ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERA MECATRNICA

ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERA MECATRNICA

UNIVERSIDAD NACIONAL FEDERICO VILLARREALFACULTAD DE INGENIERA ELECTRNICA E INFORMTICAESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERA MECATRNICA

MEDIDA DE VALORES MEDIOS, MAXIMOS Y EFICACES

CURSO : Laboratorio de Circuitos Elctricos II

PROFESOR : Ing. Gonzales Cisneros, Ivan

CICLO: V Ciclo 2015-1

ALUMNOS : Arias Huamani, Kevin Nagahata Medina, Luis Enrique Pacheco Llacta, Celso Ederson Taza Santa Cruz, Rolando

INDICE

INDICE2OBJETIVOS3EQUIPO Y MATERIALES3FUNDAMENTO TEORICO4ONDAS4MEDICIONES DE ALTERNA8PROCEDIMIENTO9CUESTIONARIO14BIBLIOGRAFIA18

OBJETIVOS

Uso adecuado del Osciloscopio y Generador de Funciones.

Conocer los valores que se pueden obtener a travs del Osciloscopio a cada tipo de onda.vcvn

Reconocer los valores obtenidos o medidos, como lo son valor mximo, mnimo, eficaz, etc

Verificar tericamente el valor de cada medicin obtenida en el laboratorio de cada onda estudiada.

Conocer los tipos de ondas como Senoidal, Cuadradas, Rectangulares, etc.

Conocer los tipos de variaciones que sufren cada tipo de onda estudiada en clase y experimentada en el laboratorio.

Conocer la obtencin de cada valor pedido tanto con el Osciloscopio y de manera terica.

Conocer y aplicar distintos aspectos que puede sufrir cada onda como lo es el factor de forma, factor de cresta, amplitud, etc.

Conocer las relaciones que hay entre los tipos de valores medidos.EQUIPO Y MATERIALES

Un Osciloscopio. Un Generador de Funciones. Un Multmetro Digital. 2 cables coaxiales 50ohmios con conector BNC- cocodrilo. 1 cable coaxial 50 ohmios con conector BNC-BNC. Gua del Laboratorio.

FUNDAMENTO TEORICO

ONDASUnaonda(dellatnunda) consiste en la propagacin de una perturbacin de alguna propiedad de un medio, por ejemplo, densidad,presin,campo elctricoocampo magntico, a travs de dicho medio, implicando un transporte deenergasin transporte de materia. El medio perturbado puede ser de naturaleza diversa comoaire,agua, un trozo demetale, incluso, inmaterial como el vaco.

Elementos de una Onda: Cresta: La cresta es el punto de mxima elongacin o mxima amplitud de onda; es decir, el punto de la onda ms separado de su posicin de reposo.Perodo(): El periodo es el tiempo que tarda la onda en ir de un punto de mxima amplitud al siguiente.Amplitud(): La amplitud es la distancia vertical entre una cresta y el punto medio de la onda. Ntese que pueden existir ondas cuya amplitud sea variable, es decir, crezca o decrezca con el paso del tiempo.Frecuencia(): Nmero de veces que es repetida dicha vibracin por unidad de tiempo. En otras palabras, es una simple repeticin de valores por un perodo determinado.Valle: Es el punto ms bajo de una onda.Longitud de onda(): Es la distancia que hay entre el mismo punto de dos ondulaciones consecutivas, o la distancia entre dos crestas consecutivas.Nodo: es el punto donde la onda cruza la lnea de equilibrio.Elongacin (): es la distancia que hay, en forma perpendicular, entre un punto de la onda y la lnea de equilibrio.Ciclo: es una oscilacin, o viaje completo de ida y vuelta.Velocidad de propagacin (): es la velocidad a la que se propaga el movimiento ondulatorio. Su valor es el cociente de la longitud de onda y su perodo.

