CUESTIONARIO

1. ¿Qué es un valor Pico a Pico, Promedio y R.M.S. en una Señal?

VALOR PICO A PICO.-El valor de pico es el valor máximo (pico positivo) o mínimo (pico negativo) que alcanza la señal. El valor de pico de una señal sinusoidal sin componente continua es la amplitud de la señal.

La separación entre el valor de pico positivo y el valor de pico negativo se denomina valor pico a pico de la señal. Este valor se expresa en voltios pico-pico Vpp, y en el caso de la señal sinusoidal es el doble de la amplitud.

VALOR PROMEDIO.-El valor medio o promedio de cualquier onda de C.A., simétrico con respecto del eje cero, es cero. Sin embargo, cuando el valor medio se refiere a cantidades alternas, generalmente quiere decir el promedio de una comba negativa o positiva de la onda

Valormedio= 2T∫0

T2

f (t ) . dt

VALOR RMS.-Un valor en RMS de una corriente es el valor, que produce la misma disipación de calor que una corriente continua de la misma magnitud.

Ve f=√ 1T∫0T

S2 (t ) . dt

2. ¿Qué relación hay entre el Valor Promedio y R.M.S. mencionando que representa cada uno de estos?

La relación que existe entre los valores y promedio es.

V RMS=V PROM x1.11

V PROM=V RMS x0.9

Valor promedio representa el equivalente en corriente directa en acción electrolítica, de la onda alterna.El valor RMS representa el valor medido con el multitester.

3. ¿Qué es el Factor de Forma?

Es la razón del valor eficaz al valor medio de la onda. El factor de forma tiene muy poca significación física. Aunque una onda puntiaguda tendrá, generalmente, un factor de forma más elevado que una onda aplastado por roma.

4. ¿Qué es un nivel de CD?

Puede utilizar las medidas de CC para definir el valor de una señal estática o lentamente variable. Mediciones de CC puede ser tanto positiva como negativa. El valor de DC generalmente es constante dentro de una ventana de tiempo específica. Puede hacer un seguimiento y representar los valores que se mueve lentamente, como la temperatura, en función del tiempo usando un medidor de corriente continua. En ese caso, el tiempo de observación que se traduce en el valor medido ha de ser corto en comparación con la velocidad del cambio de la señal. La siguiente figura muestra un nivel de DC ejemplo de una señal.

El nivel de corriente continua de una señal continua V (t) de vez en cuando t 1 t 2 viene dada por la siguiente ecuación.

Donde t 2 - t 1 es el tiempo de integración o de tiempo de medición.

Para las señales digitales, la versión de tiempo discreto de la ecuación anterior está dada por la siguiente ecuación.

Para un sistema de muestreo, el valor de CC se define como el valor medio de las muestras adquiridas en la ventana de medición de tiempo especificado.

5. ¿Qué se entiende por Ciclo de Trabajo (Duty Cycle)?

El ciclo útil D es definido como la relación entre la duración del pulso τ y el período (T) de una onda cuadrada.

En electrónica, el ciclo de trabajo o ciclo útil es la fracción de tiempo donde la señal es positiva o se encuentra en estado activo. Es un valor comprendido entre 0 y 1 y viene dado por la siguiente expresión:

Donde

D es el ciclo de trabajoτEs la duración donde la función está en nivel alto (normalmente cuando la función es mayor que cero);Τ es el Periodo de la función.

6. ¿Qué es un Oscilograma y qué es el Espectro de una Señal?

Para ayudar en el estudio de los movimientos vibratorios, los físicos dibujan unos gráficos trazando el modelo de movimiento vibratorio en el dominio del tiempo. Este proceso recibe el nombre de descomposición o análisis de Fourier del sonido de un instrumento musical o de cualquier otra función periódica en su seno constituyente u ondas de coseno. Con este proceso es posible caracterizar la onda sonora en términos de las amplitudes de las ondas de seno que lo constituyen.A partir de esta descomposición, se obtienen una serie de números que representan el contenido armónico del sonido, lo que se conoce como el espectro armónico del sonido. El contenido armónico define la calidad tonal de un instrumento musical.

El espectro de una señal es el conjunto de frecuencias que la constituyen.

7. ¿Para qué sirve un Osciloscopio de Doble Trazo y cuáles son sus Principales Funciones?

Los osciloscopios de trazo múltiple permiten graficar dos o más señales simultáneamente en la pantalla. A diferencia de un osciloscopio de doble haz, el de doble trazo hace uso de3 un tubo estándar de rayos catódicos con un solo cañón y un único sistema de deflexión vertical. Las señales a visualizar son ingresadas por d os o más canales independientes, teniendo cada uno su llave acople (DC, AC, GND), su atenuador, su preamplificador de entrada y su preamplificador con control de ganancia de posición.

