TEMA: • •
Uso de la presentación X-Y del Osciloscopio Características Corriente-Voltaje de elementos lineales y
no lineales
OBJETIVO GENERAL: •
Utiliza Utilizarr correc correctame tamente nte el oscilo oscilosco scopio pio como como soport soportee de medicio mediciones nes de voltaje voltaje o corriente alterna.
OBJETIVOS •
Profundizar en el conocimiento del osciloscopio y familiarizar al estudiante con el funcionamiento de la presentación x-y de los osciloscopios.
•
Analizar las características corriente – voltaje de elementos lineales y de elementos no lineales.
•
Medir frecuencias aplicando el principio de las Figuras de Lissajous.
INFORME I.-E I.-Enn el Marc Marcoo Teór Teórico ico,, haga haga un resu resume menn de un unaa pági página na sobr sobree la utiliz utilizac ació iónn del osciloscopio en la modalidad X-Y para observar las características corriente-voltaje de los elementos lineales y no lineales y realizar la medición de frecuencia utilizando las Figuras de Lissajous. Un osciloscopio osciloscopio es un instrumento instrumento de medición medición electrónico electrónico para la representa representación ción gráfica de señales eléctricas que pueden variar en el tiempo. Es muy usado en electrónica de señal, frecuentemente junto a un analizador de espectro. Presen Presenta ta los valores valores de las señale señaless eléctr eléctricas icas en forma 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. En un oscilos osciloscop copio io existe existen, n, básicam básicament ente, e, dos tipos tipos de contro controles les que son utiliza utilizados dos como como reguladores que ajustan la señal de entrada y permiten, consecuentemente, medir en la pantalla y de esta esta mane manera ra se pued pueden en ver ver la form formaa de la seña señall medid medidaa por por el oscil oscilos osco copi pio, o, esto esto denominado en forma técnica se puede decir que el osciloscopio sirve para observar la señal que quiera medir. El primer primer control control regula regula el eje X (horiz (horizont ontal) al) y apreci apreciaa fracci fraccione oness de tiempo tiempo ( segundos, segundos, milisegundos, milisegundos, microsegundos, etc., según la resolución del aparato). El segundo regula el eje Y (vertical) (vertical) controland controlando o la tensión de entr entrad adaa (en Voltios, milivoltios, milivoltios, microvoltio microvoltios, s, etc., dependiendo de la resolución del aparato). Estas Estas regula regulacio ciones nes determ determina inan n el valor valor de la escala escala cuadri cuadricul cular ar que divide divide la pantal pantalla, la, permitiendo saber cuánto representa cada cuadrado de esta para, en consecuencia, conocer el valor de la señal a medir, tanto en tensión como en frecuencia. frecuencia.
Mediciones de Frecuencia con las Curvas de Lissajous 1. Para emplear la técnica de medida de frecuencia con las figuras de Lissajous se suprime la base de tiempos; se aplica a la entrada horizontal del osciloscopio una señal FH del generador de onda sinodal; la señal cuya frecuencia se quiera medir, FV se aplica a la entrada vertical del osciloscopio. 2. La frecuencia FH del generador patrón se varía hasta que aparezca una figura estable en la pantalla. Esta es la llamada figura de Lissajous. 3. La relación de frecuencias FH y FV se puede determinar dibujando las tangentes horizontal y vertical a las curvas y contando el número de puntos de tangencia (TH) de la tangente horizontal y el número de puntos de tangencia (TV) de la tangente vertical. 4. La relación de las dos frecuencias viene determinada por 5.
II.-En la Metodología, describa muy brevemente los procedimientos y circuitos utilizados, indicando los valores nominales de los componentes empleados. Encienda su mesón de trabajo, e inmediatamente encienda el osciloscopio. Este es un hábito que debe practicar siempre que trabaje con equipos basados en tubos de rayos catódicos, ya que el tubo debe estar caliente para operar correctamente.
Realizamos los circuitos con los valores de los elementos indicados,
XSC1
1
Ext T
V2 R1 5.7k
V1 2
R2 1.2kΩ
0
3
9 Vpk 60kHz 0° R4 4
B
A
R3 5.7kΩ
+
_
+
_
0
1.2kΩ
Aplique voltajes DC a su circuito dentro del rango de valores especificado por su profesor, y con el voltímetro, haga las mediciones correspondientes para elaborar la característica corriente – voltaje, para cinco valores positivos, cinco valores negativos y cero voltios.