Tipos de Onda:-Ondas Senoidales: Son las ondas fundamentales y eso por varias razones, poseen unas propiedades matemticas muy interesantes, la seal que se obtiene de las tomas de corriente de cualquier casa tienen esta forma, las seales de test producidas por los circuitos osciladores de un generador de seal son tambin senoidales.

La seal senoidal amortiguada es un caso especial de este tipo de ondas y se producen en fenmenos de oscilacin pero que no se mantienen en el tiempo.

-Onda Cuadrada y Rectangulares: Se conoce poronda cuadradaa la onda decorriente alterna(CA) que alterna su valor entre dos valores extremos sin pasar por los valores intermedios (al contrario de lo que sucede con laonda senoidaly laonda triangular, etc.)Se usa principalmente para la generacin de pulsos elctricos que son usados como seales (1 y 0) que permiten ser manipuladas fcilmente, un circuito electrnico que genera ondas cuadradas se conoce como generador de pulsos, este tipo de circuitos es la base de laelectrnica digital

Ondas Triangulares y Dientes de Sierra: Laonda triangulares un tipo deseal peridicaque presenta unas velocidades de subida y bajada constantes. Lo ms habitual es que sea simtrica, es decir que, los tiempos de subida y bajada son iguales.

La onda triangular tiene un contenido enarmnicosmuy bajo, lo que concuerda con su parecido a una onda senoidal. Tanto matemtica como fsicamente se puede obtener integrando en el tiempo unaonda cuadrada: los niveles constantes alto y bajo de dicha onda se convierten en laspendientes(constantes) de losflancosde subida y bajada de la onda triangular.Unaonda de sierraes un tipo de onda no sinusoide. Recibe su nombre porque su forma se asemeja a la de los dientes de una sierra.La convencin de una onda de sierra es que esta se levanta en forma de rampa y despus baja rectamente. Sin embargo tambin existen ondas de sierra en donde las ondas bajan de forma de rampa y despus suben rectamente. Esta ltima forma usualmente es llamada 'onda de sierra inversa'. En las seales de audio, ambas direcciones de ondas de sierra suenan de la misma manera.

-Pulsos y Flancos o Escalones: Seales, como los flancos y los pulsos, que solo se presentan una sola vez, se denominan seales transitorias. Un flanco escaln indica un cambio repentino en el voltaje, por ejemplo cuando se conecta un interruptor de alimentacin. El pulso indicara, 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 informacin atravesando un circuito de un ordenador digital tambin un pequeo defecto en un circuito (por ejemplo un falso contacto momentneo). Es comn encontrar seales de este tipo en ordenadores, equipos de rayos X y de comunicaciones.

MEDICIONES DE ALTERNAValor de Pico Enelectricidadyelectrnica, se denominavalor de pico(A0) de unacorriente peridicaa laamplitudovalor mximode la misma. Para corriente alternatambin se tiene elvalor de pico a pico(App), que es la diferencia entre su pico o mximo positivo y su pico negativo.1 =Valor de pico 2 = Valor pico a pico3 =Valor eficaz4 =Periodo

RMS(Root mean Square) Valor cuadrtico medio es una medida estadstica de la magnitud de una cantidad variable. Puede calcularse para una serie de valores discretos o para unafuncin matemticade variable continua. El nombre deriva del hecho de que es laraz cuadradade lamedia aritmtica de loscuadradosde los valores.A veces la variable toma valores positivos y negativos, como ocurre, por ejemplo, en loserrores de medida. En tal caso se puede estar interesado en obtener un promedio que no recoja los efectos del signo. Este problema se resuelve, mediante la denominada media cuadrtica. Consiste en elevar al cuadrado todas las observaciones (as los signos negativos desaparecen), en obtener despus su media aritmtica y en extraer, finalmente, la raz cuadrada de dicha media para volver a la unidad de medida original. La desviacin estndares una media cuadrtica.Una aplicacin seria el valor eficaz que se usa en corriente alterna

PROCEDIMIENTO

PARTE A:1. Conecte el generador de funciones con una frecuencia de 60 Hz, onda senoidal, la amplitud a 4 voltios pico-pico. Complete los datos.

