChttps://es.wikipedia.org/wiki/PALhttps://es.wikipedia.org/wiki/Saturaci%C3%B3nhttps://es.wikipedia.org/wiki/Crominanciahttps://es.wikipedia.org/wiki/Osciloscopiohttps://es.wikipedia.org/wiki/V%C3%ADdeohttps://es.wikipedia.org/wiki/Televisi%C3%B3n


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La inspección por ultrasonido se define como un procedimiento de inspección no

destructivo de tipo mecánico, y su funcionamiento se basa en la impedancia acústica, la que se

manifiesta como el producto de la velocidad máxima de propagación del sonido y

la densidad del material. Cuando se inventó este procedimiento, se medía la disminución de

intensidad de energía acústica cuando se hacían viajar ondas supersónicas en un material,

requiriéndose el empleo de unemisor y un receptor. Actualmente se utiliza un único aparato que

funciona como emisor y receptor, basándose en la propiedad característica del sonido de

reflejarse al alcanzar una interfase acústica.

Los equipos de ultrasonido que se utilizan actualmente permiten detectar discontinuidades

superficiales, subsuperficiales e internas, dependiendo del tipo de palpador utilizado y de

las frecuencias que se seleccionen dentro de un rango que va desde 0.25 hasta 25 MHz. Las ondas

ultrasónicas son generadas por un cristal o un cerámico piezoeléctrico denominado transductor y

que tiene la propiedad de transformar la energía eléctrica en energía mecánica y viceversa. Al ser

excitado eléctricamente el transductor vibra a altas frecuencias generando ultrasonido. Las

vibraciones generadas son recibidas por el material que se va a inspeccionar, y durante el trayecto

la intensidad de la energía sónica se atenúa exponencialmente con la distancia del recorrido. Al

alcanzar la frontera del material, el haz sónico es reflejado, y se recibe el eco por otro (o el mismo)

transductor. Su señal es filtrada e incrementada para ser enviada a un osciloscopio de rayos

catódicos.

https://es.wikipedia.org/wiki/Ensayos_no_destructivoshttps://es.wikipedia.org/wiki/Ensayos_no_destructivoshttps://es.wikipedia.org/wiki/Ac%C3%BAsticahttps://es.wikipedia.org/wiki/Densidadhttps://es.wikipedia.org/wiki/Materialhttps://es.wikipedia.org/wiki/Supers%C3%B3nicohttps://es.wikipedia.org/wiki/Emisorhttps://es.wikipedia.org/wiki/Receptorhttps://es.wikipedia.org/wiki/Sonidohttps://es.wikipedia.org/wiki/Interfasehttps://es.wikipedia.org/wiki/Frecuencia_(f%C3%ADsica)https://es.wikipedia.org/wiki/Cristalhttps://es.wikipedia.org/wiki/Piezoel%C3%A9ctricohttps://es.wikipedia.org/wiki/Osciloscopiohttps://es.wikipedia.org/wiki/Rayos_cat%C3%B3dicoshttps://es.wikipedia.org/wiki/Rayos_cat%C3%B3dicoshttps://es.wikipedia.org/wiki/Rayos_cat%C3%B3dicoshttps://es.wikipedia.org/wiki/Rayos_cat%C3%B3dicoshttps://es.wikipedia.org/wiki/Osciloscopiohttps://es.wikipedia.org/wiki/Piezoel%C3%A9ctricohttps://es.wikipedia.org/wiki/Cristalhttps://es.wikipedia.org/wiki/Frecuencia_(f%C3%ADsica)https://es.wikipedia.org/wiki/Interfasehttps://es.wikipedia.org/wiki/Sonidohttps://es.wikipedia.org/wiki/Receptorhttps://es.wikipedia.org/wiki/Emisorhttps://es.wikipedia.org/wiki/Supers%C3%B3nicohttps://es.wikipedia.org/wiki/Materialhttps://es.wikipedia.org/wiki/Densidadhttps://es.wikipedia.org/wiki/Ac%C3%BAsticahttps://es.wikipedia.org/wiki/Ensayos_no_destructivoshttps://es.wikipedia.org/wiki/Ensayos_no_destructivos


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Bibliografía

http://www.electronicafacil.net/tutoriales/Uso-del-osciloscopio.php

https://es.wikipedia.org/wiki/Osciloscopio

http://www.ifent.org/lecciones/cap08/cap08-05.asp

http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/oscilaciones/lissajous/lissajous.htm

https://es.wikipedia.org/wiki/Vectorscopio

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