Formato para prácticas de laboratorio

Fecha de efectividad: Febrero de 2011
UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE BAJA CALIFORNIA
FACULTAD DE INGENIERÍA (UNIDAD MEXICALI)
Formato para prácticas de laboratorio
CARRERA
Ingeniero en
Computación
PLAN DE
ESTUDIO
2003-1
CLAVE DE
UNIDAD DE
APRENDIZAJE
NOMBRE DE LA UNIDAD DE
APRENDIZAJE
5039
Mediciones Eléctricas y Electrónicas
PRÁCTICA LABORATORIO
Mediciones Eléctricas y Electrónicas
No.
DE
NOMBRE DE
Medición de valores RMS
4
LA PRÁCTICA
1.
DURACIÓN
(HORAS)
6
INTRODUCCIÓN
En esta práctica se comprobará la diferencia entre valor eficaz y valor promedio (RMS), utilizando el VOM, el DVM
y el Osciloscopio
2. OBJETIVO (COMPETENCIA)
a) El alumno comprobará el valor “rms” de una señal senoidal, utilizando el VOM y el DVM.
b) El alumno comprobará el valor “rms” para diferentes señales.
c) El alumno determinará la respuesta en frecuencia para el VOM y el DVM.
3. FUNDAMENTO
Casi todas las personas saben que el voltaje disponible en los contactos de la red eléctrica doméstica es un
voltaje senoidal con una frecuencia de 60 Hz y un voltaje de 115 volts. Pero ¿qué significa “115 volts”?
Ciertamente no es un valor instantáneo de voltaje, ya que el voltaje no es constante, si dicha señal la
observaremos en un osciloscopio calibrado observaríamos que el voltaje sería de 162.2 Vp. Tampoco puede
aplicarse el concepto de valor promedio a los 115 volts, porque el valor promedio de la onda seno es cero. Se
obtendría una aproximación mejor calculando la magnitud promedio sólo sobre medio ciclo, positivo o negativo,
usando en el contacto un voltímetro de tipo rectificador, se medirían 103.5 volts. En realidad los 115 volts de los
tomacorrientes es el valor eficaz de la señal senoidal. Este valor es una medida de la efectividad de una fuente
de voltaje para entregar potencia a una carga resistiva.
Si las señales aplicadas a un circuito son exclusivamente señales de corriente directa (cd), es
relativamente fácil calcular cantidades tales como el número de Amperes que fluyen por el circuito o la energía
disipada por los componentes sobre un periodo de tiempo. Sin embargo, las magnitudes de las eléctricas
Formuló
Ing. Enrique Gómez
M.C. J. Anguiano
M.C. Aglay Glez. P.
Nombre y Firma del
Maestro
Revisó
Aprobó
M.C. Gloria Etelbina
Chávez Valenzuela
Nombre y Firma del
Responsable de
Programa Educativo
Autorizó
M.C. Maximiliano de las
Fuentes Lara
Nombre y Firma del
Responsable de
Gestión de Calidad
Nombre y Firma del
Director de la Facultad
Código: GC-N4-017
Revisión: 3
Página 1 de 7
Fecha de efectividad: ______Febrero de 2011__
UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE BAJA CALIFORNIA
FACULTAD DE INGENIERÍA (UNIDAD MEXICALI)
DOCUMENTO DEL SISTEMA DE CALIDAD
Formatos para prácticas de laboratorio
normalmente varían con el tiempo en vez de permanecer constantes. Si una señal es variante con el tiempo su
forma de onda no será tan simple, las señales variantes con el tiempo pueden ser periódicas o pueden tener una
variación al azar.
Los valores característicos más comúnmente utilizados de las señales variantes con el tiempo son:
a) Su valor promedio
b) Valor Eficaz (RMS)
VALORPROMEDIO
El valor promedio de una señal variante en el tiempo en un periodo T, es el valor que una señal de
corriente directa (CD) tendría si entregara la misma cantidad de carga en el mismo período T.
Matemáticamente, el valor promedio de cualquier forma de onda se encuentra dividiendo el área bajo la
curva de la onda en un período T, por la longitud del período.
Donde f(t) = ecuación de la forma de onda
T = longitud del periodo
VALOREFICAZ(RMS)
El valor eficaz se utiliza más a menudo que el valor promedio, el valor eficaz se refiere a su capacidad de
entregar potencia. Por esta razón, algunas veces se le llama valor efectivo. Este nombre se utiliza porque
el valor eficaz es equivalente al valor de una forma de onda de CD la cual entregaría la misma potencia si
se remplazara la forma de onda variante con el tiempo.
Donde el símbolo < > significa que se toma el promedio de la cantidad dentro del paréntesis al
cuadrado.
Código GC-N4-017
Revisión 3
Página 2 de 7
Fecha de efectividad: ______Febrero de 2011__
UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE BAJA CALIFORNIA
FACULTAD DE INGENIERÍA (UNIDAD MEXICALI)
DOCUMENTO DEL SISTEMA DE CALIDAD
Formatos para prácticas de laboratorio
Matemáticamente el valor eficaz se describe como:
Donde: f( t )= Ecuación de la señal variante en el tiempo
T = Periodo de la señal.
