MEDICIONES DE LA CORRIENTE ALTERNA CON EL OSCILOSCOPIO

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(1)

UNIVERSIDAD DE las

UNIVERSIDAD DE las FUERZAS ARMADAS

FUERZAS ARMADAS

ESCUELA POLITÉCNICA DEL EJÉRCITO

ESCUELA POLITÉCNICA DEL EJÉRCITO

EXTENSIÓN

EXTENSIÓN LATLATACUNGAACUNGA

DEPARTAMENTO DE ELÉCTRICA Y ELECTRÓNICA

DEPARTAMENTO DE ELÉCTRICA Y ELECTRÓNICA

CARRERAS DE INGENIERÍA ELECTROMECÁNICA, ELECTRÓNICA, PETROQUÍMICA,

CARRERAS DE INGENIERÍA ELECTROMECÁNICA, ELECTRÓNICA, PETROQUÍMICA, MECATRÓNICMECATRÓNICAA

PRACTICA N! "#

PRACTICA N! "#

MEDICIONES DE LA CORRIENTE ALTERNA CON EL OSCILOSCOPIO

MEDICIONES DE LA CORRIENTE ALTERNA CON EL OSCILOSCOPIO

EQUIPO$

EQUIPO$

1 Osciloscopio. 1 Osciloscopio.

1 Generador de señal de

1 Generador de señal de audiofrecuencia.audiofrecuencia. 1 Multímetro de C.A.

1 Multímetro de C.A.

1 Generador de señal con tensión de salida igual

1 Generador de señal con tensión de salida igual a 6.3 V.a 6.3 V. 1 Capacitor de 0.1

1 Capacitor de 0.1 u.u. 1 !esistor de 1 ". 1 !esistor de 1 ". 1 #a$lero aplicación. 1 #a$lero aplicación.

O%JETIVOS$

O%JETIVOS$

• !epresentar las formas de onda mediante !epresentar las formas de onda mediante el osciloscopio.el osciloscopio. •

• aamilmiliariari%ai%arsrse e con con los los conconcepceptos tos de de frfrecuecuencencia& ia& perperíodíodo o ' ' sus sus memedicdicioniones es memediadiante nte elel

osciloscopio. osciloscopio.

• (eterminar los par)metr(eterminar los par)metros *ue caracteri%an a +a señal de C.A. ' os *ue caracteri%an a +a señal de C.A. ' el m,todo para su o$tención.el m,todo para su o$tención.

O$tener las figuras de +issa-ous. O$tener las figuras de +issa-ous.

• Medir +a frecuencia de fase Medir +a frecuencia de fase mediante el osciloscopio.mediante el osciloscopio.

FUNDAMENTOS TEÓRICOS$

FUNDAMENTOS TEÓRICOS$

n el la$oratorio es necesario conocer el comportamiento del /olta-e& de la corriente ' de la potencia en n el la$oratorio es necesario conocer el comportamiento del /olta-e& de la corriente ' de la potencia en cual*uier elemento de un circuito el,ctrico. Así como tam$i,n +a coneión de los instrumentos de cual*uier elemento de un circuito el,ctrico. Así como tam$i,n +a coneión de los instrumentos de medida.

medida.

ara los propósitos de este ensa'o& en el cual se tratan par)metros de C. A. 2los /alores /arían con el ara los propósitos de este ensa'o& en el cual se tratan par)metros de C. A. 2los /alores /arían con el tiempo& el osciloscopio es el instrumento de medida m)s apropiado& posi$ilita mediciones de precisión de tiempo& el osciloscopio es el instrumento de medida m)s apropiado& posi$ilita mediciones de precisión de muc4as magnitudes el,ctricas& es iniguala$le en su 4a$ilidad de representar gr)ficamente +a magnitud muc4as magnitudes el,ctricas& es iniguala$le en su 4a$ilidad de representar gr)ficamente +a magnitud medida5 como así tam$i,n& su /ariación con el tiempo.

medida5 como así tam$i,n& su /ariación con el tiempo. +a medición del período de una

+a medición del período de una onda& re*uiere aclarar dos definicionesonda& re*uiere aclarar dos definiciones

C&'l(

C&'l(

.7 +a parte de una onda cu'o conocimiento es necesario ' suficiente para +a construcción completa.7 +a parte de una onda cu'o conocimiento es necesario ' suficiente para +a construcción completa de la misma.

de la misma.

