Clase Presencial 3

8/18/2019 Clase Presencial 3

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Medición de parámetrosMedición de parámetros

de la señal alterna.de la señal alterna.


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LA ONDA SINUSOIDALLA ONDA SINUSOIDAL•Algunos tipos de ondas periódicas tienen el inconveniente de no

tener definida su expresión matemática, por lo que no se puedeoperar analíticamente con ellas. Por el contrario, la onda senoidal no

tiene esta indeterminación matemática y presenta las siguientes

ventajas:

•La función seno está perfectamente definida mediante su expresiónanalítica y gráfica.

•e pueden generar con facilidad y en magnitudes de valores

elevados para facilitar el transporte de la energía el!ctrica.

•u transformación en otras ondas de distinta magnitud se consigue

con facilidad mediante la utili"ación de transformadores.


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ONDA SINUSOIDALONDA SINUSOIDAL


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• #na se$al sinusoidal, a%t&, tensión, v%t&, o

corriente, i%t&, se puede expresar

matemáticamente seg'n sus parámetros

característicos %figura (&, como una función

del tiempo por medio de la siguiente ecuación:


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•A0 es la amplitud o magnitud en voltios oamperios %tam)i!n llamado valor máximo o de

pico&,

•ω la velocidad angular en radianes*segundo%velocidad de rotación o de despla"amiento de

un ángulo en una circunferencia&

•

t el tiempo en segundos, y• β el ángulo de fase inicial en radianes %tam)i!n

se denomina con la letra griega φ &


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• +ado que la velocidad angular es más interesante

para matemáticos que para profesiones del áreael!ctrica, la fórmula anterior se suele expresar como:

• +onde:

f es la frecuencia en ercios %-"& y equivale a la

inversa del período %f/*0&.


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ONDA SINUSOIDALONDA SINUSOIDAL

• Fase

• La onda senoidal se puede extraer de la circulación de

un punto so)re un circulo de 1234. #n ciclo de la

se$al senoidal a)arca los 1234.


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• 5uando se comparan dos se$ales senoidales de la

misma frecuencia puede ocurrir que am)as no est!n

en fase, o sea, que no coincidan en el tiempo los pasos por puntos equivalentes de am)as se$ales. 6n

este caso se dice que am)as se$ales están desfasadas.


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• Valor instantáneo %a(t)&: 6s el que toma la

ordenada en un instante, t, determinado.

• Valor pico a pico %A pp&: +iferencia entre su

pico o máximo positivo y su pico negativo. 6s

la diferencia entre el valor máximo y el valor

mínimo de una se$al. 6n otras pala)ras el

valor pico a pico es el do)le de la amplitud ovalor máximo.


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• Valor medio %Amed&: es el promedio de todos

los valores de una se$al tomados en un ciclo.

Para se$ales sim!tricas como la senoidal, el

valor medio es nulo.


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•

Valor eficaz %A&: u importancia se de)e a queeste valor es el que produce el mismo efecto

calorífico que su equivalente en corriente

contin'a. 6n la literatura inglesa este valor se

conoce como 7.8.. %root mean square, valor

cuadrático medio&. 8atemáticamente se

demuestra que para una corriente alterna senoidal

el valor efica" viene dado por la expresión:

VALOR RMSVALOR RMS


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8atemáticamente se demuestra que para una

corriente alterna senoidal el valor efica" viene

dado por la expresión:

VALOR RMSVALOR RMS


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Valor RMSValor RMS

• 0am)i!n lo podemos descri)ir como la

comparación energ!tica de una se$al alterna y

una continua.


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SEAL RE!"AN#ULAR $SEAL RE!"AN#ULAR $

!UADRADA!UADRADALa se$al rectangular es muy utili"ada parareali"ar determinadas mediciones, e implementar

controles en sistemas de conmutación. ecaracteri"a por tener solamente dos valores

posibles. e le puede definir amplitud, período,

frecuencia y desfasaje.


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!ON!E%"OS DE SEAL!ON!E%"OS DE SEAL

Tensin

Tiempo

O!"AO!"A

Se#al $%e se repite a lo lar&o del

tiempo

FORMA "' O!"AFORMA "' O!"A

Representacin &ráfica de

%na se#al $%e m%estra el

tiempo sobre el e(e )orizontal

* la tensin sobre el e(e

vertical

+,+LO "' O!"A+,+LO "' O!"A

-orcin de onda $%e se repite


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&ORMAS MAS !OMUNES DE&ORMAS MAS !OMUNES DEONDASONDAS

• Hay distintos tipos de formas de onda. La denición hacereferencia a la forma o característica que tiene cada una deellas:

• 1. Onda senoidal•

'. Onda en diente de sierra• (. Onda c)adrada• *. %)lso• +. Onda senoidal amorti,)ada• -. Onda trian,)lar• . Escalón• /. &orma de onda comple0a


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O!"A S'!O,"ALO!"A S'!O,"AL::

6s la tensión de la red el!ctrica de uso domestico, la creada

por un alternador antes de ser rectificada o por una sonda

Lam)da.