De la ecuación anterior si la aplicamos a una señal senoidal obtenemos que el valor eficaz es (Vp) / √2
ó 0.707 Vp; mas sin embargo existen diversos tipos de señales variantes en el tiempo, tales como,
senoidales, cuadradas, triangulares, diente de sierra, etc., las cuales tienen diversas aplicaciones dentro
del campo de la electrónica, en las cuales su valor eficaz es diferente del valor eficaz de una señal
electrónica, en las cuales su valor eficaz es diferente del valor eficaz de una señal senoidal, en la
siguiente figura se muestra el valor eficaz y valor promedio de diversas señales periódicas, observe el
valor eficaz y promedio de cada una de ellas.
Código GC-N4-017
Revisión 3
Página 3 de 7
Fecha de efectividad: ______Febrero de 2011__
UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE BAJA CALIFORNIA
FACULTAD DE INGENIERÍA (UNIDAD MEXICALI)
DOCUMENTO DEL SISTEMA DE CALIDAD
Formatos para prácticas de laboratorio
4. PROCEDIMIENTO (DESCRIPCIÓN)
A) EQUIPO NECESARIO
1 osciloscopio
1 generador de funciones
1 punta de prueba 10x (punta de osciloscopio
1 DVM con puntas de prueba
1 VOM con puntas de prueba
1 conector T
2 cables coaxiales
1 cable coaxial con microprueba
MATERIAL DE APOYO
Práctica impresa
Pizarrón
Plumones
Código GC-N4-017
Revisión 3
Página 4 de 7
Fecha de efectividad: ______Febrero de 2011__
UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE BAJA CALIFORNIA
FACULTAD DE INGENIERÍA (UNIDAD MEXICALI)
DOCUMENTO DEL SISTEMA DE CALIDAD
Formatos para prácticas de laboratorio
8 caimanes
B) DESARROLLO DE LA PRÁCTICA
Paso No. 1.- Utilizando el osciloscopio, ajuste la salida del generador para una señal senoidal y un
voltaje de 6 volts rms, a una frecuencia de F = 10 Khz.
Paso No. 2.- Compare la señal del paso 1 con el VOM y el DVM.
OBSERVACIONES_________________________________________
Paso No. 3.- Para la forma de onda del paso No. 1, lleve a cabo las mediciones indicadas en la tabla
No. 1.
Paso No.4.- Utilizando el osciloscopio como referencia, lleve a cabo las mediciones indicadas en la tabla
No.2.
Código GC-N4-017
Revisión 3
Página 5 de 7
Fecha de efectividad: ______Febrero de 2011__
UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE BAJA CALIFORNIA
FACULTAD DE INGENIERÍA (UNIDAD MEXICALI)
DOCUMENTO DEL SISTEMA DE CALIDAD
Formatos para prácticas de laboratorio
Paso No.5.- Utilizando el osciloscopio como referencia, lleve a cabo las mediciones indicadas en la tabla
No.3.
Paso No. 6.- Utilizando el osciloscopio como referencia, lleve a cabo las mediciones indicadas en la tabla
No.4.
Señal cuadrada F=10 KHz
Paso No.7.- Repita los pasos 4, 5 y 6 con una frecuencia F= 100 Khz.
Paso No.8.- Repita los pasos 4, 5 y 6 con una frecuencia F= 1 Mhz.
Paso No.9.- Calcule el factor de corrección para medir valores rms, de las señales senoidales, triangulares
y cuadradas, al utilizar el VOM y el DVM.
Paso No. 10.- Elabore un reporte de la práctica y responda a las preguntas del anexo.
C) CÁLCULOS Y REPORTE
Descrito en la práctica 1.
Código GC-N4-017
Revisión 3
Página 6 de 7
Fecha de efectividad: ______Febrero de 2011__
UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE BAJA CALIFORNIA
FACULTAD DE INGENIERÍA (UNIDAD MEXICALI)
DOCUMENTO DEL SISTEMA DE CALIDAD
Formatos para prácticas de laboratorio
5. RESULTADOS Y CONCLUSIONES
El alumno anotará los resultados en las tablas descritas en la práctica, la conclusión la definirá también el alumno.
6. ANEXOS
1.- ¿Qué es valor rms, Vp y Vpp?
2.- ¿Para encontrar el valor rms de una señal senoidal, triangular, y cuadrada, ¿se utiliza el mismo factor
de Vrms = 0 .707 Vp?
3.- ¿Afecta al equipo de medición la frecuencia para medir valores rms?
4.- ¿Qué cuidados se deben tener al medir voltaje con el VOM y el DVM?
5.- ¿El VOM está calibrado para medir valores rms de señales?
7. REFERENCIAS
No Aplica
Código GC-N4-017
Revisión 3
Página 7 de 7