P)*+(( -T.!

P)*+(( -T.!

 l tiempo en segundos para completar un ciclo5 el n8mero de ciclos en un segundo se l tiempo en segundos para completar un ciclo5 el n8mero de ciclos en un segundo se denomina9 recuencia9.

denomina9 recuencia9.

+a relación matem)tica entre el período ' +a frecuencia est) dada por +a ecuación

+a relación matem)tica entre el período ' +a frecuencia est) dada por +a ecuación

f f 

 = =11//

. . +a+a amplitud de la corriente 2tensión alterna est) definida por tres par)metros :pico a pico :& pico9& :/alor  amplitud de la corriente 2tensión alterna est) definida por tres par)metros :pico a pico :& pico9& :/alor  efica% :5 el /alor de una

efica% :5 el /alor de una tensión sinodal se mide con el tensión sinodal se mide con el osciloscopio.osciloscopio.

M)&a ) /*)'0)1'&as

M)&a ) /*)'0)1'&as

.7 l osciloscopio no mide frecuencias sino *ue los compara con otra conocida. l.7 l osciloscopio no mide frecuencias sino *ue los compara con otra conocida. l con-unto de las figuras de +issa-ous es una

(2)

M)&'&21 ) La &/)*)1'&a ) /as)s

.7 ;i dos corrientes& o dos tensiones& o una tensión ' una corriente o dos fenómenos periódicos cual*uiera tienen +a misma frecuencia ' alcan%an sus picos o ceros en distintos momentos& se dice *ue 4a' diferencia de fase 2desfasa-e entre ellos& con un )ngulo de fase <.

PROCEDIMIENTO

" D)3)*4&1a'&21 ) La /*)'0)1'&a 4)&a13) La 4)&'&21 )l 5)*+((

1.1. A-uste +a señal del generador de audiofrecuencia& a 1000 =%

1.>. Conecte +a señal de salida del generador a +a entrada del e-e :?9 del osciloscopio. 1.3. @tilice el osciloscopio para medir el período. !egistre en +a ta$la 1.

1.. !epita +a medición anterior para frecuencias de >000& 3000& 000 ' B000 =%.

Magnitud medida recuencia de

ntrada en =%

eriodo 2us recuencia calculada2=%

1000 DDB 100B.0>B >000 B00 >000 3000 33> 301>.0B 000 >B0.3 3DDB.>1 B000 1DD.E B00B Tabla 1

• (e$e ser calculado en an)lisis de resultados.

=

1

(

 periodo

)

1

=

1

1

=

1 995

10−6

=

1005.025

2= 1

2 = 1 50010−6= 2000

3

=

1

3

=

1 332

10−6

=

3012.05

4

=

1

4

=

1 250.3

10−6

=

3995.21

5

=

1

5

=

1 199.8

10−6

=

5005

#a$la 1. (eterminación de la frecuencia mediante la medición del período.

6 M)&'&21 ) O1as ) CA

>.1. A-uste la señal del generador a una frecuencia de 1000 =% ' 1 Voltio 2tensión efica% de salida. >.>. A-uste la sensi$ilidad del e-e ? a 1 Voltio por centímetro.

>.3. Conecte la señal de salida del generador a la entrada :?F.

(3)

>.B. Mida los /alores de pico a pico. !egistre los resultados en la ta$la >.

>.6. !epita la medición anterior para l os siguientes ni/eles de la señal de salida >& 3  ' B Voltios 2tensión efica%.