FUNCIONES

Obtención del voltaje a partir de una señal eléctrica. Obtención de la frecuencia de una señal de c.a.

Obtención de forma de onda. Obtención de periodo.

8. Determine el Factor de Forma de las siguientes Señales: Sinoidal, Triangular, Cuadrada y Rampa.

ONDA SENOIDAL.

Sabemos que: V rms=0.707V máxy V prom=0.636Vmax en efecto.

F f=V ef

V med

=0.7070.636

=1.11

9. Que Técnica y/o Instrumento emplearía para Medir: El Valor Promedio de una Señal, el Valor Eficaz, el Ángulo de Fase, el Ancho de Banda y el Grado de Distorsión.

Instrumentos el tipo promedio: son generalmente del tipo digital y también utilizan un circuito sensor de valor medio una vez medido dicho valor lo multiplican por distintas constantes para obtener el valor RMS, el valor pico o el valor promedio. Todas estas indicaciones son validas si se miden sobre una señal senoidal.

Instrumentos true RMS: este tipo de instrumentos son los más costosos y a su vez precisos. Utilizan procesamiento de señal digitales la que asegura una medición exacta no importa que tan extraña sea la señal AC a medir, el valor RMS que indicara siempre será el correcto.

10. ¿Qué es y cómo se obtiene la constante de Carga de un circuito RC y RL, utilizando un osciloscopio?

Constante de tiempo de un circuito RC

Un circuito RC es un circuito con un condensador y una resistencia, como muestra la figura. En un proceso de carga, cuando cerramos el interruptor S, el condensador no se carga instantáneamente, su carga evoluciona con el tiempo en forma exponencial:

Q = Cε(1 - e-t/RC)

y la corriente en forma

. Es decir, inicialmente toma el valor Io = ε /R, y después decrece exponencialmente con el tiempo. Al producto RC se le llama constante de tiempo del

circuito τ y equivale al tiempo que el condensador tardaría en cargarse de continuar en todo momento la intensidad inicial Io. También equivale al tiempo necesario para que el condensador se cargue con una carga equivalente al 0,63 (1-1/e) de la carga final, o lo que es lo mismo que la intensidad decrezca hasta 0,37Io.

En un proceso de descarga, partiendo de un condensador cargado, al cerrar el interruptor, el condensador se descarga a través de la resistencia, disminuyendo la carga en la forma Q = Qoe-t/RC. La intensidad comienza valiendo Qo/RC y disminuyendo en la forma:

Al producto RC se le llama constante de tiempo del circuito τ y equivale al tiempo que el condensador tardaría en descargarse de continuar en todo momento la intensidad inicial Io. También equivale al tiempo necesario para que el condensador adquiera una carga igual al 0,37 (1/e) de la carga inicial, o lo que es lo mismo que la intensidad decrezca hasta 0,37Io.

Constante de tiempo de un circuito RL

Un circuito RL es un circuito con una autoinducción y una resistencia, como muestra la figura. Cuando cerramos el interruptor S, la autoinducción genera una fuerza contra electromotriz de valor LdI/dt, de modo que la corriente no alcanza el valor de equilibrio instantáneamente, sino que crece con el tiempo en forma exponencial:

I = If(1 - e-t/RL)

donde es la constante de tiempo del circuito.

Es decir, la corriente finalmente toma el valor If = εo/R, y si el valor de la pendiente inicial se mantuviera invariable, la corriente alcanzaría el valor estacionario en un tiempo τ . Este valor coincide con el tiempo al cabo del cual la corriente es de 0,63If.

RESPECTO A LA EXPERIENCIA.

1. Realice Ud un fundamento teórico de la experiencia.

CONCEPTOS GENERALES

a) PERIODO.- Es el tiempo que debe transcurrir para abarcar un juego completo de valores de una señal de valores de una señal periódica; tal como se muestra en la figura.

b) CICLO.-Es un juego completo de valores contenidos en un periodo

c) FRECUENCIA.- Es el número de ciclos por unidad de tiempo.

f= N° de ciclosT iempo

…………………… (1)

f= 1T……………………… ..(2)

Donde T: periodo

d) FORMA DE SAÑAL.- Es la representación grafica de un juego completo de valores, decir de un ciclo de señal.

e) FASE.- Es la abscisa que corresponde a un punto arbitrario de la señal.

f) DIFERENCIA DE FASE.- Es la diferencia entre las fases individuales de dos señales correspondientes al mismo punto característico nótese que las señales deben ser de igual forma.

g) VALOR INSTANTANEO.- Es la ordenada que corresponde a una fase dada de señal se indica como s (t).

En el caso de considerar una corriente:i (t )=dq (t)dt

, el valor instantáneo está

caracterizado la velocidad, la velocidad con que se esta se transporta la carga atreves de una rama considerado en dicho instante.

h) VALOR EFICAZ.- También llamado valor efectivo de onda y matemáticamente está definido por:

Ve f=√ 1T∫0T

S2 (t ) . dt ………………… ..(3)

Dicho de otro modo el valor eficaz de la corriente es la equivalencia entre corriente y corriente alterna y corriente en corriente continua.

El valor eficaz de una onda senoidal es:

Vef=V max

√2=0.707Vm…………………(4 )

i) VALOR MEDIO.- Se define como la suma aritmética de todos los valores dividido entre el número total de valores usados para determinar la suma matemática, matemáticamente se expresa por:

V med=1T∫0

T

S (t ) .dt ……………………….(5)

Para una onda senoidal el valor medio es:

V med=V m

π=0.636Vm……………………… ..(6)

j) FACTOR DE FORMA.

F f=V ef

V med

……………………………(7)

k) FACTOR DE CRESTA.

FC=V max

V ef

≥1………………… ..(8)

2. Resumen de los equipos a utilizados.

1. OSCILOSCOPIO . El osciloscopio es un aparato que permite medir diferencias de potenciales (voltajes) prácticamente de cualquier tipo. Básicamente, consiste en un tubo de rayos catódicos en el cual las desviaciones horizontales y verticales producidas en un haz de electrones son proporcionales, respectivamente, a las tensiones Vx y Vy aplicadas a dos pares de placas horizontales y verticales.

Así, si el ”spot”(la intersección del haz de electrones con la pantalla) se encuentra inicialmente en la posición (0,0), al aplicar dos señales continuas, Vx y Vy, aparecerá en la posición (x0, y0).Si, sin aplicar ninguna señal a las placas horizontales, aplicamos a la placa vertical una señal sinusoidal del tipo Vy = V0 cost, el ”spot” describirá sobre el eje Y un movimiento armónico simple de amplitud V0 y de frecuencia. Si la frecuencia es muy grande, el ojo humano no es capaz de seguir el movimiento del spot” sobre la pantalla, por lo que ´este aparecerá como una línea vertical continua. Por ello, para poder ver con claridad la forma de la señal, el osciloscopio aplica automáticamente un voltaje interno a las placas horizontales. Este es el llamado diente de sierra.

2. MULTIMETRO.

Multímetro digital

Un multímetro, a veces también denominado putillopolímetro o tester, es un instrumento de medida que ofrece la posibilidad de medir distintas magnitudes en el mismo aparato. Las más comunes son las de voltímetro, amperímetro y ohmetro. Es utilizado frecuentemente por personal en toda la gama de electrónica y electricidad.

Funciones comunes.

Existen distintos modelos que incorporan además de las tres funciones básicas antes citadas algunas de las siguientes:

Un comprobador de resistencia, que emite un sonido cuando el circuito bajo prueba no está interrumpido o la resistencia no supera un cierto nivel. (También puede mostrar en la pantalla 00.0, dependiendo el tipo y modelo).

Presentación de resultados mediante dígitos en una pantalla, en lugar de lectura en una escala.

Amplificador para aumentar la sensibilidad, para la medida de tensiones o

corrientes muy pequeñas o resistencias de muy alto valor.

Medida de inductancias y capacitancias.

Comprobador de diodos y transistores.

Escalas y zócalos para la medida de temperatura mediante termopares Normalizado

Un multímetro, también denominado polímetro,[] tester o multitester, es un instrumento eléctrico portátil para medir directamente magnitudes eléctricas activas como corrientes y potenciales (tensiones) o pasivas como resistencias, capacidades y otras. Las medidas pueden realizarse para corriente continua o alterna y en varios márgenes de medida cada una. Los hay analógicos y posteriormente se han introducido los digitales cuya función es la misma (con alguna variante añadida).

3. GENERADOR DE FUNCIONES DE ONDAS.

4. RESISTENCIA.

5. DIODOS .

3. Procedimiento de la experiencia.

Armado del circuito con los equipos que de detallo anteriormente. Medir con los instrumentos con precaución y precesión. Tomar datos del oscilógrafo, multitester con una con una exactitud de la

lectura.

4. Presente Ud. en una tabla todos los datos que fueron tomados en clase.

TABLA DE LOS DATOS TOMADOS DEL LABORATORIO.

