practica n1 jose_mariani

Nombre de la asignatura: Laboratorio de Circuitos Eléctricos I Sección SAIA Grupo A Nombre del Docente José Morillo Nombre del Alumno: Jose Mariani De León

Practica I Circuitos Eléctricos

Investigar los siguientes instrumentos de medición:

o Voltímetro o Amperímetro o Multímetro o Osciloscopio o Generador de funciones o Fuentes de tensión de Corriente Continua.

Investigar para cada uno de ellos lo siguiente:

Funcionamiento, recomendaciones para su uso, ejemplos gráficos donde se

visualicen su conexión a los circuitos.


Pre- Laboratorio:

Voltímetro

-Funcionamiento: Un voltímetro es un instrumento que sirve para medir la diferencia de

potencial o voltaje entre dos puntos de un circuito eléctrico cerrado pero a la vez abierto en los

polos.

-Recomendaciones para su uso: Para efectuar la medida de la diferencia de potencial el

voltímetro ha de colocarse en paralelo, con respecto a los puntos entre los que se trata de

efectuar la medida.

-Ejemplo de colocación de un voltímetro:


Amperímetro:

-Funcionamiento: Un amperímetro es un instrumento que sirve para medir la intensidad de

corriente que está circulando por un circuito eléctrico.

-Recomendaciones para su uso: Para efectuar la medida de la intensidad de la corriente

circulante el amperímetro ha de colocarse en serie, para que sea atravesado por dicha

corriente.

-Ejemplo de colocación de un voltímetro:


Multimetro:

-Funcionamiento: Un multímetro, llamado también polímetro o tester, es un instrumento que

ofrece la posibilidad de medir distintas magnitudes en el mismo aparato. Las más comunes son

las de voltímetro, amperímetro y óhmetro.

Hay dos tipos de multímetros: analógicos y digitales.

-Recomendaciones para su uso: Dependiendo de lo que se quiera medir, si se va a medir

corriente, hay que tomar las recomendaciones de uso de un amperímetro y trabajarlo como si

fuera un Amperímetro. Si se va a medir Voltaje trabajarlo como si fuese un Voltímetro. Lo

mismo para medir los ohm en caso de quererlo usar como Óhmetro.

-Ejemplo de colocación de un voltímetro va a depender de lo que se quiera medir.

Imagen de Multimetro Digital.


Osciloscopio:

-Funcionamiento: El funcionamiento del osciloscopio está basado en la posibilidad de desviar

un haz de electrones por medio de la creación de campos eléctricos y magnéticos.

Sirve para la representación gráfica de señales eléctricas que pueden variar en el tiempo, que

permite visualizar fenómenos transitorios así como formas de ondas en circuitos eléctricos y

electrónicos y mediante su análisis se puede diagnosticar con facilidad cuáles son los

problemas del funcionamiento de un determinado circuito.

Existen dos tipos de osciloscopios: analógicos y digitales.

Los analógicos trabajan con variables continuas mientras que los digitales lo hacen con

variables discretas. Ambos tipos tienen sus ventajas e inconvenientes.

Básicamente se puede determinar lo siguiente:

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

-Recomendaciones para su uso:

El osciloscopio presenta los valores de las señales eléctricas en forma de coordenadas en una

pantalla, en la que normalmente el eje X (horizontal) representa tiempos y el eje Y (vertical)

representa tensiones.

La imagen así obtenida se denomina oscilograma. Suelen incluir otra entrada, llamada "eje Z"

que controla la luminosidad del haz, permitiendo resaltar o apagar algunos segmentos de la

traza.

El osciloscopio es un medidor de tensiones por lo que la sonda de pruebas deberá situarse

entre masa y el punto del circuito donde se desee visualizar la señal. La alta resistencia interna

del osciloscopio hará que sea totalmente transparente y no afecte al funcionamiento del circuito.


Algunos osciloscopios más modernos tienen una opción (Botón) de Auto Set (Auto Ajuste).

Pero si el osciloscopio que se usara no tiene esta opción, entonces los siguientes pasos son los

más recomendables:

Ajustar el osciloscopio para visualizar el canal I. (al mismo tiempo se colocará como

canal de disparo el I).

Ajustar a una posición intermedia la escala voltios/división del canal I (por ejemplo

1v/cm).

Colocar en posición calibrada el mando variable de voltios/división (potenciómetro

central).

Desactivar cualquier tipo de multiplicadores verticales.

Colocar el conmutador de entrada para el canal I en acoplamiento DC.

Colocar el modo de disparo en automático.

Desactivar el disparo retardado al mínimo ó desactivado. Situar el control de intensidad

al mínimo que permita apreciar el trazo en la pantalla, y el trazo de focus ajustado para

una visualización lo más nítida posible (generalmente los mandos quedaran con la

señalización cercana a la posición vertical).

-Imagen de controles de un Osciloscopio:


Generador de funciones

-Funcionamiento: 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.

También para calibración de equipos, rampas de alimentación de osciloscopios.

-Recomendaciones para su uso:

Lo primero que deberemos realizar será seleccionar el tipo de señal de salida que necesitamos

a) Triangular, b) Cuadrada c) Senoidal

A continuación se debe fijar la frecuencia de trabajo utilizando los selectores de rango y mando

de ajuste.

