ObjetivoObservar el comportamiento de los elementos pasivos
(resistor y bobina) y activos (capacitor), as como comprobar los
visto tericamente. Resistencia elctricaResistencia elctrica es toda
oposicin que encuentra la corriente a su paso por un circuito
elctrico cerrado, atenuando o frenando el libre flujo de circulacin
de las cargas elctricas o electrones. Cualquier dispositivo o
consumidor conectado a un circuito elctrico representa en s una
carga, resistencia u obstculo para la circulacin de la corriente
elctrica.
A.-Electrones fluyendo por un buen conductor elctrico, que
ofrece baja resistencia.B.-Electrones fluyendo por un mal
conductor. Elctrico, que ofrece alta resistencia a su paso. En ese
caso los electrones chocan unos contra otros al no poder circular
libremente y, como consecuencia, generan calor.
Normalmente los electrones tratan de circular por el circuito
elctrico de una forma ms o menos organizada, de acuerdo con la
resistencia que encuentren a su paso. Mientras menor sea esa
resistencia, mayor ser el orden existente en el micro mundo de los
electrones; pero cuando la resistencia es elevada, comienzan a
chocar unos con otros y a liberar energa en forma de calor. Esa
situacin hace que siempre se eleve algo la temperatura del
conductor y que, adems, adquiera valores ms altos en el punto donde
los electrones encuentren una mayor resistencia a su paso.
CapacitorUn capacitor o condensador (nombre por el cual tambin
se le conoce), se asemeja mucho a una batera, pues al igual que sta
su funcin principal es almacenar energa elctrica, pero de forma
diferente.
Capacitores electrolticos de tamaos, capacidades y voltajes
de.trabajo variados, instalados en el circuito impreso de un
dispositivo.electrnico.
Carga/descarga de una batera
factores:
1.- Capacidad en ampere-hora (A-h) o miliampere-hora (mA-h) que
posea para almacenar energa elctrica.2.- Consumo en watt o en
miliwatt del consumidor de corriente elctrica que tenga
conectado.3.- Tiempo que mantengamos el consumidor conectado a la
misma.
En el caso de las bateras recargables, una vez agotada la carga
se puede recuperar de nuevo conectndola a un cargador decorriente
directaapropiado para cada tipo especfico. En dependencia del
tamao,voltaje o tensin de trabajoy capacidad en A-h que sta posea,
la recuperacin de la carga puede demorar entre una y varias
horas.
Carga/descarga de un capacitor
El capacitor constituye un componente pasivo que, a diferencia
de la batera, se carga de forma instantnea en cuanto la conectamos
a una fuente de energa elctrica, pero no la retiene por mucho
tiempo. Su descarga se produce tambin de forma instantnea cuando se
encuentra conectado en un circuitoo electrnico energizado con
corriente. Una vez que se encuentra cargado, si ste no se emplea de
inmediato se autodescarga en unos pocos minutos.
En resumen, la funcin de un capacitor es almacenar cargas
elctricas de forma instantnea y liberarla de la misma forma en el
preciso momento que se requiera.
LabobinaLabobina o inductorpor su forma (espiras de alambre
arrollados) almacena energa en forma decampo magnticoEl smbolo de
una bobina / inductor se muestra en el grfico anterior:El inductor
es diferente delcondensador / capacitor, que almacena energa en
forma de campo elctricoTodo cable por el que circula
unacorrientetiene a su alrededor un campo magntico, siendo el
sentido de flujo del campo magntico, el que establece la ley de la
mano derecha (verelectromagnetismo). Al estar elinductorhecho de
espiras decable, el campo magntico circula por el centro del
inductor y cierra su camino por su parte exterior.Una caracterstica
interesante de losinductoreses que se oponen a los cambios bruscos
de la corriente que circula por ellas. Esto significa que a la hora
de modificar la corriente que circula por ellos (ejemplo: ser
conectada y desconectada a unafuente de alimentacindecorriente
continua), esta intentar mantener su condicin anterior.Este caso se
da en forma continua, cuando unabobinaesta conectada a una fuente
decorriente alternay causa un desfase entre elvoltajeque se le
aplica y la corriente que circula por ella.
Correlacin con la teora. Metodologa. Los osciloscopios digitales
mejoran la resolucin y la velocidad de los analgicos. Adems
presentan la posibilidad de memorizar eventos de la seal anterior y
posterior al disparo. Como nico inconveniente destaca el menor
ancho de banda, lo cual impide realizar medidas exactas a alta
frecuencia (superiores a la frecuencia superior de corte). La
siguiente figura muestra el aspecto frontal del osciloscopio HM
408. Aparentemente, los osciloscopios digitales son muy parecidos a
los analgicos, salvo por la zona de controles exclusivos del
instrumento digital, y que se suelen situar en la parte inferior
izquierda de la base de tiempos.
En un pequeo rectngulo se identifican los controles e
indicadores propios del funcionamiento en modo almacenamiento.
