ELECTROTECNIA 7

7/21/2019 ELECTROTECNIA 7

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Electrotecnia

UNMSM

UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN

MARCOS

Universidad del Perú, DECANA DE AMÉRICA

CURSO: Electrotecnia

ALUMNO: Juan Manuel Gutierrez Alvarado

PROFESOR: Javier Alcántara

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MEDICIONES DE CORRIENTE ALTERNA Y

USO DE OSCILOSCOPIO



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INFORME FINAL DE MEDICIONES DECORRIENTE ALTERNA Y USO DEL

OSCILOSCOPIO

I. OBJETIVOS

1) Utilizar el voltímetro para medir voltajes A.C.

2) Usar adecuadamente el generador de señales y el ORC para medir

voltajes !recuencia y "ngulos de di!erencia de !ase en un circuito.

2. Instrumentos y mter!"es

1 trans!ormador de alimentaci#n 22$ %&12 vca

1 generador de señales de audio!recuencia

1 multímetro '%O()

1 osciloscopio

Resistencias 2.* + 1 + y ,,$ 1 condensador de $1 ! -

Cales coa/ialesConectores

Os#!"os#o$!o C%"e #o&!"

' (ener)or )e se*"es mu"t!metro

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I. PROCEDIMIENTO.

A. MEDICIÓN DE VOLTAJES DE C.A.a. Conectar el circuito ajustar la señal del generador a 60 Hz.

Y a una tensión de salida de 6 voltios rms.

b. Con el VOM medir voltajes en cada componente. Calibre

adecuadamente en OC! mida voltajes con el OC " anote

en una tabla de datos. Calcule teóricamente la ca#da de

tensión en cada resistencia.c. $note los datos en la tabla %

Puntos

de

Medida

Valor Efcaz (rms) Vpico V pico a pico

v.t v.e v.t v.e v.t v.e

V(t) 6 5.95 .! 9 "6.96 "#.!

Vr" !.$%& &.96 5.6 6 ""."6 "%

Vr% ".!9 ".!# %." %.6 !.% !.6

Vr& $.!9 $.!# $.69 $. ".& ".5

B. DETERMINACION DE LA FRECUENCIA MEDIANTE LAMEDICIÓN DEL PERIODO.

". a'uste la seal del enerador de seales *E 6$+z , a una

tensi-n de 6 voltios rms.%. onecte la seal de salida del enerador a la entrada del e'e

vertical del osciloscopio. Utilice el osciloscopio para medir el

periodo ,/ calcule la 0recuencia correspondiente ( )

&. 1epita este procedimiento para 0recuencias de "2+z , 52+z.

3note sus resultados en una ta4la de datos.

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C. MEDICIÓN DE LA FRECUENCIA EN BASE A LAS FIGURASDE LOSSAJOUSS.

%. Conecte el circuito de la &gura. 'l trans(ormador ) disminu"e la

tensión de red de **0v +asta %*v.

%. onmute los controles de 1. Para ue tra4a'e en el modo 78.

3'uste los controles de dee:i-n en el ;orizontal iual ue la

o4tenida en el vertical.

&. *i4u'e la fura de ue aparece en la pantalla del 1. alcule

la 0recuencia <desconocida= de la seal aplicada al e'e

;orizontal (:) del 1/ se>n los puntos de tanencia con los

e'es vertical , ;orizontal , la 0recuencia de re0erencia aplicada

al vertical.

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Generador de

señales

Periodo

(s)

Frecuencia

(Hz)60Hz 0.0165 s 60.6

1KHz 1ms 1000

5KHz 0.2 ms 5000



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-0 !rec. e señal conectada al eje 0orizontal '/) del ORC.

-v !recuencia de la señal conectada al eje vertical del ORC.

n0 punto de tangencia de la !igura de lossajuss con el eje .nv punto de tangencia de la !igura de lossajuss con el eje 3.

II. C

U

E

S

T

I

O

N

ARIO FINAL

1. Explique si respec! " l!s #"!s #e l" "$l" %1&' exise(#i)ere(ci"s e(re l!s *!l"+es ,e#i#!s - c"lcul"#!s.

Existen diferencias entre los valores medidos y calculados pero son mí nimas casi

despreciables (en decimas) por ello vale decir que las formulas se aproximan mucho a

los valores calculados experimentalmente.

. Descr!" #$s c$%&r$#es 'Ss&.( )e *s+"#,"c-%( Ss&. *er&c"#Ss&. $r,$%&"# Ss&. De Ds/"r$0 +e /rese%&" e#Osc#$sc$/$ +&#,")$ e% #" /rác&c"

1 Sistema de visualizaci ó n.

En la pantalla aparecen un conjunto de lí neas reticuladas que sirven

como referencia para realizar las medidas. Dichas lí neas están

colocadas sobre la parte interna del cristal, estando así la traza

dibujada por el haz de electrones y la cuadr í cula en el mismo plano,

lo cual evita muchos errores de apreciación. Según el modelo deosciloscopio la cuadrí cula que se utiliza puede ser de un tamaño o de

otro. Algunos de los más comunes son de 8 x 10, 10 x 10, 6 x 10, etc.