Frecuencia del generadorVp-posciloscopioV eficazmultimetroValor medio conDatos medidoValor tericoError absolutoError relativo

60 Hz4.044.284.13540.1353.4%

500 Hz4.024.094.05540.0551.4%

1,5 KHz4.003.893.94540.0551.4%

50 KHz4.043.964400%

100 KHz4.004.24.140.12.5%

200 KHz4.044.014.02540.0250.6%

2. Conecte el generador de funciones con una frecuencia de 60 Hz, onda cuadrada, la amplitud a 4 voltios pico-pico. Complete los datos

Frecuencia del generadorVp-posciloscopioV eficazmultimetroValor medio conDatos medidoValor tericoError absolutoError relativo

60 Hz4.084.234.15540.1553.9%

500 Hz4.063.964.0140.010.3%

1,5 KHz4.083.693.88540.1152.9%

50 KHz4.423.774.09540.0952.4%

100 KHz4.144.124.1340.133.3%

200 KHz4.423.924.1740.174.3%

3. Conecte el generador de funciones con una frecuencia de 60 Hz, onda triangular, la amplitud a 4 voltios pico-pico. Al osciloscopio reajustndola y con el multimetro mdala. Complete los datos

Frecuencia del generadorVp-posciloscopioV eficazmultimetroValor medio conDatos medidoValor tericoError absolutoError relativo

60 Hz3.964.164.0640.061.5%

500 Hz3.964.174.06540.0651.6%

1,5 KHz3.963.893.92540.0751.9%

50 KHz3.963.973.96540.0350.9%

100 KHz4.004.144.0740.071.8%

200 KHz3.963.673.81540.1854.6%

PARTE B:1. Conecte el generador de funciones con una frecuencia de 1 KHz, al osciloscopio reajustndola la amplitud a 3 voltios pico-pico. De igual forma complete la siguiente tabla

VppgeneradorVp-posciloscopioV eficazmultimetroValor tericoosciloscopioValor tericomultimetroError absolutoError relativo

3V3.023.12330.124%

4V3.923.9344-0.071.8%

6V6.006.2660.23.3%

8V8.088.32880.324%

10V10.1610.2610100.262.6%

12V12.0812.2312120.231.9%

CUESTIONARIO

1. Defina que es una seal elctrica, valor instantneo, factor de forma y factor de cresta-Seal Elctrica:Unaseal elctricaes un tipo desealgenerada por algnfenmeno electromagntico. Estas seales pueden ser de dos tipos:analgicas, si varan de forma continua en el tiempo, odigitalessi varan de forma discreta (con parmetros que presentan saltos de un valor al siguiente; por ejemplo los valores binarios 0 y 1).Unaseal elctricapuede definirse de dos maneras: Ladiferencia de potencial(o tensin) entre dos puntos cargados elctricamente en el transcurrir del tiempo y la variacin de la corriente en el transcurrir del tiempo en analizar la corriente que pasa por unconductorLa seal puede generarse artificialmente por un circuito electrnico (oscilador). Sin embargo, en la mayora de las aplicaciones prcticas, la seal elctrica representa la variacin de otra magnitud fsica en el transcurrir del tiempo, convertida en electricidad por un transductor. Se considera como seal la informacin til para el circuito. Cualquier informacin indeseada, intil o daina, introducida involuntariamente en el sistema, es consideradaruido.

-Valor Instantneo:Es el valor que toma la amplitud de la onda en un tiempo determinado t, sea es un valor determinado en un momento determinado.

-Factor de Forma:Cociente entre el valor eficaz y su valor medio en un semiperodo.

-Factor de Cresta:Tambin conocido como Factor de Amplitud, relacin entre el valor de cresta o mximo y el valor eficaz.

