PORTADA ALUMNOS CARTA VERTICAL (1)

Laboratorio de
electricidad
(osciloscopio)
Nombres:
1
Montenegro Jairo
Palominos Esteban
Rojas Alejandro
Soto Fabián
Contenido
Introducción. ....................................................................................................................................... 3
Objetivos: ............................................................................................................................................ 3
Descripción del trabajo realizado. ....................................................................................................... 4
MEDICIÓN DE VOLTAJE Y PERIODO ...................................................................................... 4
DESARROLLO DE LA ACTIVIDAD ........................................................................................... 6
COMENTARIOS DE LA ACTIVIDAD ........................................................................................ 7
II ETAPA ........................................................................................................................................ 8
Conclusión. ........................................................................................................................................ 12
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Introducción.
El osciloscopio, a primera vista se parece a una pequeña televisión portátil, pero
básicamente es un instrumento de medición y visualización grafica que permite ver señales
variables en el tiempo. En él se puede determinar el periodo y el voltaje peack to peack, la
frecuencia y la tensión AC de una señal. También se puede medir la fase entre dos señales,
localizar averías en el circuito y poder determinar que parte de la señal es ruido y ver como
esta varia en el tiempo.
Todo esto lo aplicaremos mediante circuitos realizados con los materiales que
mencionaremos más adelante, entre ellos son el capacitor y resistor, que de ellos y
específicamente del capacitor apolar se genera el desfase en la onda sinusoidal que veremos
a continuación.
Se realizaran mediciones a través del osciloscopio, viendo la amplitud y frecuencia de la
onda, el desfase con respecto a la otra entre varios ejercicios más a realizar.
El eje vertical representa el voltaje, se denomina Y, mientras que el tiempo se representa
en el eje horizontal y se denomina X.
Objetivos:
 Conocer cada uno de los controles del osciloscopio.
 trabajar físicamente con este.
 Determinar tensión Peak to Peak y periodo se la señal.
 Determinar frecuencia y la tensión máxima.
 Determinar ángulo de desfase entre dos señales.
 Calibrar y ajustar el osciloscopio.
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Descripción del trabajo realizado.
MEDICIÓN DE VOLTAJE Y PERIODO
En este trabajo pudimos observar los datos directos e indirectos que se pueden
obtener a través de un Osciloscopio que son mostrados en la pantalla controlando las
variable de Tiempo y Voltaje, específicamente Voltaje Peak to Peak, Tensión Máxima,
variables de tiempo como el Periodo y la Frecuencia, entre otros de la Onda Sinusoidal.
Estas variables de la Onda, ajustados y controlados en el Digital Lab, fueron medidas en el
Osciloscopio con el fin de diferenciar y ver prácticamente propiedades y valores eléctricos
que con frecuencia son obtenidos de manera teórica en el aula. Para entender el trabajo
realizado, a continuación se procederá a nombrar los elementos utilizados en la actividad
junto con los conceptos claves para los diferentes casos:
Los elementos utilizados para este trabajo fueron los siguientes:

Osciloscopio:
Consta de una pantalla y distintos controles los cuales determinarán la forma y
valores de la onda sinusoidal reflejada en el Osciloscopio, además de las sondas de
medición las cuales nos
permitirán evitar ruidos que puedan perturbar la señal.

Digital Lab:
Permite generar valores de Tensión, controlar la modulación de la Onda Sinusoidal,
Frecuencia y Amplitud entre otras variables de la Onda.

Multitester Digital:
Es el instrumento que en este caso, permitió medir valores de Tensión de un
circuito
Eléctrico y/o Electrónico.
Los conceptos claves para este trabajo son los siguientes:

Onda Sinusoidal:
Es una señal que se emplea para el desarrollo y estudio de fenómenos físicos
relacionados con la electricidad. En ella podemos ver reflejadas diferentes propiedades,
como la Amplitud, Ángulo de
fase, Periodo, entre otras propiedades que se pueden
obtener de manera indirecta o directa a
través de un Osciloscopio.