Además de las divisiones principales representadas por la cuadrí cula,

normalmente suele haber otras subdivisiones que son utilizadas para

realizar medidas más precisas.

2 Sistema horizontal .

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Generador de

señales

Figuras de lissajouss(ORC)

nv nh f h f v

60 Hz 1 1 60Hz 60Hz

120 Hz 1 2 120Hz 60Hz

180 Hz 1 3 180Hz 60Hz

240 Hz 1 4 240Hz 60Hz



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Se trata de un conmutador con un gran número de posiciones, cada una de las cuales, representa

el factor de escala empleado por el sistema de barrido horizontal. Por ejemplo si el mando está

en la posición 1 msg/div significa que cada una de las divisiones horizontales de la pantalla(aproximadamente de un 1 cm.) representa 1 milisegundo.

El osciloscopio presentado puede visualizar un máximo de 2 sg en pantalla (200 msg x 10

divisiones) y un mí nimo de 100 nsg por división, si empleamos la Amplificación (0.5 µ sg / 5).

3 Sistema vertical

Se trata de un conmutador con un gran número de posiciones, cada una de las cuales,

representa el factor de escala empleado por el sistema vertical. Por ejemplo si el mandoestá en la posición 2 voltios/div significa que cada una de las divisiones verticales de la

pantalla (aproximadamente de un 1 cm.) representa 2 voltios. Las divisiones más

pequeñas representaran una quinta parte de este valor, o sea, 0.4 voltios.

La máxima tensión que se puede visualizar con el osciloscopio presentado y con

una sonda de 10X será entonces: 10 (factor de división de la sonda) x 20 voltios/div

(máxima escala) x 8 divisiones verticales = 1600 voltios. En la pantalla se representa

una señal de 1Vpp tal como la verí amos en diferentes posiciones del conmutador.

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http://www.ucm.es/info/electron/laboratorio/instrumentos/osc/osc_43.html#BTamplificacion







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4 Sistema de disparo: Sentido

Este control consta de un conmutador en forma de botón que permite invertir el sentido

del disparo. Si está sin pulsar la señal se dispara subiendo (flanco positivo +) y si lo

pulsamos se disparará bajando (flanco negativo -).Es conveniente disparar la señal en el

flanco de transición más rápida.

/. I%)+e #"s e%&"5"s 6 #"s )ese%&"5"s )e +s"r +%$sc#$sc$/$ c$7$ $#&87e&r$ )e CA.

1 Ventajas:

Una de las principales ventajas del uso del osciloscopio es que es un instrumento que nos

permite calcular el periodo de una onda sinusoidal asociada a una tensión que varí a en el

tiempo e indirectamente también podemos calcular la frecuencia de esa onda mediante la

relación f=1/T. También nos permite calcular el valor pico, valor que nos arroja el

voltí metro de modo directo.

2 Desventajas:

Entre sus desventajas podemos decir que al momento querer calcular la tensión o el periodo

no va a ser tan preciso como un voltí metro digital ya que va a estar incluido el error de

medición por parte de la persona que mide al momento de contar los cuadrados por el

método enseñado en clase.

Otra desventaja es que una persona requiere más conocimientos del manejo de un

osciloscopio, a comparación del manejo de un voltí metro.

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También entre las desventajas del osciloscopio es su portabilidad.

0. :C+á%)$ se /r$)+ce #" );ere%c" )e ;"se e% +% crc+&$<

Fase

La fase se puede explicar mucho mejor si consideramos la forma de onda senoidal.

La onda senoidal se puede extraer de la circulación de un punto sobre un cí rculo de

360º. Un ciclo de la señal senoidal abarca los 360º.

Cuando se comparan dos señales senoidales de la misma frecuencia puede ocurrir que

ambas no estén en fase, o sea, que no coincidan en el tiempo los pasos por puntos

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=



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equivalentes de ambas señales. En este caso se dice que ambas señales están desfasadas,

pudiéndose medir el desfase con una simple regla de tres: Siendo t el tiempo de retraso

entre una señal y otra.

. 23u4 es u( circui! c"p"cii*! pur!5 23u4 es u( circui!i(#uci*! pur!5

Circuito inductivo puro.

Un circuito puramente inductivo seria el conformado únicamente por un inductor con un voltaje

en sus terminales y es que en un inductor puro el ángulo de la corriente esta 90 grados en atraso

con respecto al voltaje. el cálculo en un circuito puramente inductivo serí a la de la reactancia

inductiva que es la resistencia al paso de la corriente por parte del inductor y su impedancia que

serí a la resistencia representada como la forma fasorial de la reactancia inductiva el voltaje y la

corriente fasorial se calcula transformando el valor de la inductancia a impedancia y aplicando la

ley de ohm.

