El OSCILOSCOPIO

Jhon Cortes

Universidad Distrital Francisco José de CaldasProyecto curricular de Lic. Física

ASIGNATURA: PRACTICA INTEGRAL

Guía Para Mediciones Electrónicas y Practicas De laboratorio

EL OSCILOSCOPIO

• Para poder comprender mejor el concepto de corrientealterna y sus continuos cambios en magnitud ydirección, hace falta observar dichos cambios. Esto es posibleusando un osciloscopio.

•Este instrumento permite visualizar las diferentes formas dela tensión en varios componentes en cualquier período detiempo, sin importar lo pequeño que sea (milisegundos omenos).

•Varios sensores reciben las señales y las muestran en lapantalla, como lo hacen los monitores cardíacos o fetales enun centro médico.

•Presenta los valores de las señales eléctricas en forma decoordenadas en una pantalla, en la que normalmente el eje X(horizontal) representa tiempos y el eje Y (vertical) representatensiones.

•La imagen así obtenida se denomina oscilograma. Suelenincluir otra entrada, llamada "eje Z" que controla laluminosidad del haz, permitiendo resaltar o apagar algunossegmentos de la traza.

•Los osciloscopios, clasificados según su funcionamientointerno, pueden ser tanto analógicos como digitales, siendo elresultado mostrado idéntico en cualquiera de los doscasos, en teoría.

Utilización

En un osciloscopio existen básicamente dos tipos de

controles utilizados como reguladores de la señal de

entrada y permiten observar la señal que se quiera

medir.

1. El primer control regula el eje X (horizontal) y aprecia fracciones de tiempo

segundos, milisegundos, microsegundos, etc.

2. El segundo regula el eje Y (vertical) controlando la tensión de entrada (en Voltios, mili voltios, micro voltios, etc.

Osciloscopio analógico

La tensión a medir se aplica a las placas de desviación verticalde un tubo de rayos catódicos (utilizando un amplificador conalta impedancia de entrada y ganancia ajustable) mientrasque a las placas de desviación horizontal se aplica una tensiónen diente de sierra (denominada así porque, de formarepetida, crece suavemente y luego cae de forma brusca).

Esta tensión es producida mediante un circuito osciladorapropiado y su frecuencia puede ajustarse dentro de unamplio rango de valores, lo que permite adaptarse a lafrecuencia de la señal a medir. Esto es lo que se denominabase de tiempos.

Representación esquemática de un osciloscopio.

Guía Para Mediciones Electrónicas y Practicas De laboratorio

Representación esquemática de un osciloscopio.

•En el tubo de rayos catódicos el rayo de electrones generadopor el cátodo y acelerado por el ánodo llega a lapantalla, recubierta interiormente de una capa fluorescenteque se ilumina por el impacto de los electrones.

•cuando se aplica una diferencia de potencial a cualquiera de las dos parejas de las placas de desviación da lugar a una desviación en el has de electrones lo cual hace que el haz se mueva de izquierda ha derecha.

•Con los ejes coordenados es posible hallar una relación entre las divisiones y el periodo en lo que refiere al eje x y al voltaje en lo que refiere a el eje y.

Limitaciones del osciloscopio analógico

•Las señales deben ser periódicas. Para ver una trazaestable, la señal debe ser periódica ya que es la periodicidadde dicha señal la que refresca la traza en la pantalla.

•Las señales muy rápidas reducen el brillo. Cuando se observaparte del período de la señal, el brillo se reduce debido a quela tasa de refresco disminuye.

•Las señales lentas no forman una traza. Las señales defrecuencias bajas producen un barrido muy lento que nopermite a la retina integrar la traza.

Osciloscopio digital

los osciloscopios digitales tienen la facilidad de transferir

las medidas a una computadora personal.

FACILIDADES

•Medida automática de valores de pico, máximos y mínimos de señal. Verdadero valor eficaz.

•Medida de flancos de la señal y otros intervalos.

•Cálculos avanzados, como la FFT para calcular el espectro de la señal.

CORRIENTE ¿Que es la corriente?

siempre que hay un flujo de carga eléctrica a través de una región.

¿ De que depende el flujo de carga eléctrica?

Depende del material a través del cual pasan las cargas y de la diferencia de potencial que existe de un extremo al otro del material.

CORRIENTE DIRECTA

•Cuando esta carga eléctrica se mueve unidireccionalmenteen un conductor debido a una diferencia de potencialgenerada decimos que esta es una corriente directa.•En donde los polos son los puntos de llegada y salida decorriente eléctrica.• Definiendo: los polos por convención (negativo y positivo).Lo cual nos dice que la corriente continua en un circuito esconstante en magnitud y dirección.

