El Osciloscopio:

El Osciloscopio:
Reference
http://badger.physics.wisc.edu/lab/manual2/node12.html
Materiales:
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Osciloscopio (1)
Generador de Ondas (2)
Cables “Banana Plugs” (2 pares)
Objetivos:
1. Describir los principios básicos del tubo de rayos catódicos de un osciloscopio.
2. Explicar como el tiempo y el voltaje pueden ser medidos con el osciloscopio.
3. Explicar como se forman las figuras de Lissajous y demostrarlo haciendo uso de
la calculadora grafica.
4. Describir el funcionamiento del Osciloscopio
5. Discutir la importancia de las aplicaciones del osciloscopio en la ciencia y la
tecnología.
Procedimiento:
Encender el osciloscopio
Ajustar la intensidad del rayo de electrones
Ajustar la fineza del rayo
Ajustar la frecuencia del voltaje diente de sierra a su valor mínimo ¿que observa?
Aplicar una señal sinusoidal 1 Hz a las placas horizontales del CRT ¿que observa?
Poco a poco aumente la frecuencia de la señal externa y anote sus observaciones
Poco a poco incremente la frecuencia del voltaje diente de sierra y anote sus
observaciones
Nota: antes de realizar medidas asegúrese que las perillas están el la posición calibrada
Aplique al canal X una señal sinusoidal cuya frecuencia y
respectivamente f = 40 Hz y Vp = 2.4 voltios
voltaje pico sean
Utilizando el osciloscopio mida el periodo de esa señal, calcule la frecuencia y compare
el valor calculado con el valor del generador
Aplique al canal Y una señal sinusoidal cuya frecuencia y
respectivamente f = 40 Hz y Vp = 2.4 voltios
voltaje pico sean
Cual es el valor Vrms de esa señal
Utilizando el osciloscopio mida el periodo de esa señal, calcule la frecuencia y compare
el valor calculado con el valor del generador
Muestre la figura de lissajou generada por las dos señales anteriores
Varie la amplitud de la señal en Y y anote sus observaciones
Varie la amplitud de la señal en X y anote sus observaciones
Varie la frecuencia de la señal en X y anote sus observaciones
Varie la frecuencia de la señal en Y y anote sus observaciones
Varie la escala vertical y anote sus observaciones
Varie la escala horizontal y anote sus observaciones
Que es una figura de Lissajou
Utilizando valores experimentales (consulte con su profesor) haga una simulación grafica
de algunas de las figuras de lissajou observadas en el osciloscopio
Procedimiento:
1. Conectar los dos generadores de onda al osciloscopio. CH1 y CH2.
2. Calibrar el CH1 y CH2 del osciloscopio.
3. Seleccionar una frecuencia entre 50Hz a 150Hz para ambos generadores
de frecuencia.
Frecuencia CH1= _______ Hz
Frecuencia CH2= _______ Hz
4. Igualar la amplitud de ambos generador de ondas.
5. Escriba la ecuación matemática que representa a la señal de salida del
generador
6. Calcule y diferencie entre el voltaje pico a pico, el voltaje pico y el voltaje
rms (“root-mean-square”)
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Escala seleccionada en el CH1=______ V/div
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Escala seleccionada en el CH2=______ V/div
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Voltaje pico-pico (defina o describa, incluya los cálculos)
Vpp =___________________
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Voltaje pico-pico (defina o describa, incluya los cálculos)
Vp
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=___________________
Voltaje rms (defina o describa, incluya los cálculos)
V(rms) =___________________
7. Calcule la periodo en ambos canales.
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Escala en el CH1 = _______ s/div
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Escala en el CH2 = _______ s/div
Cálculos:
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Frecuencia en el CH1= _______ Hz
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Frecuencia en el CH2= _______ Hz
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Comente sobre resultados de las frecuencias calculadas y los
valores leídos directamente en los generadores de señal
8. Haciendo uso del botón x-y en el osciloscopio y del botón “dual channel”
Grafique la imagen en el osciloscopio y explique como se forman las
figuras de Lissajous.
9. Haciendo uso de la calculadora simule las figuras de Lissajous originadas
por sus generadores.
Pasos a seguir: ( TI-89 )
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En MODE --- Graph --- parametric --- ENTER to save
En MODE --- Angle ---- Radian --- ENTER to save
En F6 Y= escriba las funciones. Ejemplo:
xt1 = Vp sin(wt + δ)
yt1 = Vp sin(wt)
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Donde w = 2 πƒ y δ = π/3 representa el ángulo de desfase
Luego hay que ajustar los parámetros y las escalas de la grafica.
Esto se hace en F7 WINDOWS:
tmin = 0.0
tmax = (1/ƒ)*2
tstep = tmax/100
xmin = -Vp – 5
xmax = Vp + 5
xscl = 1
ymin = -Vp – 5
ymax = Vp + 5
yscl = 1
Ahora en F8 GRAPH grafique y compare la figuras de Lissajous
con la encontrada en el osciloscopio. Dibuje una grafica.
10. Duplique la frecuencia en el generador de ondas conectado al canal
identificado como CH1-Y o CH2-Y esto varia en los osciloscopios. Lo
que se pretende es variar solamente el eje de y para encontrar otras figuras
de Lissajous.
11. Grafique la imagen en el osciloscopio.
12. Repita el paso numero 9 y compara la grafica generada en el osciloscopio
con la creada en la calculadora.
13. Discutir la importancia de las aplicaciones del osciloscopio en la ciencia y
la tecnología.
Explique los principios básicos del tubo de rayos catódicos de un
Describa al cañon de electrones de tubo de rayos catodicos
Describa que es un voltaje diente de sierra y su uso en en el tubo de rayos catodicos
El tubo de rayos catodicos contiene un par de placas horizontales y un par de placas
verticales en que placas es aplicado el voltaje diente de sierra y en que placas es aplicada
la señal externa
Como se determina la escala del tiempo en la pantalla del osciloscopio de tal manera que
nos permita determinar periodos y frecuencias de señales externas
Que es una señal ac
Que es una señal dc
Haga un grafico de cómo luciria una señal dc en la pantalla del osciloscopio
Haga un grafico de cómo luciria una señal ac en la pantalla del osciloscopio
La señal diente de sierra es una señal ac o una señal dc
Las señales externas utilizadas en este experimento fueron de la forma
V(t) = Vp cos (  t   )
Identifique cada uno de los símbolos en la expresión anterior
Cual es valor pico a pico y el valor Vrms de la señal V(t) = Vp cos (  t   )
Cual es la expresion matematica que define el valor rms de una señal
Que es periodo
frecuencia,
frecuencia angular
Escriba las ecuaciones matemáticas que relacionan al periodo la frecuencia y la
frecuencia angular
Referencias:
Physics Laboratory Experiments, Introduction to the oscilloscope, p.411-424, Jerry D.
Wilson