Laboratorio N 01: USO Y MANEJO DEL MULTIMETRO, OSCILOSCOPIO Y
CURVA DE DIODOSSalomn Canchero Retegui, Benji Iglesias Sanchez,
Robert Razo Lopez, William Prudencio Alcantara, Eduardo Cuellar
Amancay
Facultad de Ingeniera Elctrica y Electrnica, Universidad
Nacional de IngenieraLima,
[email protected]@[email protected]@[email protected]
INTRODUCCIN
I. OBJETIVO Aprender los diferentes usos del Osciloscopio, su
modo de operacin e interpretacin. Aprender a usar el multmetro para
las mediciones de voltaje, corriente, etc., con los cuidados
necesarios. Aprender a minimizar los errores en toda la toma de
datos. Conocer el funcionamiento del Diodo y sus curvas en el
circuito. II. TEORA
A. El Osciloscopio Es un instrumento de medicin electrnico para
la representacin grfica de seales elctricas que pueden variar en el
tiempo. Es muy usado en electrnica de seal, frecuentemente junto a
unanalizador de espectroB. El Diodo Es un componente electrnico de
dos terminales que permite la circulacin de la corriente elctrica a
travs de l en un solo sentido. Este trmino generalmente se usa para
referirse al diodo semiconductor, el ms comn en la actualidad;
consta de una pieza de cristal semiconductor conectada a dos
terminales elctricos.C. Multmetro Es un instrumento elctrico
porttil para medir directamente magnitudes elctricas activas como
corrientes y potenciales (tensiones) o pasivas como resistencias,
capacidades y otras. Las medidas pueden realizarse para corriente
continua o alterna y en varios mrgenes de medida cada una. Los hay
analgicos y posteriormente se han introducido los digitales cuya
funcin es la misma (con alguna variante aadida).
III. RESPUESTAS A PREGUNTAS
A. Que mtodo us para determinar el desfasaje, describir el
procedimiento usado.Usamos 2 mtodos en la medicin del desfase1)
Primer mtodo: El mtodo de cursores donde debamos fijar las ondas
senoidales en funcin del tiempo y desplazarlas para que tengan el
mismo voltaje y luego medir el desfase con los cursores
2) Segundo mtodo: El mtodo de la elipse en la figura de
Lissajous donde solo debamos medir el cruce con el eje y donde X=0
y la distancia Y0 a la tangente horizontal de la elipse, luego de
esto tomamos el arctg de la razn de estos dos valores y obtenamos
asi el desfase.
B. Cul fue la parte mas dificultosa al obtener la curva del
diodo?, que precauciones tomo para proteger al diodo?Despus de
armar el circuito debidamente teniendo en cuenta el esquema y poner
los diodos en la direccin correcta, la parte ms dificultosa fue
obtener las curvas correctas del diodo ya que la primera vez que lo
hicimos nos sali con demasiado ruido y no se notaban bien las
curvas. Luego de ajustar mejor los circuitos si visualizamos dos
ondas una cortada hacia arriba y otra cortada hacia abajo, luego
cuando hicimos x/y nos sali una curva cortada hacia abajo la
precaucin principal fue ver el datasheet y no sobrepasar el voltaje
mximo inverso y tambin conectar estos con resistencia ya que debido
a la baja impedancia que representa el diodo en polarizacin directa
est conectada directamente a la fuente ocasionara corrientes muy
grandes que pueden hacer superar la potencia mxima del diodo, por
eso es mejor siempre poner resistencias que controlen esta
corriente en polarizacin directa
C. Que funcion cumple la resistencia R en el tercer circuito?En
la simulacin podemos observar que al aumentar la resistencia R la
curva del diodo se hace ms pequea pero cuando disminuimos la
resistencia a cero la cada del diodo se vuelve infinito adems
analizando en funcin del tiempo cuando la resistencia R aumenta la
amplitud de la seal en la vertical disminuye pero no se altera la
amplitud de la seal en la horizontal, de la misma manera si se
disminuye la resistencia R la amplitud de la seal en la vertical
aumenta indefinidamente pero no se altera la amplitud de la seal en
la horizontal, entonces podemos observar que la resistencia R tiene
la funcin de regular la seal que debe entrar al sistema por el eje
y pues cuando no hay resistencia se puede observar que los grficos
se van al infinito.
Fig. 1 Circuito para el diodo Fig.2 Seal influenciada
Fig. 3 Lneas al infinito
D. Elaborar la tabla de los pasos c y d y comparar con lo
obtenido por simulacion.