Muchos generadores de funciones modernos incorporan contadores de frecuencia que permiten

un ajuste preciso, no obstante y en caso de ser necesario se pueden utilizar contadores de

frecuencia externos, osciloscopios o incluso analizadores de espectros para determinar la

frecuencia con mayor precisión.

El siguiente paso será cargar la salida y fijar la amplitud de la señal así como la tensión de de

continua de offset siempre que sea necesaria, como en el caso del ajuste de frecuencia

podemos utilizar distintos equipos de medida para ajustar el valor de amplitud.

Para niveles de potencia bajos será necesario activar el atenuador interno del generador.

Para evitar deformaciones en las señales de alta frecuencia es indispensable cuidar la carga de

salida, evitar capacidades parásitas elevadas y cuidar las características de los cables.


-Imagen que describe los controles básicos de un Generador de funciones:

1. Selector de funciones. Controla la forma de onda de la señal de salida. 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.


Fuentes de tensión de corriente continua

-Funcionamiento: Es el dispositivo que convierte la corriente alterna (CA), en una o varias

corrientes continuas (CC), que alimentan los distintos circuitos del aparato electrónico al que se

conecta.

La mayoria de los circuitos electrónicos bajo medida requieren una fuente de alimentación de

continua que mantenga un nivel de tensión estable libre de oscilaciones y que esté protegida

frente a los habituales cortocircuitos que se producen en las placas de pruebas.

-Recomendaciones para su uso: Antes de conectar la fuente de alimentación a nuestro

circuito, es recomendable ajustar el valor de tensión y el de la limitación de corriente.

También es una buena costumbre chequear nuestro circuito en busca de cortocircuitos que

puedan averiar el resto de componentes e incluso la propia fuente de alimentación.

-Formas de utilizar la fuente y conectarla con graficas:

Por lo general las fuentes de alimentación de laboratorio tienen 4 modos de funcionamiento

distintos. Para explicarlo supondremos que disponemos de una fuente con dos canales de

hasta 32V y 1A de corriente como máximo.


1. Modo independiente. Disponemos de dos fuentes completamente separadas de hasta

32V y 1 A que podremos ajustar a diferentes tensiones y corrientes.

2. Modo simétrico. En esta ocasión tenemos una fuente simétrica de hasta +/- 32 V y 1 A

de consumo. Las conexiones de los bornes son las de la figura.

3. Modo serie. Las dos fuentes se conectan en modo serie tal como muestra la imagen.

Dispondremos de hasta 64V y 1 A de consumo.

4. Modo paralelo. En este caso la conexión se realiza en paralelo, consiguiendo unos

valores máximos de 32V de tensión y 2A de corriente.


Laboratorio

Ajuste los controles del generador de señales para obtener

en el osciloscopio las siguientes señales y proceda a

dibujarlas:

1. Señal cuadrada de 5Vp-p a una frecuencia de 10KHz 2. Señal senoidal de 4Vp-p a una frecuencia de 2500Hz 3. Señal triangular de 8Vp a una frecuencia de 1MHz.

Capturas de pantalla de Simulador Proteus 8:

1) Señal Cuadrada:


2) Señal Senoidal:

3) Señal Triangular:

(Se calculo a 12 Voltios Pico- Pico, ya que el emulador no me permitía mas, sin embargo en los cálculos matemáticos

considere 8Voltios Pico. )


Post-Laboratorio

Para cada una de las señales obtenidas calcular:

1. Valor rms 2. Periodo 3. Frecuencia

Repuestas:

Para Señal Cuadrada:

Valor rms: 𝑉𝑟𝑚𝑠 =𝑉𝑝−𝑝

2√2=

5

2√2= 1,76 𝑣

Periodo: 𝑇 = 1

𝑓=

1

10𝐾ℎ𝑧=

1

10.000 𝐻𝑧=1𝑥10−4 𝑠 = 100µ𝑠

Frecuencia: 10KHz


Valor rms: 𝑉𝑟𝑚𝑠 =𝑉𝑝−𝑝

2√2=

4

2√2= 1,41 𝑣

Periodo: 𝑇 = 1

𝑓=

1

2.500 𝐻𝑧= 4𝑥10−4 𝑠 = 400µ𝑠

Frecuencia: 2500Hz


Valor rms: 𝑉𝑟𝑚𝑠 =𝑉𝑝

√2=

8

√2= 5,66 𝑣

Periodo: 𝑇 = 1

𝑓=

1

1 𝑀ℎ𝑧=

1

1.000.000 𝐻𝑧=1𝑥10−6 𝑠 = 1µ𝑠

Frecuencia: 1MHz


Conclusiones

Como conclusión destaca el hecho de la evaluación de los diferentes tipos de

señales; Cuadrada, senoidal, triangular, que podemos observar con el

osciloscopio, dependiendo de lo que queramos verificar o evaluar, y del tipo

de circuito a evaluar.

Entre mayor frecuencia más rápido se cumplen los periodos y entre mayor es

el voltaje pico a pico mayor es el Vrms.

Se determino lo práctico que puede ser el generador de funciones para casos

experimentales y así poder evaluar los diferentes comportamientos de un o

los supuesto(s) caso(s) por medio del osciloscopio.

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