Onda Senoidal Onda Senoidal Amorti&%ada


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&ORMAS MAS !OMUNES DE&ORMAS MAS !OMUNES DEONDASONDASO!"A +.A"RA"A:

6s la forma de se$al que se puede generar por un oscilador.

V

t

9nda generada por un

oscilador.


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&ORMAS MAS !OMUNES DE&ORMAS MAS !OMUNES DEONDASONDASO!"A +OM-L'/A:

on las que pueden ser una com)inación de varias, ya sea de

audio, movimientos de resortes, etc.

V

t

9nda generada por

acción de amortiguador.


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!ON!E%"OS1 %ERIODO!ON!E%"OS1 %ERIODO 6l Periodo de una se$al, es el tiempo que tarda una onda en

reali"ar un ciclo completo.

-'R,O"O

0 mse& 1 2 divisiones 3 20 mse&


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EJERCICIO 1EJERCICIO 1

;ndicar el periodo de las siguientes formas de

onda

4 divisiones

5 divisiones

6 ms 1 4 divisiones 3 7 ms 5 ms 1 5 divisiones 3 65 ms


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!ON!E%"OS1

&RE!UEN!IA&RE!UEN!IA La Frec%encia es el n8mero de ciclos de onda $%e tienen

l%&ar en %n tiempo dado9 &eneralmente en se&%ndo:

P67;9+9

/3 mseg x < divisiones


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UNIDADES DE &RE!UEN!IAUNIDADES DE &RE!UEN!IA

La unidad de =recuencia es el -ert"io %-"&.

#n -ert"io equivale a un ciclo por segundo %/ciclo*seg&.

6l -ert"io tiene a su ve" m'ltiplos y su)m'ltiplos, siendo los

multiplos de mayor utili"ación el >iloert"io %>-"& y el

8egaert"io %8-"&.

@?z 3 :000 ?z @?z 3 :000 ?z

M?z 3 :000:000 ?z M?z 3 :000:000 ?z

?z 3 0:00 @?z ?z 3 0:00 @?z

?z 3 0:00000 M?z ?z 3 0:00000 M?z


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5alcular la frecuencia de las siguientes formas de onda

4 divisiones

5 divisiones

-eriodo 36 ms 1 4 div 3 7 ms -eriodo 3 5 ms 1 5 div 3 65 ms

Frec%encia 3 ;0:007se& 3 77:7 ?zFrec%encia 3 ;0:065se& 3 20 ?z


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UNIDADES DE &RE!UEN!IA

?as observado$%B::::::C

• +el Periodo en segundos, resulta la

frecuencia en -ert"ios

• +el Periodo en milisegundos, resulta lafrecuencia en >iloert"ios

• +el Periodo en microsegundos, resulta lafrecuencia en 8egaert"ios


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• +i)uja la forma de onda de la pantalla de la i"quierda, en el de la

dereca, teniendo en cuenta la )ase de tiempos


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!ON!E%"OS1 AM%LI"UDAM%LI"UD

2I32I3 La Amplitud de una se$al es la altura o distancia quetenga la forma de onda con respecto a la linea de cero dereferencia.

Amplit%d>

6 voltios 1 7 divisiones 3 6 Voltios


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!ON!E%"OS1 AM%LI"UDAM%LI"UD

2II32II3

La Amplitud de una onda senoidal suele darse como su valor efica",

que es igual aproximadamente al ?3,?@ del valor de pic máximo.

2

4

6

: Tensin -ic to -ic

/3 voltios x 2 div 70 V

6: Tensin -ic Má1imo/3 voltios x 1 div 40 V

4: Tensin -ic MDnimo

/3 voltios x 1 div 40 V

2: Tensin 'ficaz

13 voltios x 3,?3? 696 V


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EL OS!ILOS!O%IOEL OS!ILOS!O%IO

#n 0ester, ya sea de tipo analógico o digital, informa'nicamente de los valores medios o eficaces, ya que su forma

de tra)ajo le impide seguir punto a punto la se$al que se le

aplique.

6l 9sciloscopio permite visuali"ar las formas y

variaciones en el tiempo de las se$ales que se apliquen a

sus entradas.


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EL OS!ILOS!O%IOEL OS!ILOS!O%IO

6l osciloscopio es un instrumento de medidaque presenta en una pantalla una imagen grafica

de una se$al electrica. 6sta imagen muestra

como cam)ia la se$al a medida que transcurre

el tiempo.

