EL OSCILOSCOPIO. Medidas de tensión Alterna

Laboratorio de Electricidad
PRACTICA - 9
EL OSCILOSCOPIO. MEDIDAS DE TENSIÓN ALTERNA
I - Finalidades
1.- Introducción y uso del osciloscopio.
2.- Efectuar medidas de tensiones alternas con el osciloscopio. Valor máximo, valor pico a pico y
cálculo del valor eficaz.
3.- Medida de la frecuencia.
II - Material necesario
1
1
1
1
1
1
1
1
4
1
1
Panel universal de conexión P-110
Fuente de alimentación: Tensión alterna 18 V.
Multímetro electrónico digital
Multímetro electrónico analógico
Osciloscopio
Resistencia carbón
4'7 K? , 1/2 W
Resistencia carbón
10 K? ,
1W
Resistencia carbón
15 K? , 1/2 W
Puentes P-442
Cable, 600 mm, color rojo
Cable, 600 mm, color negro
Nº ________
Nº ________
Nº ________
Nº ________
III - Generalidades
El osciloscopio puede ser utilizado fácilmente como voltímetro de alterna. Los controles de ganancia
vertical poseen cierta analogía con el selector de márgenes de un voltímetro. Así, el selector de
ganancia vertical puede ser fijado para que una tensión de, por ejemplo, 100 V, dé una desviación de
2 cm (cresta a cresta).
Esta característica del selector de ganancia vertical proporciona una gran facilidad en el ajuste del
osciloscopio para la medida de tensiones alternas. Con el fin de determinar con comodidad la altura
de la forma de onda, los osciloscopios disponen de una cuadrícula transparente grabada y dispuesta
frente a la pantalla del tubo de rayos catódicos. Las líneas horizontales y verticales están separadas
entre sí 1 cm.
La tensión alterna a medir se aplica a la entrada vertical del osciloscopio y se mide la desviación o
altura total, como se muestra en la figura.
Práctica nº 9
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VMáx. = 2'8 cm
VPP = 5'6 cm
T = 6 cm
La medida en cm o fracciones de cm se convierte luego en voltios, multiplicando por el coeficiente
indicado por el control de ganancia vertical. Por ejemplo, si la señal de la figura anterior se está
midiendo con el control de ganancia en 10 V/DIV, tenemos:
V Máx. ? 2 ' 8 ?10 ? 28V
VPP ? 5' 6 ?10 ? 56V
Observar que en una corriente alterna cuya forma de onda es sinusoidal se cumplen las siguientes
expresiones:
V Máx. ?
1
?V PP
2
V Máx.
2
1 VPP
Vef ? ?
2 2
Vef ?
donde Vef es el valor eficaz de la tensión. Este valor es el obtenido al medir tensiones alternas con
los instrumentos de medida analógicos y digitales utilizados hasta ahora, como son los multímetros.
Las expresiones anteriores nos dan la relación entre el valor eficaz y los valores máximos y de pico a
pico de la señal obtenidos en el osciloscopio.
Con el osciloscopio podemos calcular la frecuencia de la señal que se está midiendo, utilizando la
fórmula:
f ?
1
T
siendo f la frecuencia en Hercios (Hz) y T el periodo de la señal en segundos (s), el cual es medido
en la pantalla del osciloscopio. Para calcularlo basta con multiplicar la distancia entre dos puntos
idénticos de la señal y el valor indicado por el conmutador de la base de tiempos. Por ejemplo, en la
señal mostrada en la figura el valor del periodo en cm es 6, si la posición del conmutador de la base
de tiempos es 1 ms:
T ? 6 ?1 ?10 ? 3 ? 6 ms
Práctica nº 9
f ?
1
? 166. 6 Hz
6 ?10 ? 3
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IV - Procedimiento
1.- Ajustar la fuente de alimentación utilizando el osciloscopio, hasta obtener una tensión cuyo valor
de pico a pico sea de 18 V.
2.- Medir con el voltímetro la tensión de la fuente. Anotar el valor obtenido y compararlo con el valor
de pico a pico utilizado en el apartado anterior, con el osciloscopio.
3.- Conectar el circuito de la figura (lámina 9.1).
R1
4'7K?
Corriente alterna
18 V 50 Hz
R2
10K?
R3
15K?
4.- Utilizando el osciloscopio, medir y anotar las tensiones cresta a cresta de A a B, de B a C y de
C a D. Anotar en la tabla la posición del control de ganancia vertical utilizado. Medir también el
valor eficaz de cada tensión con el multímetro y comprobar aplicando las fórmulas la relación
entre los valores Vef y V PP.
cm
V/DIV
VPP
pico a pico
Vef
Vef
voltímetro
VAB
VBC
VCD
5.- Colocar la sonda del osciloscopio midiendo una de las cuatro tensiones existentes en el
circuito. Ajustar el osciloscopio hasta visualizar un periodo completo de la señal. Anotar la
separación en cm existente entre dos crestas.
6.- Con el dato anterior y la posición del conmutador de la base de tiempos calcular el periodo y la
frecuencia de la señal.
7.- Dibujar la señal obtenida indicando VPP, Vmax y T.
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Volts/Div=
Time/Div=
Volts/Div=
Time/Div=
Volts/Div=
Time/Div=
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Volts/Div=
Time/Div=
Volts/Div=
Time/Div=
Volts/Div=
Time/Div=
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