Ángulo de fase:
Es un componente angular de una onda Sinusoidal que se puede ver reflejado en un
Osciloscopio que atrasa o adelanta la Amplitud Máxima de la señal si se compara con otra
onda Sinusoidal con la
misma Frecuencia.
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
Tensión Peak to Peak (Vpp):
Es la suma de las Amplitudes Máximas de una Onda Sinusoidal trabajando en
corriente alterna, es decir el valor Directo e Inverso. En este caso se obtuvo contando los
cuadros en el eje "Y" del plano
cartesiano representado en la pantalla, esta Tensión fue
ajustada a través del control de "Amplitud" en el Digital Lab, todo esto en función de la
selección puesta en el control multiplicador de
cuadros
"VOLTS/DIV"
del
Osciloscopio. Es una variable obtenida de manera directa y su unidad de medida
es
"VOLT".

Tensión Máxima (Vmáx):
Es una de las variables que se pueden obtener de manera indirecta. En este caso
corresponde solo a la Amplitud Máxima Directa de la onda Sinusoidal, el cual
determinará el valor de Tensión Máxima en cualquier circuito eléctrico y/o electrónico.
Se calculó contando los cuadros que abarcó nuestra
onda en el eje "Y" del plano.
Esta variable se ajustó, de acuerdo a las respectivas tareas, a través del control
de
"Amplitud" del Digital Lab y en función de la selección puesta en el control
multiplicador de cuadros "VOLTS/DIV" del Osciloscopio. Su unidad de medida es
"VOLT".

Tensión RMS (VRMS):
Es el valor del nivel de amplitud promedio que alcanza un circuito. Su unidad de
medida es "VOLT". Se debe a que el valor Peak de una fuente en un circuito es muy débil
para perdurar en el tiempo de
utilización de la
aplicación. Equivale a la
Amplitud que debiera tener una corriente eléctrica continua que debiera alcanzar para
realizar el mismo trabajo. Este valor se obtuvo de manera indirecta con un Multitester
Digital conectado en el circuito. Su unidad de medida es el "VOLT".

Periodo (T):
Es una variable obtenida de forma directa en el Osciloscopio. La definición de
Periodo es el tiempo que tarda una onda en completar un ciclo. Su unidad de medida está
en función del tiempo
(Minutos, Segundos, fracciones de segundos, etc.). Esta
variable se pudo obtener contando los
cuadros que ocupa la Onda en completar un
ciclo en el eje "X" del plano y está en función de la
posición
del
control
multiplicador "TIME/DIV" en el Osciloscopio.

Frecuencia (f):
Es una variable obtenida de manera indirecta en un Osciloscopio. La frecuencia es
la cantidad de ciclos que da una onda en 1 segundo. Por lo que su unidad de medida es el
1
"HERTZ" ( 1⁄𝑆 ) y se
puede obtener a través de la fórmula 𝑇 .
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DESARROLLO DE LA ACTIVIDAD
En el Osciloscopio hicimos ocho mediciones de la señal de entrada a este, para esto
tuvimos que completar la Tabla Nº1 con los valores obtenidos ajustando los controles del
Digital Lab de amplitud "AMPL" y el control de frecuencia.
Para esto ajustamos y calibramos el Osciloscopio para tener los valores exactos de
estudio, conectamos uno de los terminales de las sondas a la entrada del canal 1 (CH1) del
Osciloscopio y sus puntillas las conectamos a la salida de generación del Digital Lab.
Para el estudio de las variables que se mostraron en la pantalla, se ajustó a través de
los controles en el Digital Lab, los controles de amplitud: es el que está en relación con los
valores de Voltaje que tendrá la onda variando su amplitud y el control de frecuencia: en
función de la posición de este control se podrán obtener los valores de frecuencia y periodo.
Con un Multitester configurado en voltaje alterno, se midió el valor de Voltaje RMS
de la onda sinusoidal, para confirmar este valor dividimos el valor de Voltaje Peak de la
onda por la raíz cuadrada de dos dando como resultado los mismos valores en la mayoría de
los casos y en algunas ocasiones diferencias de 0,001 Volts, que se debe al ruido que puede
existir en el circuito fabricado, ya sea por los instrumentos utilizados y por algún factor de
conducción.
Finalmente todos los valores que obtuvimos reflejados en la pantalla estuvieron en función
con la posición del control de "VOLT/DIV" y "TIME/DIV" en el Osciloscopio. La cantidad
de cuadros abarcados por la onda en los diferentes de los casos, ya sea en el eje "X"
(Voltaje) o en el eje "Y" (Tiempo), se multiplico por la posición que tenía el control
respectivo ya antes nombrado.
Para comenzar la actividad, configuramos los controles de "VOLT/DIV" en 2V y
"TIME/DIV" en 1 miliSeg. Esto significa que los cuadros que abarcó la onda en el eje X se
multiplicaron por 2, los que nos dio el valor final de tensión y los cuadros abarcados por la
onda en el eje Y se multiplicaron por 1 miliSeg, entregándonos finalmente el Periodo de la
onda y calcular de manera indirecta el valor de su Frecuencia.
Para seguir con la actividad se fue variando la posición de los controles del Digital
Lab y del Osciloscopio anotándolos en la tabla y de esta manera poder comprobar la
efectividad de la teoría estudiada en clases.
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Tabla n° 1
tensión
[v]
P-P Tensión
[v]
5,4 [v]
9,4 [v]
10,4 [v]
8,36 [v]
6,8 [v]
10,4 [v]
4,2 [v]
3 [v]
MAX Tensión
[v]
2,7 [v]
4,7 [v]
5,2 [v]
4,2 [v]
3,4 [v]
5,2 [v]
2,1 [v]
1,5 [v]
RMS
1,90 [v]
3,2 [v]
3,62 [v]
2,89 [v]
2,42 [v]
3,59 [v]
1,44 [v]
1,03 [v]
Periodo [s]
6,66*10^-3 [s]
2,4 *10^-3 [s]
2,35 *10^-3 [s]
1,09 *10^-3 [s]
2,55 *10^-3 [s]
5,5 *10^-4 [s]
9 *10^-4 [s]
2,35 *10^-3 [s]
Frecuencia
[Hz.]
150 [Hz]
416,66 [Hz]
425 [Hz]
913,24 [Hz]
392,15 [Hz]
1818,18 [Hz]
1111,11 [Hz]
425,53 [Hz]
COMENTARIOS DE LA ACTIVIDAD
Como se puede observar en la tabla numero 1 los valores de Tensión Peak to Peak es justo
el doble de la Tensión Máxima, ya que como dijimos anteriormente éste valor es el valor
que toma la onda Sinusoidal en su amplitud máxima directa (polo positivo).
Para determinar el Periodo de la onda, centramos la onda en el origen del plano cartesiano
de la pantalla y calculando los cuadros que abarca una onda completa se multiplico por la
Posición del control "TIME/DIV". La mayoría de estos valores son del orden de los micros
segundos por lo que nos indica que su frecuencia será tanto mayor cuanto menor sea su
periodo.
Como se puede observar en la tabla, el valor RMS es la tensión eficaz que nos entrega una
fuente en un circuito y no por nada este valor es más bajo que el de Tensión Máxima, ya
que es la Tensión con la que trabajará cualquier circuito creado debido a la baja potencia
del valor Peak de la señal de la misma fuente.
Es esta parte del trabajo observaremos la cantidad de volt respecto a una variable de
voltaje seleccionada en el osciloscopio, además también lo valores respecto al tiempo o
periodo de la señal respecto a una cantidad de tiempo seleccionada en el osciloscopio
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Tabla n°3
Volts/Div.
Time/Div.
Cuad.
Cont.
Cuad.
Cont.
3,5
1
4
1 [ms]
5
2
6,6
0,1 [ms]
3
0,5
3
0,1 [ms]
II ETAPA
En la segunda etapa de este laboratorio, procedimos a realizar mediante el osciloscopio, las
