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República Bolivariana de Venezuela

Ministerio del Poder Popular para La Defensa

Universidad Nacional Experimental Politécnica De la Fuerza Armada

Bolivariana

Núcleo-Maracay

Asignatura: Integrantes:

Laboratorio de Física II Muñoz, Joan C.I.19604055

Profesor: Velásquez. Josman C.I: 20110177

Miguel Carrasco Zambrano, Héctor C.I: 20244041

Sección IC.303

Maracay, 24 de Junio de 2011

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ÍNDICE.

Contenido Pagina

Objetivos del Experimento 3

Marco teórico 4 a la 9

Materiales y Equipos a Usar 10

Descripción de los Equipos 10 a la 11

Montaje 11 a la 12

Procedimiento Experimental 13 a la 14

Cálculos Experimentales 15 a la 16

Análisis de Resultados 16

Conclusión 17

Bibliografía Consultada 18

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OBJETIVOS DEL EXPERIMENTO.

Lo primordial en esta práctica es como conocer más a fondo el uso del

osciloscopio conjuntamente con el generador de señales, teniendo en cuenta

desde el inicio que debemos considerar al osciloscopio como un instrumento de

medición, por lo tanto en esta experimentación nos proponemos a lograr:

Adquirir habilidad en el uso y operación del osciloscopio conjuntamente

con el generador de señales.

Emplear ambos instrumentos para medir tensiones y frecuencias.

Emplear el generador de señales para emitir una señal de salida o

frecuencia especifica.

Realizar los cálculos pertinentes a la experimentación en desarrollo los

cuales serán asignados por el profesor.

Estos 4 objetivos son en los cuales nos enfocaremos principalmente para

realizar las experiencias necesarias para tener dominio pleno en el uso del

osciloscopio para realizar experiencias futuras y además de adquirir experticia

para tener la capacidad de utilizar cualquier otro osciloscopio y generador de

señales.

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MARCO TEÓRICO.

El osciloscopio es un instrumento que permite visualizar fenómenos

transitorios así como formas de ondas en circuitos eléctricos y electrónicos. Por

ejemplo en el caso de los televisores, las formas de las ondas encontradas de

los distintos puntos de los circuitos están bien definidas, y mediante su análisis

podemos diagnosticar con facilidad cuáles son los problemas del

funcionamiento.

Estos son uno de los instrumentos más versátiles que existen y los

utilizan desde técnicos de reparación de televisores hasta médicos. Un

osciloscopio puede medir un gran número de fenómenos, provisto del

transductor adecuado (un elemento que convierte una magnitud física en señal

eléctrica) será capaz de darnos el valor de una presión, ritmo cardiaco,

potencia de sonido, nivel de vibraciones en un coche

Sabiendo en que el osciloscopio es un instrumento de medida, y por

tanto, cualquier manipulación que se haga en los controles del mismo no afecta

a la señal. Sin embargo, las modificaciones que se hagan en el generador sí

afectan a la señal. La pantalla del osciloscopio presenta unas divisiones

mayores (que corresponden a las cuadrículas) además de unas subdivisiones

menores en los ejes principales que corresponden a 1/5 del tamaño de una de

las divisiones mayores (es decir, a 0.2 partes de las divisiones mayores).

Cualquier medida que se haga consistirá siempre en determinar cuántas

divisiones y subdivisiones “ocupa” la señal (igual que medir con una regla). No

obstante, a diferencia de lo que pasa con una regla, las escalas del

osciloscopio pueden variarse mediante los mandos de control (números 10, 24

y 30). De este modo, se puede controlar la escala de voltaje y de tiempo para

ajustarla al “tamaño” de la señal y así optimizar su visualización. La manera

óptima de visualizar una señal en el osciloscopio es ampliando al máximo la

parte de la señal que se quiere medir. El error cometido en la medida es

siempre la subdivisión mínima (0.2 divisiones) convertida en Unidad de tensión

o de tiempo (según lo que se esté midiendo). Por ejemplo, si la escala es de 2

V/div, el error de una medida será:

Ejemplo:

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Teniendo en cuenta que para algunos es primera vez que realizan la

operación del instrumento, y por consiguiente debemos tener en cuenta una

serie de definiciones que serán de vital en el trascurso de la práctica.

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Terminología Fundamental Previa a la Realización de la

Experimentación.

Existe un término general para describir un patrón que se repite en el

tiempo: onda. Existen ondas de sonido, ondas oceánicas, ondas cerebrales y

por supuesto, ondas de tensión. Un osciloscopio mide estas últimas.

Un ciclo es la mínima parte de la onda que se repite en el tiempo. Una forma de

onda es la representación gráfica de una onda. Una forma de onda de tensión

siempre se presentará con el tiempo en el eje horizontal (X) y la amplitud en el

eje vertical (Y).

