LABO III.docx

  • View
    229

  • Download
    0

Embed Size (px)

Text of LABO III.docx

OSCILOSCOPIO COMO INTSTRUMENTO DE MEDIDA

Laboratorio de Fsica III2013

OSCILOSCOPIO COMO INTSTRUMENTO DE MEDIDAOBJETIVOS:Lograr que los estudiantes se familiaricen con el osciloscopio, el cual ser usado como: Instrumento de medida de voltajes constantes, alternos y como instrumento para medir amplitud, periodo y frecuencia de diferentes funciones de voltaje peridicas en el tiempo EQUIPO: Un osciloscopio de 25 MHz, Elenco modelo S-1325 Dos pilas de 1.5 Voltios cada una Una fuente de voltaje constante con varias salidas Un transformador de voltaje alterno 220/6V, 60 Hz Un generador de funcin Elenco GF-8026 Cables de conexin Un multmetro digital

MARCO TEORICO: Principio fundamental del osciloscopio :

El osciloscopio se puede ver ya sea como un conjunto de subsistemas que interactan para obtener ciertos resultados, o bien se puede visualizar como un instrumento de medicin y que es de gran ayuda en el estudio de las seales. El osciloscopio puede comprenderse como un sistema compuesto por un conjunto de subsistemas, y estos subsistemas a su vez por otros subsistemas.

En la Ilustracin 1 podemos ver los subsistemas del osciloscopio, los subsistemas del CRT y del circuito de base del tiempo. El tubo de rayos catdicos CRT (Catode Ray Tube) debe encontrarse al vaco para evitar que la trayectoria de los electrones que fluyen en su interior, del can electrnico a la pantalla, se vea modificada por colisiones con molculas de aire. Su trayectoria debe ser determinada nicamente por los campos elctricos controlados tanto en el eje horizontal como vertical, de manera que el trazo que aparece en la pantalla que se encuentra en el extremo final del tubo refleje nicamente tales influencias sobre el rayo de electrones o catdico.

Ilustracin 1

El can electrnico o CRT est compuesto por:1. Un ctodo termoinico capaz de liberar electrones al calentarse.2. Electrodos que tienen como funcin acelerar los electrones hacia la pantalla fluorescente y concentrarlos en un solo punto (Focus e Intensity son las perillas de control correspondientes).

El sistema de deflexin tiene dos componentes: en el eje horizontal (tiempo) y en el ejeVertical (voltaje o seal de entrada a estudiar) La deflexin horizontal se logra por medio de un campo elctrico entre dos placas paralelas. Este campo elctrico es controlado por el generador de barrido por medio de lo que se conoce como Neal diente de sierra", la cual consiste en pasar de manera continua de un campo elctrico con intensidad cero a un campo elctrico con intensidad mxima dentro de un determinado lapso de tiempo (Time / Div es la perilla que permite al usuario determinar el tiempo que debe tardar el campo elctrico en pasar de la intensidad cero a la mxima intensidad) Cuando la intensidad del campo es cero, los electrones no sufren ninguna desviacin o deflexin de su trayectoria en el eje horizontal, y cuando la intensidad es mxima, el flujo de electrones sufre su mxima deflexin.

ILUSTRACION 2

El generador de barrido genera los "dientes" a partir de los pulsos que el generador de pulsos le proporciona. E1 generador de pulsos le enva un pulso al generador de barrido cada vez que la seal de disparo o de sincronizacin tiene el valor de la pendiente y del nivel seleccionado por medio de los controles externos sealados como "Trigger", "Slope" o "Level". Como seal de disparo puede usarse la misma seal de entrada a estudiar, la seal de la lnea de suministro (Line) o alguna seal externa distinta (Ext.) Esto lo determina el usuario con el control que ofrecen las alternativas (CH1, CH2, EXT, LINE)

La deflexin vertical se logra, igualmente, por medio de un campo elctrico entre dos placas paralelas. Este campo elctrico es controlado por la seal que queremos estudiar. La variacin en el tiempo de la seal a estudiar es la misma con la que vara nuestro campo elctrico en direccin vertical.

De este modo, el trazo que una seal de entrada al osciloscopio produce en la pantalla del mismo, est determinada por el golpe que los electrones producen en la pelcula de material fluorescente que constituye la pantalla. El lugar de la pantalla en el que van a golpear los electrones vara en el tiempo de acuerdo a la variacin del campo elctrico establecido entre los dos pares de placas paralelasPROCEDIMIENTOA. Identificacin de controles e interruptores del osciloscopio

1. Se observ el osciloscopio y se identific controles e interruptores en el osciloscopio real con los enumerados en la figura 5. En las instrucciones siguientes nos referiremos a los controles del osciloscopio solo por su nmero correspondiente en la figura 5.

