Electrónica Análoga I
2014-II
Pre-Informe de laboratorio- “Manejo de equipos” Guarnizo M. Juan (813032, Member of National University, analog electronic I,2014
III. Marco teórico Abstract—in this Paper is the first pre-report content for handling equipment laboratory belonging to the Analogic electronic class. The general goal of the prereport is to set up the good mode the laboratory that it will carry out. Also implement all the knowledge learning in class and can to contrast the laboratory results.
I.
Objetivos
Objetivo general Implementar circuitos que permitirán aprender a calcular y medir con equipos de laboratorio las tensiones RMS y DC, impedancias de entrada y de salida de los equipos de medición y de un circuito. I.1.
Objetivos específicos Practicar el manejo de tres instrumentos del laboratorio: El osciloscopio de doble traza o dos canales, el multíme- tro digital y los generadores de señales de baja frecuencia. Calcular y medir valores medios y eficaces de tensión de distintas señales. Medir la impedancia de salida de un generador de señales, la impedancia de entrada a un circuito y la impedancia de entrada de un osciloscopio.
Valor Eficaz Se define como el valor de una corriente rigurosamente constante (corriente continua) que al circular por una determinada resistencia óhmica pura produce los mismos efectos caloríficos (igual potencia disipada) que dicha corriente variable (corriente alterna). De esa forma una corriente eficaz es capaz de producir el mismo trabajo que su valor en corriente directa o continua. Como se podrá observar derivado de las ecuaciones siguientes, el valor eficaz es independiente de la frecuencia o periodo de la señal.
I.2.
II.
Valor medio Valor del área que forma con el eje de abscisas partido por su período. El valor medio se puede interpretar como el componente de continua de la oscilación sinusoidal. El área se considera positiva si está por encima del eje de abscisas y negativa si está por debajo. Como en una señal sinusoidal el semiciclo positivo es idéntico al negativo, su valor medio es nulo. Por eso el valor medio de una Oscilación sinusoidal se refiere a un semiciclo. Mediante el cálculo integral se puede demostrar que su expresión es la siguiente
Materiales e Instrumentos Requeridos
1
Osciloscopio de 2 Canales.
1
Generador de señales con resistencia de salida
de 50 ti. 2 Multímetros Digitales (uno de ellos True RMS). 3
Sondas.
Varias
cálculos)
Resistencias y potenciómetros (según
IV.Práctica La práctica se divide en 2 partes. Cada una de ellas implica trabajo previo al día de la práctica y durante el día de la práctica. -
3.1 Medición de señales:
Determine matemáticamente el valor eficaz (R.M.S) y el valor medio (D.C) para las siguientes señales:
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- Senuidal simĂŠtrica de 5 Vpp a frecuencia de 200 Hz Por ser un valor sinusoidal su mĂĄxima amplitud es el valor de voltaje pico a pico. -
Valor eficaz
- Cuadrada simĂŠtrica de 2 Vpp a frecuencia de 100 Hz Por ser un valor de onda cuadrada su mĂĄxima amplitud es el valor de voltaje pico a pico. Y se debe calcular por partes:
�0+�
2
√
1 âˆŤ đ?‘‰đ?‘?đ?‘?2 đ?‘ đ?‘–đ?‘›2 (đ?‘¤đ?‘Ą) đ?‘‘đ?‘Ą đ?‘‡
-
Valor eficaz
đ?‘Ą0
2đ?œ‹
2
2
�/2
0
0
2đ?œ‹
2
√200đ??ťđ?‘§. 25đ?‘Ł âˆŤ 0
�
1 âˆŤ 2đ?‘Łđ?‘?đ?‘? đ?‘‘đ?‘Ą + âˆŤ −(−2đ?‘Łđ?‘?đ?‘?) đ?‘‘đ?‘Ą đ?‘‡
√
√200đ??ťđ?‘§ âˆŤ 5đ?‘Ł2 đ?‘ đ?‘–đ?‘›2 (đ?‘¤đ?‘Ą) đ?‘‘đ?‘Ą
1 − đ?‘?đ?‘œđ?‘ 2(đ?‘¤đ?‘Ą) đ?‘‘đ?‘Ą 2
�/2
� 2
2
�
√ 100đ??ťđ?‘§ ∗ 2đ?‘Ł âˆŤ đ?‘‘đ?‘Ą + 2đ?‘Ł âˆŤ đ?‘‘đ?‘Ą đ?‘‡ 2
0 2đ?œ‹
2
√200đ??ťđ?‘§. 25đ?‘Ł âˆŤ 0
2đ?œ‹
1 25đ?‘Ł âˆŤ đ?‘?đ?‘œđ?‘ 2(đ?‘¤đ?‘Ą) đ?‘‘đ?‘Ą − 2 2 0
1
Sabiendo que el periodo es T= y tenemos que la frecuencia � se encuentra a 100 Hz T=0,001
đ?‘‡ 25đ?‘Ł √200đ??ťđ?‘§. 25đ?‘Ł ] − sin 2(đ?‘¤đ?‘Ą)] → đ?‘¤đ?‘Ą = 2đ?œ‹ 2 4 2
0,0005
2
√100đ??ťđ?‘§ ∗ 2đ?‘Ł âˆŤ
1 √ 200đ??ťđ?‘§. 25đ?‘Ł 200đ??ťđ?‘§ − 0 2 2
2
√
0,001
âˆŤ đ?‘‘đ?‘Ą
đ?‘‘đ?‘Ą + 2đ?‘Ł
0
0,0005
2
√100đ??ťđ?‘§ ∗ {2đ?‘Łđ?‘‡](0 − 0005)} + {2đ?‘Łđ?‘‡](0,0005 − 0,001)