Programa cocodrile

CORRIENTE ALTERNAEn la corriente alterna no están bien definidos los polos

positivo y negativo, alternándolos de positivo a negativo. haciendo que los electrones cambien su dirección constantemente de una forma cíclica entre polo y polo.

Programa cocodrile

CAPACITORES

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LOS CAPACITORES ¿Que nos dice la palabra capacidad o capaz?

nos dice probablemente que es la capacidad de hacer algo.

para nuestro caso de los capacitores es la capacidad de almacenamiento de carga.

¿Pero como de que manera o como se almacena carga?

La carga es almacenada por un capacitor debido a que haydos conductores conectados a una fuente de voltaje.

¿Pero que característica tiene que tener nuestro conductor?

Este conductor tiene características geométricas especialescon respecto a los demás elementos del circuito.

LOS CAPACITORES ¿Pero que determina el tamaño de la carga en las

placas de un capacitor debido a la presencia de cierto voltaje?

Lo que determina la cantidad de carga almacenada en un capacitor es la diferencia de potencial aplicada a nuestro conductor.

¿Como seria la dependencia para este caso entre la carga y voltaje?

Esta dependencia es lineal a medida que hay mas carga hay mayor voltaje entre cada uno de los conductores.

LOS CAPACITORES ¿Que nos induce la capacitancia? Nos dice la función que cumple un capacitor. ¿que es almacenar carga? la cual es una relación de la carga almacenada sobre

diferencia de potencial generada.

Siendo q la carga y la diferencia de potencial y C La capacitancia.

¿esta cantidad llamada capacitancia es positiva o negativa en signo?

debido a que el voltaje y carga siempre son cantidadespositivas nuestra capacitancia es una cantidad positiva.

LAS UNIDADES ¿como son las unidades para la capacitancia sabiendo

que tenemos (Q) carga y diferencia de potencial ennuestra ecuación?

La carga (Q) tiene como unidad el coulomb (c) y ladiferencia de potencial el voltio (v)

¿Como se le llama a esta unidad y que relaciones hayentres sus variables?

Esta unidad de coulomb (c)/ sobre voltio (V), se llamael faradio(F) en honor a Michael Faraday.

CAPACITOR DE PLACAS PARALELAS Este capacitor esta compuesto de dos placas metálicas

paralelas de igual área que están separadas unadistancia d, una de las placas tiene una carga de signopositivo q la otra –q en donde la diferencia depotencial esta dada por el campo producido por lasplacas y la distancia de separación entre las mismas.Siendo en la ecuación la diferencia de potencial Eel campo generado por los conductores y d la distanciaentre conductor y conductor.

¿Como seria el E producido para estos conductores?

EJEMPLO Una batería produce una diferencia de potencial

especificada entre los conductores unidos a lasterminales de la batería. Una batería de 12 voltios seconecta entre dos placas paralelas como se ve en lafigura la separación entre las placas es de 0.3cm.Determine la magnitud del campo eléctrico entre lasplacas.

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LA CAPACITANCIA PARA UN CAPACITOR DE PLACAS PARALELAS

Esta capacitancia es proporcional a la superficie de susplacas e inversamente proporcional a la separación delas mismas. Siendo la permisividad dieléctrica en elvacio igual a. Y A el áreade la placa del capacitor, d distancia entre las placas.

?Entre mayor A área de las placas, hay mayor o menorcapacitancia¿

EJEMPLOUn capacitor con aire entre sus placas paralelas tiene un

área de placa de A= y una separación entre las placas de un d=1.00mm. Determinar el valor de la capacitancia.

COMBINACION DE CAPACITORES EN SERIE

El capacitor equivalente de una conexión de capacitores en serie es igual a la suma de los recíprocos de los capacitores individuales.

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COMBINACION DE CAPACITORES EN PARALELO

El capacitor equivalente de una conexión de capacitoresen paralelo es igual a la suma de los capacitoresindividuales.

EJEMPLOEncontrar el valor del capacitor equivalente entre a y b

de la combinación de capacitores que hay en la figura.

a b

tareaDesarrollar un circuito R-C con el simulador y explicar la

grafica generada con el mismo encontrar .

Montaje experimental

bibliografía

•Stanley Wolf (1992), Guía Para Mediciones Electrónicas

y Practicas De laboratorio 2/E, Ed. Production

supervision and interior design: Kathleen Schiaparelli,

México, p. 10-14.

•Serway Raymond (2005),Física para ciencias e

ingeniería vol. II, Ed. Thomson, México, p. 912-923.