La forma de onda nos proporciona una valiosa información sobre la

señal. En cualquier momento podemos visualizar la altura que alcanza y, por lo

tanto, saber si el voltaje ha cambiado en el tiempo (si observamos, por ejemplo,

una línea horizontal podremos concluir que en ese intervalo de tiempo la señal

es constante). Con la pendiente de las líneas diagonales, tanto en flanco de

subida como en flanco de bajada, podremos conocer la velocidad en el paso de

un nivel a otro, pueden observarse también cambios repentinos de la señal

(ángulos muy agudos) generalmente debidos a procesos transitorios.

Tipos de ondas.

Se pueden clasificar las ondas en los cuatro tipos siguientes:

Ondas senoidales

Ondas cuadradas y rectangulares

Ondas triangulares y en diente de sierra.

Pulsos y flancos o escalones.

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Ondas Senoidales.

Son las ondas fundamentales y eso por varias razones: Poseen unas

propiedades matemáticas muy interesantes (por ejemplo con combinaciones de

señales senoidales de diferente amplitud y frecuencia se puede reconstruir

cualquier forma de onda), la señal que se obtiene de las tomas de corriente de

cualquier casa tienen esta forma, las señales de test producidas por los

circuitos osciladores de un generador de señal son también senoidales, la

mayoría de las fuentes de potencia en AC (corriente alterna) producen señales

senoidales.

La señal senoidal amortiguada es un caso especial de este tipo de

ondas y se producen en fenómenos de oscilación, pero que no se mantienen

en el tiempo.

Ondas Cuadradas y Rectangulares.

Las ondas cuadradas son básicamente ondas que pasan de un estado a

otro de tensión, a intervalos regulares, en un tiempo muy reducido. Son

utilizadas usualmente para probar amplificadores (esto es debido a que este

tipo de señales contienen en sí mismas todas las frecuencias). La televisión, la

radio y los ordenadores utilizan mucho este tipo de señales, fundamentalmente

como relojes y temporizadores.

Las ondas rectangulares se diferencian de las cuadradas en no tener

iguales los intervalos en los que la tensión permanece a nivel alto y bajo. Son

particularmente importantes para analizar circuitos digitales.

Ondas Triangulares y en Diente de Sierra.

Se producen en circuitos diseñados para controlar voltajes linealmente,

como pueden ser, por ejemplo, el barrido horizontal de un osciloscopio

analógico o el barrido tanto horizontal como vertical de una televisión. Las

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transiciones entre el nivel mínimo y máximo de la señal cambian a un ritmo

constante. Estas transiciones se denominan rampas.

La onda en diente de sierra es un caso especial de señal triangular con

una rampa descendente de mucha más pendiente que la rampa ascendente.

Pulsos y Flancos o Escalones.

Señales, como los flancos y los pulsos, que solo se presentan una sola

vez, se denominan señales transitorias. Un flanco o escalón indica un cambio

repentino en el voltaje, por ejemplo cuando se conecta un interruptor de

alimentación. El pulso indicaría, en este mismo ejemplo, que se ha conectado

el interruptor y en un determinado tiempo se ha desconectado. Generalmente

el pulso representa un bit de información atravesando un circuito de un

ordenador digital o también un pequeño defecto en un circuito (por ejemplo un

falso contacto momentáneo). Es común encontrar señales de este tipo en

ordenadores, equipos de rayos X y de comunicaciones.

Generador de señales.

Un generador de señales es un instrumento que proporciona señales

eléctricas. En concreto, se utiliza para obtener señales periódicas (la tensión

varía periódicamente en el tiempo) controlando su periodo (tiempo en que se

realiza una oscilación completa) y su amplitud (máximo valor que toma la

tensión de la señal).

Típicamente, genera señales de forma cuadrada, triangular y la sinusoidal, que

es la más usada. Sus mandos de control más importantes son:

Selector de forma de onda (cuadrada, triangular o sinusoidal)

Selector de rango de frecuencias (botones) y de ajuste continuo de éstas

(mando rotatorio)

La lectura de la frecuencia en el mando rotatorio es tan sólo indicativa.

La medida de tal magnitud debe realizarse siempre en el osciloscopio.

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Mando selector de amplitud sin escala. La amplitud debe medirse en el

osciloscopio.

Atenuador de 20 dB, que reduce en un factor 10 la amplitud de la señal

generada (no en todas las fuentes). Este mando suele encontrarse en la

parte trasera del generador.

Mando DC-offset, que permite ajustar el nivel de continua de la señal.

Este mando suele encontrarse también en la parte trasera del

generador.

El generador presenta dos salidas con conectores tipo BNC: la salida de

la señal (OUTPUT) y otra salida que da una señal estándar llamada TTL

(es una señal cuadrada de control)

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DISEÑO EXPERIMENTAL.