La imagen es tra"ada so)re una pantalla en

la que se reproduce un eje de coordenadas

%0ensión*tiempo&.

6sto permite determinar los valores de

tiempo y tensión de una se$al, asi como la

frecuencia, tipos de impulso, ciclos de

tra)ajo %+6LL, 759 o dusty cicle&, etc.


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"I%OS DE OS!ILOS!O%IO"I%OS DE OS!ILOS!O%IO

OS+,LOS+O-,O A!ALOE,+O>

=unciona mediante la aplicación directa de

la tensión que se mide a un a" de

electrones que recorre la pantalla.

OS+,LOS+O-,O ",E,TAL>

0oma muestras de la se$al a intervalos discretos de

tiempo, almacenandolas en su memoria como

puntos de la forma de onda. 8ediante esta

información el osciloscopio reconstruye la forma de

onda en la pantalla.

9sciloscopio de la)oratorio

9sciloscopio +igital


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LOS !ON"ROLESLOS !ON"ROLES #na serie de controles situados en el panel frontal permiten

ajustar el tama$o de la imagen, controlar su despla"amiento y

medir su valor

ase de Tiempos. Act'an

so)re la velocidad de

)arrido del punto luminoso

so)re la pantalla.

+O!TROL ?OR,GO!TAL

Ajustan la escala de

tensión, es decir, la

sensi)ilidad de entrada.

Atenuar o amplificar la se$al y modificar el tama$o de la imagen

para que pueda adaptarse a la pantalla y sea perfectamente visi)le.

+O!TROL V'RT,+AL


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LA %AN"ALLALA %AN"ALLA

-antalla

+%adric%larForma de Onda

Linea +ero de

Referencia

Tensin por

"ivisin

Tiempo por

"ivisin

La pantalla o display es un area de cristal liquido %L5+& que forma una matri"

de centenares de puntos %pixels& que al ser polari"ados de)idamente cam)ian su

transparenciaB el contraste entre opacos y transparentes constituyen el tra"ado


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LAS SONDASLAS SONDAS .na sonda es %na p%nta de pr%ebas de alta calidad9 dise#ada para

transmitir %na se#al sin captar r%ido ni interferencias:

uelen ser ca)les )lindados con malla metálica y están compensados

internamente con una )aja capacidad, ya que de lo contrario distorsionarían

las medidas de se$ales de alta frecuencia. 6xisten sondas atenuadoras que reducen la tensión de entrada por un

factor /3, /33 ó /333 veces, de modo que el osciloscopio pueda registrar

tensiones muy superiores a las que directamente puede medir.


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!ONE4IONES DE EN"RADA %ARA!ONE4IONES DE EN"RADA %ARAUN OS!ILOS!O%IO DI#I"ALUN OS!ILOS!O%IO DI#I"ALLos osciloscopios, normalmente,

proporcionan dos entradas %canales& de

seguridad para clavija apantallada de < mm%entrada A roja y entrada C gris& y una entrada

de seguridad para clavija )anana de < mm

com'n %598&.-anel de cone1ionado de las sondas

Entrada A: iempre se puede utili"ar la

entrada A roja para todas mediciones deentradas 'nicas que son posi)les con el

instrumento de medida.

Entrada B: Para reali"ar mediciones en dos

se$ales diferentes se puede utili"ar la

entrada C gris junto con la entrada A roja.COM: e puede utili"ar el terminal negro

598 como masa 'nica para mediciones de

)aja frecuencia y para mediciones de

continuidad, capacidad y diodos.


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LAS SONDASLAS SONDAS

Para evitar descargas el!ctricas oincendios, utili"ar 'nicamente una

conexión 598 %com'n&, o

asegurarse de que todas las

conexiones al 598 están al mismo potencial %referencia a la misma

masa&


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OS!ILOS!O%IO ANALO#OOS!ILOS!O%IO ANALO#O

=unciona mediante la aplicación directa de la tensión que semide a un a" de electrones que recorre la pantalla.

#n osciloscopio es un instrumento de representacin &ráfica,

que posee una pantalla en la que se representan se$alesel!ctricas %corriente, voltaje, potencia& en relación con el

tiempo.

6sta pantalla %0u)o de rayos catódicos& tiene dos ejesB uno

ori"ontal %x& en el que se representa el tiempo, y uno vertical%y& en el que se representa la amplitud %voltaje& de la se$al.