Magnitud medida

 i/eles de señal

(e entrada& /alor efica%2V

Valor pico 2Vp

Valor pico a pico 2Vp7p Valor efica% Calculado2V 1 1.BB 3.1 1.0D6 > >.D B.E >.0B 3 .1B E.3 >.D3  B.6 11.>E 3.DD B H.1 1.> B.0>0 Tabla 2

 (e$e ser calculado en :an)lisis de resultados9

=

max

√ 

2 =

 p

√ 

2

1

=

 p1

√ 

2

=

1.55

√ 

2

=

1.096

2=

 p2

√ 

2 =2.9

√ 

2 =2.05

3=

 p3

√ 

2 = 4.15

√ 

2 = 2.9344

4=

 p 4

√ 

2 =5.55

√ 

2 =3.994

5

=

 p5

√ 

2

=

7.10

√ 

2

=

5.0204

#a$la >.7 Medición de tensión efica% de C.7 A.

# M)&'&21 ) /*)'0)1'&a )1 7as) a las F&80*as ) L&ssa9(0s

3.1. Conecte el circuito como se indica en la figura 1. l transformador disminu'e la tensión de la red de >>0 V a 6&3. V de C. A.

(4)

N(3a

.7 ;i no tiene a su disposición un transformador reductor de tensión conecte un generador de señal de audio al e-e :? :del osciloscopio con una frecuencia de 60 =% ' una tensión efica% de 0 Voltios.

3.>. A-uste la sensi$ilidad del amplificador /ertical para o$tener una 2defleión sim,trica de /arios pares de di/isiones en la pantalla.

3.3. (esconecte el generador de señal de la entrada /ertical& conecte otro generador de señal con una frecuencia de 60 =% a la entrada del amplificador 4ori%ontal. A-uste la amplitud de salida del generador   para o$tener una defleión 4ori%ontal igual a la o$tenida en el p)rrafo 3.>.

3.. Vuel/a a conectar el primer generador de señala a la /ertical. (i$u-e en la ta$la 3& las figuras *ue aparecen en la pantalla del osciloscopio.

3.B. !epita las mediciones anteriores para las siguientes frecuencias del generador de señal 60&1>0& 1E0& >0'300 =%.

Magnitud Medida

orma de la figura *ue aparece en la pantalla del

osciloscopio recuencia 4ori%ontal calculada recuencia en la entrada Vertical 2=% recuencia en la entrada =ori%ontal 2=% 60 60 BD.D 60 1>0 11D.D 60 1E0 1HD.6 60 >0 >0.01 60 300 >DD.D

(5)

Tabla 3

 (e$e ser calculado en :an)lisis de resultados9.

#a$la 3.7 Medida de frecuencias mediante las iguras de +issa-ous.

: M)&a ) la D&/)*)1'&a ) Fas)

.1. Conecte el circuito como se indica en la figura >

F&8 6

.>. i-e la frecuencia del generador de señal a B00 =% ' a un ni/el de salida de B V p7p.

.3. Cali$re el osciloscopio para o$tener una defleión igual en am$os e-es 2como se descri$ió en el  p)rrafo 3.

.. Mida las magnitudes de :a9 ' de :$9 2/er figura 3& ' registre en la ta$la .

F&8 #

.B. !epita as mediciones anteriores para as siguientes frecuencias del generador 1000& >000& 3000& 000 ' B000 =%.

(6)

Magnitud medida recuencia de ntrada en =% a 2cm $ 2cm ;en2< Angulo de fase < 1000 0.D 1 61.B >000 0.E 1.>B H.B 3000 0.HB 1.30 3E 000 0.6>B 1.B >H B000 0.B 1.B >>

Ta7la :

#a$la .7 Medición del )ngulo de fase.

INFORME

1. Calcule la frecuencia en $ase a las medidas registradas en la ta$la 1 scri$a +os resultados en la misma ta$la.

Magnitud medida recuencia de

ntrada en =%

eriodo 2us recuencia calculada2=%

1000 DDB 100B.0>B >000 B00 >000 3000 33> 301>.0B 000 >B0.3 3DDB.>1 B000 1DD.E B00B

=

1

(

 periodo

)

1

=

1

1

=

1 995

10−6

=

1005.025

2= 1

2 = 1 500∗10−6 =2000

3

=

1

3

=

1 332

10−6

=

3012.05

4

=

1

4

=

1 250.3

10−6

=

3995.21

5

=

1

5

=

1 199.8

10−6

=

5005

(7)

>. Calcule +os /alores eficaces de las tensiones o$tenidas en las mediciones registradas en la ta$la >. scri$a los resultados en la misma ta$la.

Magnitud medida

 i/eles de señal

(e entrada& /alor efica%2V

Valor pico 2Vp

Valor pico a pico 2Vp7p Valor efica% Calculado2V 1 1.BB 3.1 1.0D6 > >.D B.E >.0B 3 .1B E.3 >.D3  B.6 11.>E 3.DD B H.1 1.> B.0>0

=

max

√ 

2 =

 p

√ 

2

1

=

 p1

√ 

2

=

1.55

√ 

2

=

1.096

2=

 p2

√ 

2 =2.9

√ 

2 =2.05

3=

 p3

√ 

2 = 4.15

√ 

2 = 2.9344

4=

 p 4

√ 

2 =5.55

√ 

2 =3.994

5

=

 p5

√ 

2

=

7.10

√ 

2

=

5.0204

3. Calcule las frecuencias de las señales en la entrada 4ori%ontal con las mediciones de la ta$la 3. scri$a los resultados en la misma ta$la.

. Calcule los )ngulos de desfasa-e en $ase a las mediciones reali%adas& registradas en la ta$la . scri$a +os resultados en la misma.

Magnitud medida recuencia de ntrada en =% a 2cm $ 2cm ;en2< Angulo de fase < 1000 0.D 1 6.1B >000 0.E 1.>B 3D.HD 3000 0.HB 1.30 3B.>3 000 0.6>B 1.B >B.B3 B000 0.B 1.B 1D.H

(8)

∅1

=

sin −10.9 1

=

61.5 ∅2=sin −1 0.8 1.25=39.79 ∅3=sin−1  0.75 1.3 =35.23 ∅4

=

sin −10.625 1.45

=

25.53 ∅5

=

sin −1 0.5 1.5

=

19.47

B. (escri$a las posiciones de los selectores del osciloscopio cuando se mide la amplitud de una señal. Cuando se giran las perillas se /e la amplitud de la onda de una manera comprensi$le.

6. (escri$a las posiciones de los selectores del osciloscopio durante las mediciones de frecuencia ' de diferencia de fase mediante las iguras de +issa-ous.

Am$os señalan una misma escala en los e-es del osciloscopio& es decir el n8mero de di/isiones por cada cuadro por lo *ue es necesario a-ustar am$as di/isiones al mismo /alor para tener una desfase m)s eacto. H. pli*ue el significado de /alor efica%& /alor de pico ' /alor pico a pico de una onda senoidal. Iu, relaciones 4a' entre estos par)metrosJ

Valor efica% sKe define como el /alor de una corriente rigurosamente constante

E. Iu, relación 4a' entre el /alor efica% de una tensión de C. A. ' el /alor de una tensión de C.(.

D. (escri$a el m,todo para la medición de la diferencia de fase con el osciloscopio. (e un e-emplo. (adas las frecuencias en el osciloscopio& procedemos a ni/elar las escalas de las di/isiones del

oscilospcopio& a un mismo /alor& a partir del cual 4a' una opción para medir el osciloscopio& para medir el desfase entre las dos funciones& por medio del cual o$tnemos los anfulos de desfase entre las ta$las.

10. (escri$a el m,todo para la medición de frecuencia empleando las iguras de +issa-ous. (e un e-emplo.

11. Iu, es la diferencia de fase. Cu)ndo se produceJ.

1>. Iu, es una tensión de C. AJ (i$u-e /arias formas posi$les.

%I%LIOGRAFÍA

• lectrotecnia General7 Colección CAC de lectricidad.

(9)

• #ratado de lectricidad.7 C4ester (aLes 2#omo l.

• An)lisis N)sico de Circuitos de ngeniería.7 rLin. • la$orado por

ng. . Misael a%miño .

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Referencias

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