Circuito capacitivo puro.

Si un condensador es alimentado con tensión alterna, se va cargando y descargando

periódicamente, por la lí nea va circulando una intensidad alterna, dicho proceso significa

una inversión en el sentido de la corriente que tiene lugar cuando la intensidad i pasa por

cero.-

El paso de i por el punto cero indica el final del proceso de carga del condensador. (Éste

estará cargado al final de la semionda (+) de la curva i, para el valor de cresta + Ep y al

final de la semionda negativa para el valor de cresta -Ep). Al final del proceso de

descarga (condensador descargado) la corriente será máxima ( Ip) y la tensión nula.-

La intensidad de corriente que circula por el condensador lleva un adelanto de fase de

un ángulo de /2 radianes o 90º con respecto a la tensión que se aplica al mismo.-π

La corriente alcanza su máximo valor un cuarto de ciclo más rápido de lo que tarda el

voltaje en llegar a su máximo valor.

6. E>/#+e e# 7?&$)$ )e 7e)c-% /"r" $#&"5es 6 ;rec+e%c"s

6.1 Para el voltaje:

Realizar la medida de voltajes con un osciloscopio es f ácil, simplemente se trata de

contar el número de divisiones verticales que ocupa la señal en la pantalla. Ajustando la

señal con el mando de posicionamiento horizontal.

Podemos utilizar las subdivisiones de la rejilla para realizar una medida más precisa.

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Es importante que la señal ocupe el máximo espacio de la pantalla para realizar medidas

fiables, para ello actuaremos sobre el conmutador del amplificador vertical.

6.2 Para la frecuencia.

Para medir la frecuencia, desde el osciloscopio, primero tenemos que medir el periodo de la

señal. Este se hace multiplicando el número de cuadros horizontales que ocupa un ciclo por la

escala en que esté la base de tiempo. Importante es que las medidas sean precisas que los

atenuadores, tanto de la base de tiempo como del amplificador vertical, estén en posición Off. Y

para saber la frecuencia solamente tendremos que hallar el inverso del periodo. La unidad de

medida de la frecuencia es el Hercio (Hz).

T= nº de cuadros x T/Div (Seg.) F= 1/T (Hz)

9. E>/#+e e# 7?&$)$ )e 7e)c-% )e# /er$)$ 7e)"%&e #"s g+r"s)e #ss"5$+ss

En este caso vamos a usar los 2 canales del osciloscopio, conectando una señal a cada uno.

Luego de esto, en cada canal se va a poder apreciar una gráfica correspondiente a cada señal,

como se ve en las figuras:

Luego de esto colocamos el selector en X-Y del amplificador horizontal, haciendo esto

aparecerá lo siguiente:

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Aplicamos la f órmula fv = ( nh/ nv) * fh Donde:

• fh es la frecuencia de la señal conectada al canal 1 (conocida)• fv : es la frecuencia de la señal conectada al canal 2 ( periodo que se quiere hallar)

• nh : puntos de tangencia de la figura de lissajouss con el eje x

• nv : puntos de tangencia la figura de lissajouss con el eje

• finalmente la el periodo será: Tv = 1/fv.

=. E>/#+e e# 7?&$)$ )e 7e)c-% )e );ere%c" )e á%g+#$ )e ;"se7e)"%&e #"s Fg+r"s )e Lss"5$+ss

Las figuras de Lissajous pueden observarse en la pantalla del osciloscopio con el modo

x-y (pulsando la tecla 5), de esta forma la señal del canal I se representa en el eje vertical

y la del canal II en el eje horizontal.

Los diagramas siguientes son los resultados de dos señales de la misma frecuencia con

ángulos de desfase de 0º, 35º, 90º y 180º.

Para hallar el ángulo de desfase entre las dos señales se mide las distancias a y b

(segundo ejemplo correspondiente a 35º) y se realiza el siguiente cálculo:

sen + = a/b; + = arcsen a/b

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@. CONCLUSIONES

") ,ueno en lo personal llegue a la conclusión -ue utilizar un

osciloscopio digital presenta muc+as ventajas adicionales +a

sido una buena e/periencia debido a la rapidez con la -ue se puede realizar las medidas.

* 1odemos comprobar con (acilidad -ue el uso de un osciloscopio

es m2s recomendable " m2s &able -ue el uso de un volt#metro

"a sea por brindarnos muc+a m2s in(ormación o datos sobre lo

medido a pesar de e/istir el e(ecto de carga en ambos.

3 1ero siempre debemos tener cuidado en tener las puntas de

prueba adecuadas pues est2s son mu" sensibles a los ruidos

el4ctricos cercanos.

5 tilizar un osciloscopio digital presenta muc+as ventajas

adicionales debido a la rapidez con la -ue se puede realizar las

medidas.

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7 1ara concluir el osciloscopio es un instrumento mu" vers2til "

8til para el uso en laboratorios " en particular para los

ingenieros el4ctricos " electrónicos.

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