Conecte ahora las puntas de prueba de su osciloscopio de la manera indicada en la figura, Recuerde que el osciloscopio debe estar flotando y debe seleccionar la presentación X-Y. Con el generador de funciones, aplique una señal alterna a su circuito dentro del rango de valores especificado por su profesor, observe la gráfica que se obtiene en la pantalla del osciloscopio y dibújela en papel milimetrado, anotando cuidadosamente la calibración de las escalas. Realizamos los circuitos con los valores de los elementos indicados
XSC1
3
Ext T
V2 D1 1N400
V1
R1
1
2
4 B
A
10 Vpk 60kHz 0° R4 1.2kΩ
D2 1N4007
+
_
+
_
0 5
Aplique voltajes DC a su circuito dentro del rango de valores especificado por su profesor, y con el voltímetro, haga las mediciones correspondientes para elaborar la característica corriente – voltaje, para cinco valores positivos, cinco valores negativos y cero voltios. Conecte ahora las puntas de prueba de su osciloscopio de la manera indicada en la figura, Recuerde que el osciloscopio debe estar flotando y debe seleccionar la presentación X-Y. Con el generador de funciones, aplique una señal alterna a su circuito dentro del rango de valores especificado por su profesor, observe la gráfica que se obtiene en la pantalla del osciloscopio y dibújela en papel milimetrado, anotando cuidadosamente la calibración de las escalas.
III.-En los Resultados: a) Coloque los datos y gráficas obtenidos en el laboratorio.
TABLA 1.
1 R1 5.7k
V1 2
R2
0
1.2kΩ
VOTAJE DC
VOLTAJE EN Rp
[V]
[V]
CORRIENTE Rp
EN
VOLTAJE EN Rx [V]
[mA] 9,93
-1,7
-1,44
8,2
7,09
-1,2
-1,02
5,74
5,02
-0,86
-0,72
4,11
3,03
-0,52
-0,43
2,297
1,01
-173,9*10^-3
-0,14
0,835
0v -1,01
173,9*10^-3
0,14
0,84
-3,03
0,52
0,43
2,27
-5,02
0,86
0,72
4,1
-7,09
1,2
1,02
5,74
-9,93
1,7
1,44
8,8
TABLA 2. 3
D1 1N400
V1
1
R1
2
VOTAJE DC
VOLTAJE EN Rp
[V]
[V]
CORRIENTE Rp
EN
VOLTAJE EN EL ZENER [V]
[A] 9,02
-8,35
-6,95*10^-3
0,67
7,06
-6,4
-5,36*10^-3
0,65
5,07
-4,37
-3,64*10^-3
0,63
3,03
-2,42
-2,01*10^-3
0,6
1,01
-0,55
-0,46*10^-3
0,52
-1,01
0
2,5*10^-6
-1,05
-3,03
0
2,3*10^-6
-3,03
-5,02
0
1,6*10^-6
-9,96
-7,09
0
2,1*10^-6
-7,04
-9,93
0
1,4*10^-6
-9,02
OV
b) A partir de las tablas con los datos de corriente y voltaje para los dos elementos estudiados, elabore las dos gráficas de las características corriente-voltaje correspondiente.
IV.- Análisis de Resultados Según los datos obtenidos en el primer circuito, nos damos cuenta que los voltajes de Rp y Rx son proporcionales al voltaje, al igual que la corriente, es por eso que la función es una línea recta en el gráfico Voltaje – Intensidad. Por el contrario al sustituir la Rx, por el diodo observamos que al aplicar voltajes negativos, no obtenemos lectura en la resistencia Rp, lo cual indica que el diodo trabaja como un bloque de voltajes negativos, y solo deja pasar los voltajes positivos. Lo cual se indica en la segunda figura Voltaje – Intensidad.
V.- Conclusiones •
Los diodos Zener mantienen la tensión entre sus terminales prácticamente constante en un amplio rango de intensidad y temperatura, cuando están polarizados inversamente.
•
Las resistencias alimentadas con una fuente AC, tienen un voltaje y ángulo de fase propio, pero conservan siempre la frecuencia de la fuente a la que están sometidas.
•
El osciloscopio utilizado en forma XY nos permite obtener dos señales, conectadas cada una a un canal, además podemos obtener las curvas de Lissajous, que nos sirve para determinar la frecuencia de las funciones.
BIBLIOGRAFÍA • • •
http://es.wikipedia.org/wiki/Osciloscopio http://es.wikipedia.org/wiki/Curva_de_Lissajous http://www.monografias.com/trabajos/osciloscopio/osciloscopio.shtml