STOR..- Cuando no est pulsado, el osciloscopio trabaja en modo
analgico (en tiempo real). Cuando est pulsado, pasa al modo de
almacenamiento o digital. Un LED indica el modo elegido. Caso de
estar fuera de los lmites TIME/DIV, el LED parpadea. DOT J (DOT
JOIN).- Une en pantalla mediante lneas los puntos muestreados.
Sirve para mejorar el reconocimiento de la seal, especialmente en
los casos de altas frecuencias. HOLD I y II.- Se emplean para
guardar en memoria las seales correspondientes a los dos canales.
En el modo X-Y ambas funciones producen el mismo efecto. SINGLE.-
Permite pasar al modo de barrido nico. Si un barrido est en
progreso cuando se pulsa este botn, primero se completa el barrido
en curso antes de empezar el siguiente. RESET.- Borra los datos
correspondientes a la captura anterior y realiza una nueva captura,
que se producir segn sea la condicin de disparo establecida. sta es
seleccionable de la misma forma que en un osciloscopio analgico
convencional: nivel, tipo de flanco, etc. PRETRIG..- Se emplea para
visualizar seales que ocurren antes de que se produzca el disparo.
Cada vez que se pulsa avanza un paso del 25% (se aprecia en la
parte superior izquierda del display). En el 0 % esta opcin est
desactivada. Por ejemplo, en la posicin de la base de tiempos 1
ms/div, se visualizar un tramo de seal anterior al disparo que se
calcula mediante: 50% * (10 divisiones) * (1 ms/div) = 5 ms.
4.2.1.- Tiempo de rebote de un rel. El tiempo de cierre de los
contactos de un rel no es cero. El tiempo que tarda el contacto en
cerrarse permanentemente despus de la primera actuacin (rebote) se
denomina tiempo de rebote. El circuito para realizar el test posee
un terminal para introducir la tensin de trabajo del rel (12 V), y
un interruptor para aplicarla o no. Adems posee un terminal para
aplicar una seal cuadrada exterior que ser tratada a conveniencia
del alumno mediante las pulsaciones del interruptor. Si no se
pudiera conseguir suficiente tensin con el generador de funciones,
se aconseja el montaje de un amplificador con un amplificador
operacional. En primer lugar calibramos la sonda HZ51. En la
primera parte de esta sesin de trabajo se trabaja con slo la
alimentacin continua del rel. Se acciona el interruptor y se deja
evolucionar la tensin en el rel hasta que alcanza en valor
estacionario. Este valor pasa por un transitorio de rebotes que se
debe intentar medir congelando la imagen con el osciloscopio
digital. La medida resultante ser el tiempo que media desde la
accin del interruptor hasta el valor estacionario de tensin de
salida (tiempo de rebote del rel). Se realizarn varias medidas de
este tiempo y se obtendr su media aritmtica. El resultado grfico de
introducir la seal cuadrada deber visualizarse e identificar las
zonas de la seal de salida correspondientes a los transitorios del
rel.
Captura de seales moduladas en frecuencia. Por la experiencia
anterior, es conocida la dificultad de capturar este tipo de
seales. Por ello se emplea este osciloscopio para visualizar
situaciones de captura crtica, que elegir el alumno. Una clavija
"T" (PM9067), nos permitir visualizar en el osciloscopio las seales
moduladora y modulada. Al pasar al modo X-Y observaremos las
figuras de Lissajous. En este modo de funcionamiento, podemos
prescindir del nivel de continua de las seales por ello, ambos
canales se ajustan en AC. El resultado debe ser una figura mvil que
posee una zona estrecha. Se recomienda emplear la funcin SINGLE,
con el fin de capturar mltiples figuras y situaciones. En la lnea
del anterior prrafo, se introducirn seales de frecuencias mltiplos
y se calcularn los puntos de corte de las figuras , que como son
mviles, habr que capturar.
Multimetro
Clavija de corriente hasta 10A: en l se conecta la punta de
color rojo, slo para medir corriente hasta 10 A. Esta clavija no la
utilizar nunca.Clavija de V, .Aqu se conecta la punta de color
rojo, cuando quiera medir tensin, resistencia o corriente.Clavija
de masa: en l, se conecta la punta de color negro.
Medicin de Tensin
Para realizar la medicin deber someter al tester a la misma
tensin que quiera medir, entonces el tester debe estar
enparalelocon el elemento (resistencia, pila, etc.).
Pasos para la medicin:
1.Colocar las puntas: la de color negro en la clavija de masa y
la de color rojo en la de tensin (V).2.Seleccionar la zonaDCV
(tensin continua) o ACV (tensin alterna) y la escala con la
perrilla selectora.3.Conectar las puntasen paralelo con el
elemento.En este punto deber tener en cuenta si la tensin a medir
es contnua o alterna.
Si es contina deber conectar la punta de color rojo en el
terminal positivo y la punta de color negro en el negativo, de lo
contrario obtendr unvalor negativo. Este valor negativo indica que
los polos reales (+ y -) son opuestos a la posicin de las
puntas.