2. Describa Usos, Tipos, Funcionamiento de los multmetros digitales

-Multmetro:Unmultmetro, tambin denominadopolmetro,1otester, es un instrumento elctrico porttil para medir directamente magnitudes elctricas activas comocorrientesypotenciales(tensiones) o pasivas comoresistencias, capacidades y otras.Las medidas pueden realizarse paracorriente continuaoalternay en varios mrgenes de medida cada una. Los hayanalgicosy posteriormente se han introducido losdigitalescuya funcin es la misma (con alguna variante aadida).

-Funcionamiento:En contra posicin con los instrumentos de medicin analgica, los instrumentos digitales indican los valores de medida en cifras numricas. Esto es ms ventajoso para la observacin visual, as de este modo se puede prescindir de la lectura de rayas y de la interpolacin de valores intermedios. Esto evita agregar un error de visualizacin a los errores propios del instrumento. La medicin digital requiere una cuantificacin de los valores de medida, que en general se presentan en forma analgica. En consecuencia, un medidor digital cuenta la cantidad de valores discretos que representan al valor analgico, siendo la indicacin siempre insegura en + 1 unidad (error de cuantificacin).

El error de cuantificacin se puede disminuir mediante una subdivisin correspondientemente fina y aumentar la exactitud de la medida, pero esta est limitada por la exactitud de los elementos de medida empleados y de sus componentes. En la cuantificacin se detectan y cuentan los valores instantneos de la magnitud a medir en intervalos de tiempo constante t.

Usos del Multmetro:

-Medir voltaje continuo o alterno en un punto o total en un circuito.-Medir resistencia en un punto o total en un circuito.-Medir Intensidad de Corriente continua o alterna en un punto o total en un circuito.-Medir la frecuencia de un circuito de corriente alterna.-Medir diodos y saber su estado.-Poder medir corriente en cualquier dispositivo.

3. Analizar las ventajas del uso de la corriente alterna

Entre algunas de las ventajas de la corriente alterna, comparada con la corriente directa o continua, tenemos las siguientes:

-Permite aumentar o disminuir el voltaje o tensin por medio de transformadores.-Se transporta a grandes distancias con poca de prdida de energa.-Es posible convertirla en corriente directa con facilidad.-Al incrementar su frecuencia por medios electrnicos en miles o millones de ciclos por segundo (frecuencias de radio) es posible transmitir voz, imagen, sonido y rdenes de control a grandes distancias, de forma inalmbrica.

4. Que se entiende por valor absoluto, valor relativo, aplicado a las medidas realizadas

Error absolutoes igual a la imprecisin que acompaa a la medida. Nos da idea de la sensibilidad del aparato o de lo cuidadoso que han sido las medidas por lo poco dispersas que resultaron.

Ea=imprecisin=incertidumbre

El error absoluto nos indica el grado de aproximacin y da un indicio de la calidad de la medida.

El conocimiento de la calidad se complementa con el error relativo.Error relativoes el cociente entre el error absoluto y el que damos como representativo (la media aritmtica).

5. Anote sus observaciones y conclusiones del experimento

El valor eficaz de la tensin Vef es el obtenido al medir tensiones alternas con los instrumentos de medida analgicos y digitales utilizados hasta ahora, como son los multmetros.

Adems observamos que el osciloscopio puede ser utilizado fcilmente como voltmetro de alterna.

BIBLIOGRAFIA

http://es.wikipedia.org/wiki/Onda

http://www.cifp-mantenimiento.es/e-learning/index.php?id=1&id_sec=2

http://ingenieriacamacho.blogspot.com/

http://es.wikipedia.org/wiki/Onda_cuadrada

http://es.wikipedia.org/wiki/Onda_triangular

http://www.arqhys.com/contenidos/ondas-triangulares.html

http://es.wikipedia.org/wiki/Onda_de_sierra

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

Mitacc M, Tpicos de estadstica descriptiva y probabilidad [1989]; Per; pg 86.

http://www.uco.es/grupos/giie/cirweb/teoria/tema_01/tema_01_06.pdf

Circuitos Elctricos 1; LOPEZ, MORALES

Circuitos Elctricos; Coleccin Schaum; EDMINISTER

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