mediciones de desfase de dos señales presentes en diferentes etapas para un mismo circuito.
Para esto primeramente procedimos a implementar un circuito R-C conformado por una
resistencia de 3,3[KΩ] y un condensador de 10[nF] dispuestos en serie y alimentados por
una fuente de poder alterna de 4[Vp-p] y 10[KHz] de frecuencia como muestra en la
siguiente imagen.
En esta imagen se aprecia que un terminal del osciloscopio CH1, representado por una
flecha de color rojo, se ubica anterior a la resistencia, para poder apreciar la onda sinusoidal
proporcionada por la fuente de alimentación.
Por otra parte, el terminal del osciloscopio CH2, representado por una flecha de color azul,
se encuentra posicionado justo antes del condensador, con lo cual en la pantalla podemos
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ver la forma de onda que sale del condensador, con su correspondiente desfase producto de
la carga y descarga de este.
En nuestro caso, el tiempo de desfase que separaba ambas señales en el cruce por cero fue
de 20 [µs] este tiempo está determinado por el divisor de tiempo del osciloscopio
(TIME/DIV), multiplicada por la distancia que separa ambas señales en el cruce por cero
para cada señal en cuadros del osciloscopio, o en la proporción de este.
Por tanto nuestra formula fue:
50[µs] x 0,4 = 20[µs]
Sabiendo que la frecuencia de la señal aplicada por la fuente de alimentación es de 10
[KHz], el periodo será el inverso de la frecuencia, por tanto:
T= 1/10[KHz]
T= 100[µs]
Con el valor anterior podemos determinar el ángulo de desfase, este está dado por:
(20[µs] x 360°)/ 100[µs] = 72°
Por tanto la señal de CH2, se encuentra desfasada en 72° con respecto a la señal CH1.
Posterior a este ejercicio, realizamos las mediciones de desfase para distintos valores de
resistencia y capacitancia, pero manteniendo la frecuencia y amplitud de la señal entregada,
estos fueron nuestros resultados.
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Caso 1:
20[µs] x 1, 1 = 22[µs]
(22[µs] x 360°)/ 100[µs] = 79, 2°
Caso 2:
20[µs] x 0,8 = 16[µs]
(16[µs] x 360°)/ 100[µs] = 57,6°
Caso 3:
20[µs] x 1 = 20[µs]
(20[µs] x 360°)/ 100[µs] = 72°
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Caso 4:
20[µs] x 1 = 20[µs]
(20[µs] x 360°)/ 100[µs] = 72°
Finalmente los resultados obtenidos quedaron representados en la siguiente tabla:
Resistencia Condensador ángulo de desfase
10 [K]
12 [K]
47 [K]
1,2 [K]
10 [nf]
2,2 [nf]
1,0 [nf]
47 [nf]
79,2°
57,6°
72°
72°
En los casos 3 y 4 pudimos darnos cuenta de que los ángulos de desfase apreciado por
nosotros fueron iguales, esto a nuestro parecer se debió a que el tiempo de carga y descarga
del condensador en el circuito es proporcional a la magnitud de la resistencia eléctrica R y
la capacidad C del condensador, por tanto, la constante de tiempo del circuito (R x C) para
estos casos fue de valores más cercanos a diferencia de los caso anteriores donde estos
valores estaban más lejanos.
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Conclusión.
El osciloscopio se utiliza a menudo para tomar medidas en circuitos eléctricos. Es
especialmente útil porque puede mostrar cómo varían dichas medidas a lo largo del tiempo,
o cómo varían dos o más medidas una respecto de otra.
Este aparato es muy útil para el estudio del movimiento de electrones en la ingeniería
eléctrica; es una herramienta muy poderosa, ya que nos da una visión clara y concisa como
profunda acerca de lo que está sucediendo en un circuito. Con la cual podemos formar un
pensamiento lógico como también analítico de los acontecimientos en la práctica
electrónica.
El osciloscopio, a primera vista se parece a una pequeña televisión portátil, pero
básicamente es un instrumento de medición y visualización grafica que permite ver señales
variables en el tiempo. En él se puede determinar el periodo y el voltaje peack to peack, la
frecuencia y la tensión DC de una señal. También se puede medir la fase entre dos señales,
localizar averías en el circuito y poder determinar que parte de la señal es ruido y ver como
esta varia en el tiempo.
El eje vertical representa el voltaje, se denomina Y, mientras que el tiempo se representa
en el eje horizontal y se denomina X.
Se pudo cumplir los objetivos antes mencionados que eran:
 Conocer cada uno de los controles del osciloscopio.
 Calibrar y ajustar el osciloscopio.
 Trabajar físicamente con estos.
 Determinar tensión Peak to Peak y periodo se la señal.
 Determinar frecuencia y la tensión máxima.
 Determinar ángulo de desfase entre dos señales.
Quedando con los conocimientos más específicos y necesarios para realizar cualquier tipo de
conexión a un circuito mediante un osciloscopio.
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