Medicin de resistencia y continuidad
Para medir laresistencia(resistores) ocontinuidad(circuito),
deber colocar la llave selectora del tester en la posicin ohms y en
la escala que corresponda. Las puntas del tester se colocan en los
extremos del elemento del cual se desee conocer su valor de
resistencia o en el caso de continuidad, para poder determinar si
la posee o no.
El grafico muestra cmo se procede a medir una resistencia.
Como se ha visto anteriormente, en el toma-corriente
domiciliaria tendr una tensin alterna de 220 V. Uno de los cables
recibe el nombre de "neutro" , ste no tiene tensin y posibilita el
retorno de corriente hacia su proveedor de energa
elctrica.ProtoboardProtoboardes un dispositivo muy utilizado para
probar circuitos electrnicos. Tiene la ventaja de que permite armar
con facilidad un circuito, sin la necesidad de realizar
soldaduras.
El primer diagrama muestra unaprotoboardtpica. Algunos de estos
orificios estn unidos de manera estandarizada que permiten una fcil
conexin de los elementos del circuito que se desea armar.En el
segundo diagrama se pueden ver que hay unas "pistas" conectoras
(Las "pistas" estn ubicadas debajo de la placa blanca). Estas
"pistas" son horizontales en la parte superior e inferior de la
protoboard y son verticales en la parte central de la misma.Nota:
Las "pistas" mencionadas en el tutorial son unas tiras metlicas
flexibles fabricadas de berilio-cobre
Las "pistas" horizontales superior e inferior normalmente se
utilizan para conectar lafuente de alimentaciny tierra, y son
llamados "Buses"Los circuitos integrados se colocan en la parte
central de la protoboard con una hilera de patas en la parte
superior del canal central y la otra hilera en la parte inferior
del mismo. Puede observarse sin problema que las patitas del
circuito integrado se conectan a una pista vertical diferente.Para
realizar conexiones, entre las patitas de los componentes, se
utilizan pequeos cables conectores de diferentes colores.Si se
observa la protoboard con detenimiento se puede ver que los
orificios estn etiquetados con nmeros en forma horizontal
(1,2,3,...) y con letras (A,B,C,D...,J) en forma vertical. Esto es
as para evitar errores en la interconexin de los diferentes
elementos del circuito.
DESARROLLOMaterial de usado:Pinzas de corte y punta. Fuente de
voltaje variable de CA.1 Proto board 1 multmetro 2 Cable
caimn-caima 2 Clave banana-banana2 Cable caimn-banana 1
osciloscopio2 cables COAXIAL RG-58 1 resistencia de 3000 ohms1
resistencia de 20 ohms 1 resistencia de 50 ohms1 capacitor de 10 nf
1 bobina de 1.5 hyPasos:1. Armar los circuitos que se muestran a
continuacin.
Circuito de la resistencia
Circuito del capacitor
Circuito de la bobina
2. Una vez armados los circuitos anteriores se hacen las
conexiones adecuadas tanto con la fuente correspondiente como con
el osciloscopio, as como se muestra en el diagrama. Conexiones de
la resistencia
Conexiones de la bobina
3. El circuito resistivo as como el capacitivo se conectaran a
la fuente de CD y a la de CA, una a la vez, mientras el inductivo
ser conectado solo a la de CA.
4. Se medir el voltaje con la fuente de CA para el voltaje de
cada diagrama.a. Seleccionar el rango adecuado del multmetro
(Voltmetro CA).b. Seleccionar la escala adecuada, en este caso de
acuerdo a los clculos obtenidos es como se seleccionara la escala,
es decir, se seleccionara la siguiente unidad en el multimetro de
la se obtuvo en los
5.- se hacen las mediciones en el osciloscopio
Grafica del de la corriente y voltaje en el osciloscopio
Grafica del capacitor
Grafica de la bobina
ConclusionesComo pudimos notar, nuestros clculos y graficas
coincidieron con los resultados del osciloscopio, resistencia,
bobina y capacitor. Con una incertidumbre despreciables que puede
ser ocasionado por nuestra fuente AC o por la resistencia de los
cables que utilizamos entre otras cosas.
Bibliografa
http://www2.uca.es/grupinvest/instrument_electro/ppjjgdr/Electronics_Instrum/Electronics_Instrum_Files/prac_lab/Prac4.PDFhttp://www.taringa.net/posts/apuntes-y-monografias/13681860/Aprende-a-usar-el-tester---multimetro-Electronica.htmlhttp://www.unicrom.com/tut_protoboard.asp
INSTITUTO POLITCNICO NACIONAL
ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERA MECNICA Y ELCTRICA
INGENIERA EN COMUNICACIONES Y ELECTRNICA
CIRCUITOS DE CA Y CD
PRACTICA1: COMPORTAMIENTO DE ELEMENTOS PASIVOS Y ACTIVOS
JOSE LUIS MOLINA OLIVERA
3CV8
PROFESOR: CHARLES CERVANTES LUIS
25/05/2015