Universidad Tecnológica de Pereira Programa de Ingeniería Eléctrica Facultad de Ingeniería Mecánica Laboratorio de Electricidad 1

Practica 4 El OSCILOSCOPIO

Objetivo Comprender el principio básico del osciloscopio y aprender a realizar mediciones con el mismo. Preinforme.

a) Descripción del principio de operación de un osciloscopio de dos canales, para que sirve, cuales variables eléctricas se pueden medir con él directa e indirectamente y describir también los selectores básicos.

b) Explique que son las figuras de Lissajous (muestre algunos ejemplos), y describa su importancia en el estudio de señales eléctricas.

c) Investigue cómo medir el ángulo de desfase entre dos señales de voltaje en un osciloscopio de dos canales.

d) En el circuito de la figura 1

Figura 1. Circuito elementos básicos.

Calcular: i(t), ic(t), vc(t), iL(t), vL(t) Para: vf(t)=4sin(2000πt), R1=56Ω, R2=27Ω, L=10 mh (RIN=12Ω), C=3.3 μf

Puede hacer el cálculo analítico o simular el circuito en simulink para obtener los valores de las corrientes y voltajes pedidos.

Procedimiento de la práctica.

1. Colocar las dos sondas en la señal de calibración (señal cuadrada de 2 voltios). Encender y realizar la calibración adecuada empleando las perillas de desplazamiento horizontal y vertical.

2. Auxiliándose del medidor digital, obtener 12 voltios de la fuente DC.

3. Observar la señal CH1 (canal uno) del osciloscopio, la perilla de voltios/div debe

estar en la posición adecuada (por ejemplo cuatro o cinco voltios por división. Invertir la polaridad de los terminales de la sonda y medir nuevamente.

4. Conectar la sonda para generador a la fuente ac de frecuencia variable, ajustar el

selector de frecuencia en aproximadamente la frecuencia requerida por la fuente vf(t) del circuito; observar la señal en el osciloscopio y ajustar frecuencia y amplitud. El selector del canal CH1 debe estar en AC

5. Usando la tabla de conexiones armar el circuito de la figura 1 dejando la fuente

apagada. Una vez revisado el circuito, encender la fuente, verifique de nuevo el voltaje en la fuente de alimentación ya conectada al circuito (si el voltaje cayó auméntelo en el generador de señales hasta que se obtengan los 4 Voltios pico, incluya en el informe una explicación de ¿Por qué se produce dicha caída de voltaje?) y hacer las mediciones necesarias para obtener i(t), vc(t), vL(t), iC(t) e iL(t) con v(t) como referencia(canal horizontal). Para medir el desfase entre dos voltajes con el osciloscopio, se deben usar los dos canales (ambos selectores en AC), y como las tierras de las sondas del osciloscopio están unidas internamente, para tener una referencia igual el osciloscopio debe estar alimentado empleando un 3 a 2 y los voltajes a medir deben tener un punto común, y a ese punto se conectan ambas tierras; por ejemplo para medir el ángulo entre v3(t) y vR1(t), se usaría el esquema de la figura 2.

Figura 2. Esquema de conexión de las sonda para la medición de la diferencia de fase .

Realmente el osciloscopio lee los negativos de v(t) y vR1(t) ya que como se pudo concluir del punto 4, la tierra es el potencial negativo para el osciloscopio. Cuando ambos se invierten el desfase no se altera. La diferencia de fase se puede obtener a partir de los métodos presentados en la figura 3. Deberán utilizar ambos métodos y comparar los resultados

Figura 3. Medición de la diferencia de fase. A la izquierda empleando la forma de onda. A la derecha

empleando el método de Lissajous.

El método de la elipse de Lissajous es uno de los más usados, la figura se obtiene eliminando el barrido interno (es decir seleccionando posición xy en osciloscopio)

M.Sc (c) Mauricio Morales Pérez Laboratorio de electricidad 1