Laboratorio #6

Uso del oscilador creando las figuras de Lissajous

Integrantes:

Juan David Baquero Zamudio 02285993 Camilo Andrés Vargas Jiménez 02235029

Resumen

En la práctica de laboratorio, el objetivo principal era familiarizarnos con el dispositivo que permite ver el voltaje a través del tiempo conocido como el oscilador. Este aparato nos permitió interactuar con la corriente alterna describiendo diferentes figuras cambiado entre otras cosas unas variables importantes como lo son el periodo, la frecuencia, la amplitud y la posición de la corriente alterna en función del tiempo. A estas figuras se les ha denominado con el nombre de Lissajous, el cual más adelante se explicará su respectivo contenido

Introducción y Marco Teórico

1. Figuras de Lissajous

Las figuras de Lissajous se obtienen de la superposición de dos movimientos armónicos perpendiculares. La trayectoria resultante dependerá de la relación de las frecuencias y de la diferencia de fase. Este programa muestra las figuras obtenidas para distintos valores de la frecuencia y para cualquier diferencia de fase.

Electrotecnia o Electricidad : Las figuras de Lissajous son producidas al representar de forma simultánea en un osciloscopio dos ondas sinusoidales cuyas frecuencias se encuentran en fase dando lugar a imágenes muy atractivas y curiosas. Las ecuaciones que describen ambas señales serian;

Imagen 1. Figuras de Lissajous

2. Osciloscopio

Es un instrumento de medición eléctrica, específicamente de señales que varían en el tiempo. La esencia de su funcionamiento es el Tubo de rayos Catódicos (TRC).

El TRC es un conducto al vacío que por medio de una diferencia de potencial entre Ánodo (A) y Cátodo (C), permite que se

dispare un haz de electrones en una trayectoria lineal. Las funciones principales de un osciloscopio se destacan:

● Determinar directamente el periodo y el voltaje de una señal.

● Determinar indirectamente la frecuencia de una señal.

● Determinar que parte de la señal es DC y cual AC.

● Localizar averías en un circuito.

● Medir la fase entre dos señales.

● Determinar que parte de la señal es ruido y como varia este en el tiempo.

Esquema 2. Tubo de Rayos Catódicos

3. Generador de funciones

El generador de funciones es un equipo capaz de generar señales variables en el dominio del tiempo para ser aplicadas posteriormente sobre el circuito bajo prueba.

Las formas de onda típicas son las triangulares, cuadradas y senoidales. También son muy utilizadas las señales TTL que pueden ser utilizadas como señal de prueba o referencia en circuitos digitales.

Otras aplicaciones del generador de funciones pueden ser las de calibración de equipos, rampas de alimentación de osciloscopios, etc

DESCRIPCIÓN

Aunque existen multitud de generadores de funciones de mayor o menor complejidad todos incorporan ciertas funciones y controles básicos que pasamos a describir a continuación.

Esquema 3: Componetes de mando del generador de señales

- 1. Selector de funciones. Controla la forma de onda de la señal de salida. Como comentabamos puede ser triangular, cuadrada o senoidal.

- 2. Selector de rango. Selecciona el rango o margen de frecuencias de trabajo de la señal de salida. Su valor va determinado en décadas, es decir, de 1 a 10 Hz, de 10 a 100, etc.

- 3. Control de frecuencia. Regula la frecuencia de salida dentro del margen seleccionado mediante el selector de rango.

- 4. Control de amplitud. Mando que regula la amplitud de la señal de salida.

- 5. DC offset. Regula la tensión continua de salida que se superpone a la señal variable en el tiempo de salida.

- 6. Atenuador de 20dB. Ofrece la posibilidad de atenuar la señal de salida 20 dB (100 veces) sobre la amplitud seleccionada con el control numero 4.

- 7. Salida 600ohm. Conector de salida que entrega la señal elegida con una impedancia de 600 ohmios.

- 8. Salida TTL. Entrega una consecución de pulsos TTL (0 - 5V) con la misma frecuencia que la señal de salida.

Esquema 4. Ondas cuadradas, triangulares y sinusoidales.

4. Ensayo del osciloscopio y el generador de señales

Para manejar cada uno de los componentes se debió hacer un esquema conceptual del funcionamiento de cada uno de estos principalmente la forma de cómo usarlos.

Para comprender mejor la función de cada botón tanto del generador como del osciloscopio, se manejó uno por uno diferenciando así los parámetros de la amplitud, la frecuencia, el tiempo, la escala la posición y las formas entre ellas la sinusoidal, triangular y cuadrada.

Para hacer más compleja la práctica se nos exigía la creación de figuras más complicadas llamadas figuras de Lissajous para esto se tenía que tener en cuenta primordialmente el cambio del voltaje en el tiempo.

Haciendo variaciones de frecuencia y escala se pudo realizar diferentes figuras que, la idea en un principio era, la de interactuar con el manejo del osciloscopio y el generador.

Cabe resaltar que la corriente que se manejo fue la corriente alterna.

A continuación se mostraran imágenes tomadas en el laboratorio

Esquema 5. Figura de lissajous circular

Esquema 6. Figura de lissajous haciendo variación de la frecuencia y la escala

5. Conclusiones

La conclusión primordial para esta práctica fue la de aprender a manejar un osciloscopioy generador; para que sirve, como lo puedo trabajar y que puedo tomar y concluir acerca de la señal generada vista en el osciloscopio

6. Referencias

1. SERWAY Raymond, JEWETT John. Física para científicos e ingenieros tomo II. Séptima edición. 2009.

2. https://es.wikipedia.org/wiki/Corriente_eléctrica – Consultado 23 de Octubre 2013

3. http://www.unicrom.com/Tut_resistenciavariable.asp – Consultado 23 Octubre 2013

4. http://es.wikipedia.org/wiki/Reostato – Consultado 23 de Octubre 2013

5. Guía 5 Taller Experimental – Linealización, Maestría en enseñanza de las ciencias exactas y naturales, Universidad Nacional de Colombia, Sede Medellín, 2010.