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• Roberto León López

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1Practica 4. USO DEL OSCILOSCOPIO PARA MEDICION DE VOLTAJE ALTERNO OBJETIVO Usar el osciloscopio para la medición de voltaje alterno con respecto a su forma de onda característica con el fin de explicar el porque de la variación continua en el cambio del semiciclo positivo al negativo. MARCO TEORICO: MEDICION DEL VOLTAJE CON EL OSCILOSCIPIO El osciloscopio como instrumento de visualización de formas de onda, nos ofrece la ventaja de poder analizar en forma más clara el comportamiento funcional de las distintas señales que se involucran en la circuitería de los distintos sistemas electrónicos. Un ejemplo real del uso del osciloscopio es en una fuente de alimentación; donde se manejan dos formas de onda características que son la forma de onda senoidal y la forma de onda rectificada. Para comprender mejor el comportamiento de una forma de onda de corriente alterna podemos mencionar que esta señal es variable en el tiempo con una frecuencia característica de 60 ciclos por segundo, por lo tanto al medir con el uso de un multímetro podemos apreciar que en algunos casos el valor del voltaje es variable dentro de un rango específico. En muchos sistemas electrónicos se incluyen filtros especiales que se encargan de reducir estas variables que resultan costosos, motivo por el cual cuando hay sobre cargas de voltaje puede haber daño en los equipos que consumen este tipo de voltaje. En el caso de está práctica de laboratorio vamos a trabajar con una señal de corriente alterna de 127 volts, la cual es de uso doméstico y que se utiliza en la mayoría de los aparatos electrónicos de uso común.

MEDICIONES DE TIEMPO Cuando se utiliza en el modo de barrido disparado, el circuito de base de tiempo de un osciloscopio se emplea para dar ondas de barrido con varios valores de tiempos de barrido (s/div). Si se muestra una señal cuando se ajusta el osciloscopio a un tiempo de barrido por división específico, el número de divisiones horizontales entre dos puntos a lo largo de la onda de señal es una medida del tiempo transcurrido. Se puede emplear la siguiente relación para calcular el tiempo a partir de esas lecturas: Tiempo = (Distancia horizontal entre puntos de la figura) x (Ajuste de barrido horizontal) = d x s/div MEDICIONES DE FRECUENCIA (METODO DE BARRIDO DISPARADO) La medición de la frecuencia f de ondas periódicas con el modo de barrido disparado es esencialmente la misma técnica que se emplea para medir el tiempo. Sin embargo, se debe hacer un calculo adicional para determinar f. la frecuencia de una onda es el numero de ciclos por segundo. Por lo tanto,

…………………...(1) Siendo T el tiempo de un ciclo, o sea el periodo. Para calcular f se mide el tiempo de un periodo y se usa la ecuación (1). EJEMPLO PRACTICO: Si una función periódica que aparece en la pantalla del osciloscopio tiene una distancia de 4cm entre el principio y el final de un ciclo, y si el control de tiempo/div esta ajustado a 1 ms/div, ¿Cuál es la frecuencia de la onda? Solución Primero se encuentra la duración de una onda. t = (Distancia horizontal) x (Ajuste de barrido horizontal) ....................................................(2) = 4 div x 0.001 s/div = 0.004 s Como en este caso t = T,

entonces, si Vp = 0.2 volts, V = Vp sen wt ………………………………………………………….…………………………(3) = 0.2 sen (2πf) t = 0.2 sen (1570t)

FIGURA 1. Circuito de prueba con transformador reductor

1 MATERIAL Y EQUIPO 1 Osciloscopio de doble trazo a 20Mhz con puntas de prueba 1 fuente de alimentación de voltaje alterno 120 volts 1 Manual del manejo del osciloscopio. 1 Multímetro digital con puntas de prueba 1 Desarmador plano tipo relojero 1 Transformador reductor con derivación central con salida de 24 volts alternos 2 Caimanes 1 Clavija 1m Cable duplex calibre 14 TWG 1 Cinta de aislar DESARROLLO DE LA PRÁCTICA 0 1. Verificar con la ayuda del multímetro que el voltaje de la fuente de alimentación de voltaje alterno sea de 120volts. 1 2. Conectar el osciloscopio a la toma corriente y encenderlo oprimiendo el botón POWER (encendido). 2 3. Girar la perilla de intensidad para que aparezca la línea de referencia, también para regular el brillo de la misma. 3 4. Calibrar la punta de prueba conectándola al Canal 1 (CHANNEL –1) del osciloscopio y posicionando el botón de VOLT/DIV en el valor de 0.5v, es importante conectar la punta al punto de referencia 0.5v. Cuando la punta esta calibrada aparece en la cuadricula una forma de onda cuadrada, con una amplitud de 0.5v. 4 5. Mover el botón de enfoque (FOCUS) hasta lograr una señal nítida. 5 6. Posicionar el botón de atenuación de la punta de prueba del osciloscopio en la posición 10X con el propósito de proteger al osciloscopio, ya que se va a medir el voltaje alterno directamente de la mesa de trabajo (120 volts). 6 7. Mediante los caimanes conectar la punta de prueba del osciloscopio (utilizando la escala de medición apropiada), a la toma corriente para poder visualizar la forma de onda del voltaje alterno. 7 8. Medir la amplitud y frecuencia de la forma de onda resultante. 8 9. Conectar el primario del transformador al tomacorriente teniendo cuidado con los bobinados del mismo. 9 10. Conectar en el secundario del transformador la punta de prueba del osciloscopio para medir la forma de onda producida. 10 11. Medir la amplitud y frecuencia de la forma de onda resultante. 11 12. Comparar los valores de amplitud y voltaje de las formas de onda detectadas con el osciloscopio.

ESQUEMAS

OBSERVACIONES ________________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________ ________________________________ CUESTIONARIO 1.- ______________________________________________________________________________ 2.- ______________________________________________________________________________ 3.- ______________________________________________________________________________ 4.- ______________________________________________________________________________ 5.- ______________________________________________________________________________ CONCLUSIONES ________________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________ ________________________________

1 BIBLIOGRAFÍA

MANUAL de Funcionamiento del Osciloscopio Marca