2. Encendimos el osciloscopio usando el interruptor 4. Se encendi una luz roja en el botn 5; usando los interruptores 6 y 8 logramos que el punto o la lnea tengan una intensidad y un ancho adecuado a nuestra vista.

3. Observamos que la seal en el osciloscopio puede ser lnea o dependiendo de la posicin del interruptor 30. Lnea en la posicin afuera y punto en la posicin adentro. Discutimos con nuestro profesor que es lo que se conecta internamente en el osciloscopio a las placas H para cambiar de uno a otro modo.

4. Sin conectar ningn potencial externo ni en 12 ni en 17, colocamos 15 y 20 ambos en posicin GND. Con el control 21 en posicin CHA (canal 1) usamos los controles 11 y 27 para colocar el punto luminoso en el centro de la pantalla de osciloscopio.

5. Con el control 21 en CHB (canal 2) usamos los controles 16 y 27 para colocar el punto luminoso en el centro de la pantalla

B. Medidas de voltaje dc6. Se coloc los interruptores 15 y 20 en la posicin DC. Conectamos una fuente de voltaje constante (una pila por ejemplo) a la conexin 12. Manteniendo el control 21 en posicin CHA y el control 24 en CHB se observ la desviacin vertical del punto luminoso

7. Repetimos lo hecho en el paso 5 con el voltaje constante conectado a la conexin 17, el control 21 en la posicin CHB y el 24 en CHA. Se us ahora las escalas dadas por el interruptor 18.

8. Se investig las funciones de los controles 14 y 19 jalando cada uno de ellos hacia afuera y rotndolos en sentido anti horario.

9. Regresamos los controles 14 y 19 a sus posiciones tales que 13 y 18 den lecturas en voltios por divisin

10. Se us la fuente de voltaje constante con varias salidas y medimos el voltaje de cada salida con el osciloscopio. Comparamos con los resultados obtenidos usando el multmetro digital.

RESULTADOS:1. Voltaje 2 voltios

Osciloscopio Escala 1

Multmetro

2. Voltaje 3 voltios

Osciloscopio Escala 1

Multmetro

3. Voltaje 4 voltios

Osciloscopio Escala 0.5

Multmetro

4. Voltaje 6 voltios

Osciloscopio Escala 0.5

Multmetro

C. Medidas de voltaje ac: amplitud, voltaje, pico-pico, periodo y frecuencia.

11. Se coloc el interruptor 30 en la posicin afuera.

12. Conectamos el transformador de 6V a la conexin 12 y el interruptor 21 en CHA. Encontramos la mejor escala de voltios por divisin (control 13) y la del tiempo por divisin (control 28) para ver completamente un periodo del voltaje senoidal. Usamos el control 25 para estabilizar el grafico en la pantalla del osciloscopio.

13. El nmero de cuadraditos verticales multiplicado por el valor indicado en el interruptor 13 nos da la medida en voltios tanto de la amplitud como del voltaje pico-pico.

14. El nmero de cuadraditos horizontales multiplicado por el valor indicado por el interruptor 28 nos da el periodo del voltaje alterno del transformador. Esto es cierto solo si el control 29 est en posicin totalmente rotado en sentido horario.

15. La frecuencia en Hertz (Hz) es la inversa del periodo (f=1/T)

Voltaje 2 voltiosOsciloscopio escala 2

Voltaje 3 voltios Osciloscopio escala 2

Voltaje 4 voltios Osciloscopio escala 0.5

Voltaje 6 voltios Osciloscopio escala 2

13. Comparamos los valores de amplitud y voltaje pico-pico con el voltaje eficaz medido por el multmetro.

Voltaje 2 voltios

Voltaje 3 voltios

Voltaje 4 voltios

Voltaje 6 voltios

D. Osciloscopio como graficador XY

16. Para que el graficador XY nos arroje una recta identidad usamos voltajes iguales (6 voltios) para cada onda, con esto logramos obtener el ngulo de 45 con la horizontal

17. Para que el graficador XY nos muestre una recta con inclinacin 30, para ellos usamos la relacin , con lo cual utilizamos 6 y 10 voltios en las ondas y as obtuvimos el ngulo de 30 con la horizontal

ContenidoTtulo 12Ttulo 22Ttulo 32

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA12