UNIVERSIDAD DE LAS FUERZAS ARMADAS

ESCUELA POLITÉCNICA DEL EJÉRCITO

EXTENSIÓN LATACUNGA

DEPARTAMENTO DE ELÉCTRICA Y ELECTRÓNICA

NOMBRE: Fernanda Moreno

PRACTICA N.- 13

MEDICIONES DE LA CORRIENTE ALTERNA CON EL OSCILOSCOPIO

EQUIPO:

1 Osciloscopio.

1 Generador de señal de audiofrecuencia.

1 Multímetro de C.A.

1 Generador de señal con tensión de salida igual a 6.3 V.

1 Capacitor de 0.1 uF.

1 Resistor de 1 K.

1 Tablero aplicación.

OBJETIVOS:

Representar las formas de onda mediante el osciloscopio.

Familiarizarse con los conceptos de frecuencia, período y sus mediciones mediante el

osciloscopio.

Determinar los parámetros que caracterizan a la señal de C.A. y el método para su

obtención. Obtener las figuras de Lissajous. Medir la frecuencia de fase mediante el osciloscopio.

FUNDAMENTOS TEÓRICOS:

En el laboratorio es necesario conocer el comportamiento del voltaje, de la corriente y de la

potencia en cualquier elemento de un circuito eléctrico. Así como también la conexión de los

instrumentos de medida.

Para los propósitos de este ensayo, en el cual se tratan parámetros de C. A. (los valores varían con

el tiempo), el osciloscopio es el instrumento de medida más apropiado, posibilita mediciones de

precisión de muchas magnitudes eléctricas, es inigualable en su habilidad de representar

gráficamente la magnitud medida; como así también, su variación con el tiempo.

La medición del período de una onda, requiere aclarar dos definiciones:

Ciclo.- La parte de una onda cuyo conocimiento es necesario y suficiente para la construcción

completa de la misma.

Período (T).- El tiempo en segundos para completar un ciclo; el número de ciclos en un segundo se

denomina " Frecuencia".

La relación matemática entre el período y la frecuencia esta dada por la ecuación: f = 1/T. La

amplitud de la corriente (tensión) alterna está definida por tres parámetros: " pico a pico ", " pico ",

" valor eficaz "; el valor de una tensión senoidal se mide con el osciloscopio.

Medida de frecuencias.- El osciloscopio no mide frecuencias sino que los compara con otra

conocida. El conjunto de las figuras de Lissajous es una herramienta útil para la medición de

frecuencias.

Medición de la diferencia de fases.- Si dos corrientes, o dos tensiones, o una tensión y una

corriente o dos fenómenos periódicos cualquiera tienen la misma frecuencia y alcanzan sus picos o

ceros en distintos momentos, se dice que hay diferencia de fase (desfasaje) entre ellos, con un

ángulo de fase θ.

PROCEDIMIENTO:1. Determinación de la frecuencia mediante la medición del período.

1.1. Ajuste la señal del generador de audiofrecuencia, a 1000 Hz

1.2. Conecte la señal de salida del generador a la entrada del eje " Y " del osciloscopio.

1.3. Utilice el osciloscopio para medir el período. Registre en la tabla 1.

1.4. Repita la medición anterior para frecuencias de 2000, 3000, 4000 y 5000 Hz.

Magnitud medida

Frecuencia

de entrada en Hz

Período

(ms)

• Frecuencia calculada (Hz)

1000 1.00ms 1KHz 1000 Hz

2000 500us 2KHz 1000 Hz

3000 340us 3KHz 1000 Hz

4000 250us 4KHz 1000 Hz

5000 200us 5KHz 1000 Hz

Tabla 1

Tabla 1. _ Determinación de la frecuencia mediante la medición del período.

2 Medición de Ondas de C.A.2.1. Ajuste la señal del generador a una frecuencia de 1000 Hz y 1 Voltio (tensión eficaz) de salida.

2.2. Ajuste la sensibilidad del eje " Y " a 1 Voltio por centímetro.

2.3. Conecte la señal de salida del generador a la entrada " Y".

2.4. Ajuste la base de tiempo del osciloscopio de manera que aparezcan varios ciclos en la pantalla.

2.5. Mida los valores de pico a pico. Registre los resultados en la tabla 2.

2.6. Repita la medición anterior para los siguientes niveles de la señal de salida:

2, 3 4 y 5 Voltios (tensión eficaz).

