PRACTICA 1EL OSCILOSCOPIO DE RAYOS CATDICOS2. parte (corriente alterna)

OBJETIVOS.Usar el osciloscopio para medir Tensiones de corriente alterna (pico a pico, pico, instantneas, rms o eficaces) Intervalos, perodos y frecuencia. Diferencias de fase.1. Gua de la Prctica.

En el curso de Anlisis de Circuitos Elctricos I, se estudi el Osciloscopio para medir seales constantes (Corriente Directa). En esta segunda parte se utilizar este instrumento para medir seales los valores caractersticos asociados a una Corriente Alterna (CA).

Aparatos y Accesorios Empleados.

Una Fuente Trifsica Variable. Un Osciloscopio de dos canales. Dos Sondas para Osciloscopio. Dos Multmetros Digitales. Un Tablero de Conexiones. Un Desarmador Relojero Plano.

2. Procedimiento inicial.2.1.-Conecte el Osciloscopio a la fuente de energa y enciendalo.2.2.-Calibre el Osciloscopio, usando la fuente regulada y los niveles de tensin del propio Osciloscopio.2.3.-Mantenga el as luminoso ntido, reduciendo lo necesario su brillantes para evitar daos a la vista y a la retcula del Osciloscopio.2.4.-Con los controles de posicin, vertical y horizontal, haga que la seal se visualice en el centro.

3.-Mediciones de Tensin de Corriente Alterna.

Recuerde que un Osciloscopio es un instrumento de medicin que permite observar la seal elctrica y medirla. Las mediciones con el Osciloscopio se obtienen de manera indirecta; esto es, se requiere auxiliarse de operaciones aritmticas para establecer relaciones y determinar magnitudes.3.1.- Medicin de tensin de pico a pico de un seal elctrica.TENSIN=(POSICIN DE LA PERILLA VOLT/DIV)(# DE DIVISIONES VERTICALES)(ATENUACIN)3.1.1.-Utilizando un vltmetro, regule la tensin de una de las fases de la fuente trifsica a 40 V eficaces; de preferencia, utilice la fase 1 (L1).3.1.2.-Verifique, con el Osciloscopio, dicha tensin y registre los valores asociados para esta medicin en la TABLA No. 7.

Tabla No. 7.Mediciones de Tensiones de Corriente Alterna.

MULTMETROOSCILOSCOPIO

ERROR

[%]

LECTURA

[V]VALOR PICO A PICO CALCULADO[V]POSICIN DEL SELECTOR CH1 VOLTS/DIV[V]FACTOR DE ATENUACINDEFLEXIN PICO A PICO

DIVISIONESTENSIN PICO A PICO MEDIO[V]TENSIN EFICAZ

[V]

3.1.3.-El error, en por ciento, se determina considerando la lectura del multmetro digital como el valor verdadero convencional. %ERROR=(VmultmetroVosciloscopio/Vmultmetro)1003.1.4.-Calcule el valor instantneo de la tensin, de la onda anterior, para un ngulo de 45. Anote este valor en la tabla 8.

3.1.5.-Mida el valor instantneo de la tensin de 40 V eficaces a 45. Anote el valor obtenido en la tabla 8. Observe que 45 es igual 1/8 de perodo de la seal, use el vernier de control variable CAL para llevar al perodo la 8 divisiones, despus lea la amplitud para una divisin. Vare lo necesario perilla de control TIME/DIV.

3.1.6.-Calcule el error en por cierto, para estas condiciones, tome el valor calculado como el valor verdadero convencional. Anote el valor obtenido en la tabla 8.

Tabla No. 8.Medicin De La Tensin Instantnea.

CALCULADOOSCILOSCOPIOERROR

[%]

VALOR INSTANTNEO PARA 45[V]POSICIN DEL SELECTOR CH1 VOLTS/DIV

[V]FACTOR DE ATENUACINDEFLEXIN DEL TRAZODIVISIONESTENSINVm45

[V]

4.-Mediciones de Intervalo, Perodo y Frecuencia.

PERIODO=(DIV HORIZONTALES)(TIME/DIV)

FRECUENCIA= 1/PERIODO4.1.-Las tcnicas bsicas para medir el intervalo de tiempo se describe en los pasos siguientes:

Haciendo uso de un multmetro regule una de las fases de la CA a 20 volt.

Lleve la posicin del selector AC-GND-DC (11) del canal 1, a la posicin GND.

Ajuste la perilla del control de posicin vertical del canal 1, de manera que el trazo se coloque en la lnea horizontal del centro de la pantalla.

Mueva el selector AC-GND-DC del canal 1, a la posicin AC.

Conecte la punta de la sonda al borne de fase del tablero y su clip de tierra a la tierra de la fuente.

Ajuste el selector del interruptor de barrido, TIME/DIV, de tal manera que el intervalo que se desea medir este totalmente sobre la pantalla y tan grande como sea posible. Asegrese que el control variable este fijo en la posicin completamente en la direccin de las manecillas del reloj. Si no es as cualquier medicin de intervalo de tiempo hecha bajo esta condicin ser inexacta. Anote la posicin seleccionada en la tabla 9.

Tabla No. 9Mediciones De Intervalo, Periodo Y Frecuencia.

POSICINPARA UN INTERVALOOSCILOSCOPIO

FRECUENCIA

[Hz]

SELECTORTIME/DIV[s/DIV]DEFLEXIN HORIZONTAL DIVISIONESTIEMPOt

[s]DEFLEXIN HORIZONTAL DIVISIONESTIEMPOt

[s]PERIODOT

[s]

Ajuste el nivel de disparo, si es necesario, para estabilizar la exhibicin.

Use el control de posicin horizontal (26) para colocar el punto inicial de la medicin a la parte ms izquierda de la pantalla, sobre su retcula.

Cuente el nmero de divisiones de la retcula horizontal entre los puntos que corresponden al intervalo que se quiere medir. Mida cuidadosamente, teniendo en cuenta las divisiones y su fraccin, convirtalas a unidades de tiempo. Anote los valores en la tabla 9.

Para medir el perodo, considere un intervalo de tiempo que comprenda un ciclo completo. Anote los valores obtenidos en la tabla 9.

Convierta el perodo a la frecuencia, teniendo en cuenta que,

5.-Mediciones de Diferencia de Fase.

La diferencia de fase o defasamiento, entre dos seales, se puede medir usando la caracterstica de doble trazo del osciloscopio, u operando el osciloscopio en el modo XY, utiliando lo que se conoce como figuras de Lissajous

5.1.-Mtodo de Doble Trazo.

5.1.1.-Utilizando un vltmetro regule a 20 V eficaces la fase uno (L1) y a 15 V eficaces la fase 2 (L2).

5.1.2.-Conecte las sondas a los canales uno (CH1) y dos (CH2) del Osciloscopio y esta a su vez a las lneas de las fases uno y dos (L1 y L2) respectivamente de la fuente de alimentacin.

5.1.3.-Regule las perillas de VOLT/DIV, de ambos canales, para que las seales se observen completas en la retcula del Osciloscopio. Tambin puede hacer uso de las perillas de posicin para central la seal.

5.1.4.-Centre el trazo de la fuente de disparo, con su control de posicin vertical, y ajuste su amplitud a exactamente 6 divisiones por medio de su selector de VOLTS/DIV y el control variable.

5.1.5.-Use el control g de disparo, LEVEL (30), para asegurar que el trazo cruza la lnea horizontal central de la gratcula a lo ms cercano posible del principio del barrido.

5.1.6.-Use el interruptor de barrido TIME/DIV, el control variable y el control de posicin del horizontal para exhibir un ciclo del trazo en 7,2 divisiones. Cuando se hace esto, cada divisin representa 50 y cada una de las divisiones menores representan 10.

5.1.7.-La distancia horizontal correspondiente entre dos puntos de las dos formas de onda es la diferencia de fase. Para la determinacin de este valor utilice la forma siguiente:

5.1.8.-SI LAS SEALES centradas vertical y horizontalmente, se realizaron previa calibracin y condiciones del osciloscopio. El defasamiento entre dichas seales se puede obtener estableciendo una regla de tres que relacione el nmero de divisiones horizontales para un ciclo completo (360) y el nmero de divisiones de la distancia angular entre seales.

TABLA NO. 10Diferencia de Fase entre Ondas.

DEFLEXINGRADOS POR DIVISINNGULO, EN GRADOS

o

Si la diferencia de fase es menor que 50, una divisin mayor, jale la perilla del control variable (25) para activar el interruptor de amplificacin PULL X 10 MAG, y use el control de posicin horizontal (si es necesario), para tener el rea de medicin de regreso sobre la pantalla. Con una amplificacin de X10, cada divisin mayor es de 5 y cada divisin menor es de 1.

5.2.-Mtodo de las Figuras de Lissajous.

Para medir la diferencia de fase con el mtodo de las figuras Lissajous, siga el procedimiento siguiente:

4.7.2.1 Obtenga de la fuente de corriente alterna las mismas tensiones indicadas en el punto 4.7.1.1.

5.2.1.-Lleve el osciloscopio a las posiciones indicadas en el punto 4.6.5.

5.2.2.-Conecte las sondas del osciloscopio a las fases uno y dos (CH1 y CH2), reguladas a 20 y 15 volt eficaces respectivamente.

5.2.3.-Gire el selector de barrido, TIME/DIV (22), en sentido de las manecillas del reloj hasta la posicin XY.

PRECAUCIN: Asegrese de que la perilla de control de posicin vertical este en la posicin inicial. Si no lo est, provoca un desplazamiento adicional de 180o

5.2.4.-Centre el trazo horizontal con el control de posicin horizontal De igual manera, centre el trazo vertical utilizando la perilla de control de posicin vertical.

5.2.5.-Con ambos canales activados, observe la seal desplegada, observe la figura y cuantifquela.

Cuente el nmero de divisiones del trazo subtendido a lo largo de la lnea central de la gratcula, dimensin B. Anote el valor obtenido en la tabla 11.

5.2.6.-Cuente el nmero de divisiones del trazo que corta la elipse en el centro de los ejes, dimensin A. Anote el valor obtenido en la tabla 11.

TABLA No. 11.Medicin de Diferencia de Fase usando las Figuras de Lissajous.

DIMENSINBDIVISIONESDIMENSINADIVISIONESNGULO, EN GRADOS

o

5.2.7.-La diferencia de ngulo , entre las dos seales es igual a,

La frmula anterior es correcta para ngulos menores a 90. Para ngulos mayores que 90, observe las figuras de Lissajous dadas en la figura 19, para que le ayuden a determinar el ngulo correcto. Anote el valor obtenido en la tabla 11.

FIGURA No.19 FIGURAS DE LISSAJOUS PARA DIFERENTES NGULOS.

3. Conclusiones.

Comentar si se cumplieron los objetivos, as como la facilidad o dificultad del manejo de los aparatos.

Exprese las anormalidades, si es que las hubo, durante el desarrollo de la prctica, as como cualquier otra observacin interesante.

Se deben analizar los resultados obtenidos de los mtodos para medicin de ngulo de fase, perodo, frecuencia y tiempo.