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OS!ILOS!O%IO ANALO#OOS!ILOS!O%IO ANALO#O6stos ejes están divididos en secciones de más o menos

un 5m, llamadas divisiones:

6l eje ori"ontal %x& suele tener /3 divisiones, mientras

que el eje vertical %y& tiene D divisiones, lo que da lugar

a una pantalla más anca que larga, de unos DE/3 5m

%FG&


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OS!ILOS!O%IO ANALO#OOS!ILOS!O%IO ANALO#O

• Principales controles

• 0odo osciloscopio, ya sea analógico o digital

posee como mínimo ( controles:

• Time;"ivB elecciona el tiempo que representa

cada división de la pantalla %en el eje

ori"ontal&

!ON"ROL "IME5DIV


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41

!ON"ROL "IME5DIV


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AM%5DIV

•Amp;"ivB elecciona la amplitud %voltaje&que representa cada división de la pantalla%en el eje vertical&


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O"ROS !ON"ROLESO"ROS !ON"ROLES

• Los osciloscopios tienen otros controles, cuya

finalidad es la de mejorar la representación de

la onda, o acer más fácil la lectura de los

parámetros.

• 6stos controles son:

• 'ncendido: 6nciende la unidad.

• rillo: Ajusta el )rillo de la onda representada


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6RILLO $ EN&O7UE6RILLO $ EN&O7UEAjusta el )rillo de la onda representada

6nfoca la onda representada.


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-osicin *: Ajusta la posición vertical.

-osicin H: Ajusta la posición ori"ontal.

SELE!"OR DE !ANALSELE!"OR DE !ANAL


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• Selector de canal: 6n los osciloscopios con más de

un canal %que pueden ver varias ondas al mismotiempo& se selecciona que canales se desean

representar, y que m!todo de representación se va a

utili"ar.




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• Al seleccionar canel / solo se vera la onda

captada por el canal /

• Al seleccionar canel ( solo se vera la onda

captada por el canal (

• Al seleccionar +#AL usted vera %seg'n

corresponda& las dos ondas captadas.

• Al seleccionar A++ se sumaran los dos

canales.


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,ndicar en la si&%iente forma de onda s%s distintos parámetros:

AM-L,T."

6 voltios 1 7 div: 3 6 voltios

FR'+.'!+,A

-eriodo 3 0 mse&

f3;p I f 3 ;0900 se&

f 3 00 ?z


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• Indicar en la siguiente forma de onda sus distintos parámetros.

Tensin -ic to -ic

Tensin -ic má1imo

Tensin -ic mDnimo

Tensin 'ficaz

Frec%encia

( voltios x 2 div. 6 voltios



2 voltios x 3.?3? 2:6 voltios

f /*p /*3,33


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CONEXIONADO DEL OSCILOSCOPIOCONEXIONADO DEL OSCILOSCOPIO

6l circuito representado en la figura, tiene una cadencia de funcionamiento

de /mseg, es decir, el interruptor cam)ia de posición en ese intervalo de

tiempo.

+i)uja la se$al que detectaria el osciloscopio, en la conexión que indica el

di)ujo. +etermina la escala de tensión y tiempo, para poder o)servar la se$al

con exactitud.



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6l circuito representado en la figura, tiene una cadencia de funcionamiento de

/ mseg, es decir, el interruptor cam)ia de posición en ese intervalo de tiempo.


di)ujo. +etermina la escala de tensión y tiempo, para poder o)servar la se$al

con exactitud



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6l circuito representado en la figura, tiene una cadencia de funcionamiento de /

mseg, es decir, el interruptor cam)ia de posición en ese intervalo de tiempo.


di)ujo. +etermina la escala de tensión y tiempo, para poder o)servar la se$al con

exactitud.



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6l circuito representado en la figura, tiene una cadencia de funcionamiento de /

mseg, es decir, el interruptor cam)ia de posición en ese intervalo de tiempo.


di)ujo. +etermina la escala de tensión y tiempo, para poder o)servar la se$al con

exactitud.


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!ON!E%"OS1 %ULSO!ON!E%"OS1 %ULSO e produce cuando se detecta la activación momentánea de

un elemento, por ejemplo, el destello de una lámpara 8ucos actuadores en el automóvil reci)en un tren de

impulsos a frecuencia fija, para modular su funcionamiento.

La modulación se o)tiene variando el ciclo de tra)ajo

%+6LL& de una se$al a frecuencia fija, es decir, modificando

el tiempo de activación y desactivación dentro del periodo.

/(H

3H

V

t;ms

70J 20J

/3 ms (3 ms

-eriodo 3 00J

f 3 ;pf 3 ;p

f 3 ;090 se&f 3 ;090 se&

f 3 00 ?zf 3 00 ?z



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J "

J "

65

K5

J "

J "

20

70

6n la siguiente forma de onda indica que 5iclo de 0ra)ajo,

+Iell, o 75A tienen.

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