Magnitud medida

Niveles de señal

de entrada Valor eficaz (V)

Valor pico

(Vp)

Valor pico a pico

(Vp-p)

*Valor eficaz

calculado (V)

16.9 mv 13 mv 0.97

242 mv 82 mv 2.03

350 mv 100 mv 3.03

4150 mv 300 mv 3.98

5225 mv 450 mv 5.03

Tabla 2

Tabla 2.- Medición de tensión eficaz de C.- A.

3. Medición de frecuencia en base a las Figuras de Lissajous.

3.1. Conecte el circuito como se indica en la figura 1. El transformador disminuye la tensión de

la red de 220 V a 6,3. V de C. A.

Fig. 1

Nota.- Si no tiene a su disposición un transformador reductor de tensión conecte un generador de señal de audio al eje " Y " del osciloscopio con una frecuencia de 60 Hz y una tensión eficaz de 10 Voltios.

3.2. Ajuste la sensibilidad del amplificador vertical para obtener una (deflexión) simétrica de

varios pares de divisiones en la pantalla.

3.3. Desconecte el generador de señal de la entrada vertical, conecte otro generador de señal con

una frecuencia de 60 Hz a la entrada del amplificador horizontal. Ajuste la amplitud de salida

del generador para obtener una deflexión horizontal igual a la obtenida en el párrafo 3.2.

3.4. Vuelva a conectar el primer generador de señala a la vertical. Dibuje en la tabla 3, las figuras

que aparecen en la pantalla del osciloscopio.

3.5. Repita las mediciones anteriores para las siguientes frecuencias del generador de señal: 60,

120, 180, 240 y 300 Hz.

Magnitud MedidaForma de la figura que

aparece en la pantalla

del Osciloscopio

* Frecuencia horizontal

calculada (Hz)Frecuencia en la entrada

vertical (Hz)

Frecuencia en la entrada

horizontal (Hz)

60 60

60 120

60 180

60 240

60 300

Tabla 3

Tabla 3.- Medida de frecuencias mediante las Figuras de Lissajous.

4. Medida de la Diferencia de Fase.

4.1. Conecte el circuito como se indica en la figura 2

Fig. 2

4.2. Fije la frecuencia del generador de señal a 500 Hz y a un nivel de salida de 5 V p-p.

4.3. Calibre el osciloscopio para obtener una deflexión igual en ambos ejes (como se describió en el

párrafo 3 ).

4.4. Mida las magnitudes de “a“ y de “b”( ver figura 3 ), y registre en la tabla 4.

Fig. 3

INFORME

1. Calcule la frecuencia en base a las medidas registradas en la tabla 1: Escriba Los resultados

en la misma tabla.

2. Calcule Los valores eficaces de las tensiones obtenidas en las mediciones registradas en la tabla

2. Escriba los resultados en la misma tabla.

3. Calcule las frecuencias de las señales en la entrada horizontal con las mediciones de la tabla 3.

Escriba los resultados en la misma tabla.

4. Calcule los ángulos de desfasaje en base a las mediciones realizadas, registradas en la tabla 4.

Escriba Los resultados en la misma.

5. Describa las posiciones de los selectores del osciloscopio cuando se mide la amplitud de una

señal.

6. Describa las posiciones de los selectores del osciloscopio durante las mediciones de frecuencia

y de diferencia de fase mediante las Figuras de Lissajous.

7. Explique el significado de valor eficaz, valor de pico y valor pico a pico de una onda senoidal.

Qué relaciones hay entre estos parámetros?

8. Qué relación hay entre el valor eficaz de una tensión de C. A. y el valor de una tensión de C.D.

9. Describa el método para la medición de la diferencia de fase con el osciloscopio. De un ejemplo.

10. Describa el método para la medición de frecuencia empleando las Figuras de Lissajous. De un

ejemplo.

11. Qué es la diferencia de fase. Cuándo se produce?

12. Qué es una tensión de C. A? Dibuje varias formas posibles.

BIBLIOGRAFÍA

Electrotecnia General- Colección CEAC de Electricidad.

Medidas Eléctricas.- Colección CEAG de Electricidad.

Tratado de Electricidad.- Chester Dawes (Tomo II).

Análisis Básico de Circuitos de Ingeniería.- Irwin.

Elaborado por:

Ing. E. Misael Pazmiño J.

Docente: Titular Principal T/C

de la Universidad de las Fuerzas Armadas - ESPEL