25 5 → 2 → đ?‘…đ?‘€đ?‘† = 3,5353 2 √2
2
√100đ??ťđ?‘§ ∗ {0,001} + {0,002 − 0,001}
-
Valor medio
�0+�
2
√100đ??ťđ?‘§ ∗ {0,002} → 2√0,2 → RMS=0,44
1 âˆŤ đ?‘‰đ?‘?đ?‘?2 đ?‘ đ?‘–đ?‘›2 (đ?œƒ) đ?‘‘đ?œƒ đ?‘‡ đ?‘Ą0
�
1 âˆŤ 5đ?‘Ł đ?‘ đ?‘–đ?‘› (đ?œƒ) đ?‘‘đ?‘Ą đ?‘‡
-
Valor medio
0
2đ?œ‹
1 . 5đ?‘Ł âˆŤ sin(đ?œƒ) đ?‘‡ 0
1 . 5đ?‘Ł(− cos(đ?œƒ))] (0, đ?œ‹) đ?‘‡
Por lo tanto como el valor de la grĂĄfica del seno su periodo es cada 2Ď€ pero existe parte de la funciĂłn de forma negativa, por ende en el valor medio esta parte negativa se da en valor absoluto y se duplica remplazando: 1 . 5đ?‘Ł[−(−1) − (−1)] 2đ?œ‹
5 → 1,591 → 1,591 ∗ 2 đ?œ‹ Vm= 3,183
�/2
�
1 âˆŤ 2đ?‘Łđ?‘?đ?‘? đ?‘‘đ?‘Ą + âˆŤ 2đ?‘Łđ?‘?đ?‘? đ?‘‘đ?‘Ą đ?‘‡ 0
�/2
1
Sabiendo que el periodo es T= y tenemos que la frecuencia đ?‘¤ se encuentra a 100 Hz T=0,001 100đ??ťđ?‘§ ∗ {2đ?‘Łđ?‘‡](0 − 0005)} + {2đ?‘Łđ?‘‡](0,0005 − 0,001) 100 ∗ 0,002 → đ?‘‰đ?‘š = 0,2
http://webdelprofesor.ula.ve/ingenieria/marquez/cursos/docs/ondacuadrada.png http://ddtorres.webs.ull.es/Docencia/Intalaciones/Electrifica/Image18.gif
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-Triangular de 8 Vpp a frecuencia 200 Hz
3. Investigar la diferencia entre los multĂmetros RMS y True RMS.
Por ser un valor de onda triangular su mĂĄxima amplitud es el valor de voltaje pico a pico. Y se debe calcular por partes:
Los multĂmetros RMS True (Root mean square) a diferencia de los RMS son que este nos indica el grado de distorsiĂłn de la forma de onda a ser medida y se calcula dividiendo el valor de pico de la corriente entre el verdadero valor eficaz. Para una sinusoide perfecta el Factor de cresta es 1.414, y cuanto mĂĄs distorsionada este la seĂąal, mayor es el Factor de cresta debido a que la relaciĂłn entre el valor de pico y el valor rms es mayor. Agregado a esto tienen un ancho de banda mĂĄs amplio que un RMS no verdadero. Por otro lado tambiĂŠn maneja un alto porcentaje de seguridad ya que dos los medidores deberĂan ser capaz de trabajar al mĂĄximo del voltaje esperado de 600 en la entrada. Sin embargo, para su propia seguridad es conveniente estar protegido por si ocurre un pico de tensiĂłn inesperado, debido a un transitorio o debido a otros problemas. Cuando se elige un medidor True que cumpla con las normativas, uno puede estar seguro que serĂĄ capaz de realizar medidas seguras en los sistemas de potencia elĂŠctrica bajo todas las circunstancias.
2
�/2
1 16 âˆŤ [ ]đ?‘Ą đ?‘‡ đ?‘‡
√
−đ?‘Ą/2
2. Investigar que es el ciclo Ăştil de una seĂąal y como se mide. Un ciclo de trabajo es el porcentaje de un perĂodo en el que una seĂąal estĂĄ activa. Un perĂodo es el tiempo que tarda una seĂąal para completar un ciclo on-and-off. Como una fĂłrmula, un ciclo de trabajo se puede expresar como:
Donde D es el ciclo de trabajo, T es el tiempo que la seĂąal estĂĄ activa, y P es el perĂodo total de la seĂąal. Por lo tanto, un ciclo de trabajo del 60% significa que la seĂąal es de 60% del tiempo, pero fuera de 40% del tiempo. El " tiempo ON" para un ciclo de trabajo del 60% podrĂa ser una fracciĂłn de un segundo, un dĂa, o incluso una semana, dependiendo de la longitud del perĂodo. Ciclos de trabajo se pueden utilizar para describir el porcentaje de tiempo de una seĂąal activa en un dispositivo elĂŠctrico, como el interruptor de alimentaciĂłn en una fuente de alimentaciĂłn de conmutaciĂłn o el disparo de potenciales de acciĂłn por un sistema vivo tal como una neurona .
http://www.dwebcrm.com/live/upload/3/screen_shot_2012-11-21_at_9.48.00_am.png
BibliografĂa 1. "Definition: duty cycle". Federal Standard 1037C, "Telecommunications: Glossary of Telecommunication Terms". Boulder, Colorado: Institute for Telecommunication Sciences. 1996. Retrieved March 3, 2011. 2. Usuario digital, EdiciĂłn 41, 20/08/14 http://www.usmp.edu.pe/publicaciones/boletin /fia/info75/index.php?pag=multi 3. Valor eficaz, Wikipedia. Recuperado de Wikipedia el 20/08/14 en http://es.wikipedia.org/wiki/Valor_eficaz