Materiales y equipos a utilizar:

Osciloscopio

Generador de señales.

Cables para conectarlos

Descripción de los equipos:

Osciloscopio

El osciloscopio es básicamente un dispositivo de visualización gráfica

que muestra señales eléctricas variables en el tiempo. A primera vista un

osciloscopio se parece a una pequeña televisión portátil, salvo una rejilla que

ocupa la pantalla y el mayor número de controles que posee. Consiste en un

tubo de vidrio al vacío que dirige un haz de rayos catódicos (electrones) a

diversas partes de una pantalla; además de dos pares de placas paralelas, uno

en sentido vertical y el otro en horizontal.

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Generador de señales

Un Generador de Funciones o señales es un aparato electrónico que

produce ondas senoidales, cuadradas y triangulares, además de crear señales

TTL. Sus aplicaciones incluyen pruebas y calibración de sistemas de audio,

ultrasonidos y servo.

Montaje

Generador de señales

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Osciloscopio

Montaje de la Práctica (osciloscopio y generador de señales)

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Procedimiento Experimental

A continuación se explicará de manera detallada los pasos que se tienen

que realizar para llevar a cabo con éxito esta práctica:

Experiencia 1

Paso1: Se procede a pedir un osciloscopio, luego un generador de

señales y unos cables para conectarlos.

Paso2: Se enciende el generador de señales y se selecciona el tipo de señal

que queremos, luego se prende el osciloscopio y se calibra, después en el

mismo osciloscopio observamos para poder ver las señales que nos transmite.

Paso3: Se observan cada una de las señales visibles en la pantalla del

osciloscopio.

Paso4: Asignar a cada uno de los integrantes del grupo una función

específica a la hora de tomar los datos.

Paso4: Proceder a medir la frecuencia de salida.

Paso5: Determinar el número de ciclos de la onda.

Paso6: Realizar los cálculos del tiempo entre divisiones.

Paso7: Luego de cumplir con todos los pasos anteriores procedemos a

calcular el periodo y por último la frecuencia.

Experiencia 2

Variación de voltaje

Paso1: Realizar la medición de la altura de la onda.

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Paso2: Medición del voltaje.

Paso3: Una vez obtenidos los datos de manera experimental, el grupo

procederá a realizar los cálculos correspondientes a esta práctica, para

que de esta manera se pueda obtener el resultado solicitado.

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CALCULOS EXPERIMENTALES.

Parte I.

1) Generador de Señales:

2) Osciloscopio:

3) Calculo de Errores de la Frecuencia:

Dónde: ( )

( )

Error Absoluto| |

| | ( ) ( ) | |

Error Relativo ( )

( ) | |

( )

Error Porcentual( )

( ) ( )

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Parte II

1) Variación del Voltaje:

Análisis de Resultados Obtenidos:

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Conclusión.

En esta práctica se nos enseñó el funcionamiento del osciloscopio y el

modo de utilizarlo así como lo práctico que es para resolver algún problema

electrónico en cuestión de funcionamiento. En estos aparatos podemos ver la

frecuencia el tiempo y el valor del voltaje de la señal, el osciloscopio como

herramienta es muy útil.

Es muy importante y necesario saber trabajar con los instrumentos de

laboratorio o por los menos conocer sus nombres, como se utiliza y si es

posible el error de apreciación de cada uno de ellos para así facilitar el trabajo y

adquirir de manera más rápida y satisfactoria los conocimientos y experiencias

de la práctica.

Es preciso tener clara la forma de contar los picos, y a cuál señal

representan, ya que esto puede traer complicaciones al momento de obtener

los resultados y arrojaría por nuestra parte graves equivocaciones,

convirtiéndose esto en un error ilegítimo. Más aún se puede perder valioso

tiempo en tratar de contarlos sin éxito.

Es necesario comprender que el osciloscopio posee una pantalla con un

sistema de coordenadas donde se representa la posición de un punto producto

de un haz de electrones emitidos por un cátodo y desviados por placas

horizontales y verticales, que dependiendo de la tensión recibida por el

osciloscopio se desviaran en menor o mayor medida.

Visualizar la desviación vertical y horizontal en las experiencias nos

permite ver la influencia de un voltaje aplicado al osciloscopio que hace que un

haz de electrones se desvié por consecuencia de un campo eléctrico generado

internamente.

Esto unido a la diversidad de controles del osciloscopio, como de

apreciación, calibración y utilidades adicionales nos permiten tener una

medición correcta y confiable. Tener los cuidados respectivos, como la

intensidad utilizada, la calibración debida y considerar la apreciación del

instrumento nos facilitara mucho más la medición.

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Bibliografía Consultada.

Raymon A Serway y John W, Jewett Jr Física II 6ta edición.

http://www.forosdeelectronica.com/tutoriales/generador.htm

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