ONDA SENOIDAL:FRECUENCIA: 61.2 HzVOLTAJE: 10.3 VPERIODO: 16.3 SV EFICAZ : 7.11 V

ONDA TRIANGULAR:FRECUENCIA: 61.2 HzVOLTAJE: 10.3 V

PERIODO:V EFICAZ : 5.52 V

ONDA CUADRADA:FRECUENCIA: 61.2 HzVOLTAJE: 10.3 VPERIODO:V EFICAZ : 11.04 V

5. Halle para cada uno de los datos tomados el valor eficaz, medio, factor de forma.

ONDA SENOIDAL

La función sinusoidal: V=Vmax.senwt

Sabemos:

V prom=2T∫0

T2

V m sinwt .dt=2πV max=0.636V max

V prom=0.636Vmax…………………(1)

V ef ó rms2 = 1

T∫0

T

V m2 sen2wt .dt=

V m2

T∫0

T

( 12−12 coswt)dt

V ef ó rms2 =

V m2

T¿

√V rms2 =√V m

2

2→V rms=

V máx

√2

V rms=0.707V máx……………………(2)

FACTOR DE FORMA.

F f=V ef

V med

……………………………(3)

FACTOR DE CRESTA.

FC=V max

V ef

≥1………………… ..(4)

A. DATOS: f=61.2Hz Vef=Vrms=7.11volt.

Hallando el periodo:

T=1f= 161.2

=1.63 x10−2 seg .

Hallando el Vmáx de la ecuación (2):

V rms=0.707V máx→V máx=V rms

0.707= 7.110.707

V máx=10.056volts

Hallando el Vprom de la ecuación (1):

V prom=0.636Vmax=0.636 x 10.056

V prom=6.33volt

Hallando el factor de forma de la ecuación (3):

F f=V ef

V med

=7.116.33

→F f=1.123

Hallando el factor de cresta de la ecuación (4):

FC=V max

V ef

=10.0567.11

→FC=1.414

ONDA TRIANGULAR

A). DATOS: f=61.2Hz V rms=5.52voltios

V={ 0≤ t ≤543 x 10−3 ;V=−1907 t5.43 x10−3≤ t ≤0.0135 ;V=1907 t−19.070.0135≤ t ≤0.0163 ;V=−1907 t+38.14

Periodo: T=0.0163seg.

VALOR RMS: V rms

V rms2 = 1

T [∫0

T

v2 . dt ]

V rms2 = 1

00163 [ ∫0

5.43x 10−3

(−1907 t )2 . dt+ ∫5.43x 10−3

0.0135

(1907 t−19.07 )2 . dt+ ∫0.0135

0.0163

(−1907 t+38.14)2 . dt ]

V rms2 = 1

0.0163(0.6332)→V rms=6.23volts

VALOR PROMEDIO: V prom

V prom=1T∫0

T2

v .dt

V prom=2

0.0163 [ ∫0

5.43 x 10−3

−1907 t .dt+ ∫5.43x 10−5

0.0135

(1907 t−19.07). dt ]

V prom=1

0.0163(−0.0363 )→V

prom

=−2.22volt

FACTOR DE FORMA: F f

F f=5.52

−2.22=−2.48

FACTOR DE CRESTAFC :

FC=10.35.52

=1.865

ONDA CUADRADA O RECTANGULAR

A). DATOS: f=61.2Hz V rms=11.04 voltios

Periodo: 0.0163seg

V={ v=−10.3 ;0≤ t ≤0.0081v=10.3 ;0.0081≤t ≤0.0163

VALOR RMS: V rms

V rms2 = 1

0.0 .163 [ ∫0

0.0081

(−10.3)2 . dt+ ∫0.0081

0.0163

(10.3 )2 . dt ]

V rms2 =106.9→V rms=10.3volts

VALOR PROMEDIO: V prom

V prom=2

0.0163 [ ∫0

0.0081

−10.3dt ]V prom=−5.11volt

FACTOR DE FORMA: F f

F f=11.04−5.11

=−2.16

FACTOR DE CRESTA:FC=¿

FC=−10.311.04

=−0.93

RECTFICADOR DE DIODOS

DATOS: f=51.3Hz T=19.5mseg.

{ 0≤ t ≤4.63↔v=7.63cos(t )4.63≤t ≤12.3↔v=−3.7

12.3≤ t ≤16.6↔v=7.63cos (t)

VALOR MEDIO

V med=116.6 ⟦∫

0

4.63

7.63cos ( t )dt+∫4.63

12.3

−3.7dt+∫12.3

16.6

7.63cos (t )dt⟧V med=2.32

VALOR EFICAZ

V ef=√ 116.6

¿¿

V ef=6.05

FACTOR DE FORMA.

F f=6.052.32

=2.60

FACTOR DE CRESTA.

FC=7.636.05

=1.26

6. Explique Ud. por que las lecturas de los voltímetros no eran constantes.

El voltímetro no es constante porque hay un pequeño rizado después de rectificar la onda senoidal, también varia el flujo magnético.

7. Cómo se podría medir el desfasamiento de las ondas.

No se pudo encontrar información.

8. Muestre Ud. sus conclusiones y recomendaciones.

Bueno los experimentos que se hizo tuvieron algunos errores por los materiales y los equipos aunque también nosotros tuvimos el error en la lectura de los instrumentos.