1) Primera parte: Elaboracin del paso c de los procedimiento de
la gua y comparacin de lo experimental con la simulacin. Voltaje
amplitud : 5V Frecuencia: 60Hz
1.1. Resistencia de 8k:SIMULACION: Desfasaje: 403 Hz a=2+1.3/5
b=2+4/5
Fig. 4 Circuito para r=8k
Fig.5 Seales para r=8k
EXPERIENCIA:
Fig. 6 Seal de experiencia de r=8k
1.2. RESISTENCIA DE 20K:SIMULACION: DESFASAJE: 724 HZ A= 1
B=2+1/5
Fig.7 circuito para r=20k
Fig.8 Seales para r=20k
EXPERIENCIA:
Fig. 9 Seal de experiencia de r=20k
1.3. RESISTENCIA DE 33K:SIMULACION DESFASAJE: 1.11K HZ A=3/5
B=2+1.5/5
Fig. 10 Circuito para r=33k
Fig. 11 Seales para r=33k
EXPERIENCIA:
Fig. 12 Seal de experiencia de r=33k
1.4. RESISTENCIA 50KSIMULACION: DESFASAJE: 1.72K HZ A=2.5/5
B=2+2/5
Fig. 13 Circuito para r=50k
Fig. 14 Seales para r=50k
EXPERIENCIA:
Fig. 14 Seal de experiencia de r=50k
2) Segunda parte: Elaboracin del paso d de los procedimiento de
la gua y comparacin de lo experimental con la simulacin.Las
experiencias para esta pregunta no fueron elaboradas, debido a
problemas tcnicos que hay en el laboratorio, especficamente en el
lugar donde se realiz la experiencia en la mesa de trabajo. Para
mas detalle sobre este problema se podr fijar en observaciones y
conclusiones.Para compensar con esta esta pregunta lo que se hizo
fue hacer lo mismo del circuito de la figura 1 de la gua, pero
cambiando el voltaje de amplitud y la frecuencia, para los
siguientes valores. Voltaje pico-pico = 20V Frecuencia = 1KHz C=
0.01uF2.1. RESISTENCIA DE 10K:SIMULACION: DESFASAJE: 5.98K HZ
A=4.5/5 B=1+0.4/5
Fig. 15 Circuito 2 para r=10k
Fig. 16 Seales para r=10k
EXPERIENCIA:
Fig. 17 Seal de experiencia 2 de r=10k
2.2. RESISTENCIA DE 33K:SIMULACION: DESFASAJE: 15.6K HZ A= 1.8/5
B=4.6/5
Fig. 18 Circuito 2 para r=33k
Fig. 19 Seales 2 de r=33k
EXPERIENCIA:
Fig. 20 Seales de experiencia 2 de r=33k
TABLA 1COMPARACION DE SEALES DE PRIMERA PARTESIMULADOR
EXPERIENCIA
TABLA 2COMPARACION DE SEALES DE SEGUNDA PARTESIMULADOR
EXPERIENCIA
IV. HOJA DE DATOS
V. EQUIPOS Y MATERIALESLos materiales a utilizar en el
laboratorio son: Osciloscopio y dos puntas de prueba 1 multmetro 1
generador de ondas 1 panel de conexin c/transformador 220: 12 Vac
Diodos: 1N4004, 4148; LED; ZENER (12 V, 4.8 V/2W) Capacitores:
0.22Uf, 0.01Uf Resistencias: 2 resistencias de 100ohm; 1k, 5k, 5k,
8k, 10k, 12k, 15k, 20k, 30k, 50k ohm./1W 01 Dcada de
resistencias
VI. PROCEDIMIENTO
Primero procedemos a calibrar los 2 canales de entrada del
osciloscopio con respecto a la punta de prueba con atenuacin x10.
Fig. 21 Calibracin del osciloscopio a 5.2V Armamos el primer
circuito
Fig. 22 Primer circuito armado en protoboard
Observamos que nuestro tomacorriente produce demasiado ruido y
nuestra seal sala distorsionada Debido a que el tomacorriente de
nuestra mesa de trabajo produca mucho ruido y nos impeda realizar
buenos clculos procedimos a usar un generador de ondas con una
amplitud de 5v a 60Hz.
Fig. 23 Generador de onda senoidal Vpp= 10v y 60hz
Trabajando con el generador de ondas procedimos a tomar los
respectivos datos (desfasajes) cambiando la resistencia. En nuestro
caso debido a que solo contbamos con un solo generador de ondas NO
PUDIMOS REALZAR EL SEGUNDO CIRCUITO, pues para este necesitbamos
usar el transformador del panel de conexin pero como el
tomacorriente de nuestra mesa votaba mucho ruido no nos permita
usar eficientemente el transformador por eso fuimos obligados a no
realizar el segundo esquema pues no contbamos con 2 seales de
entradas porque solo tenamos 1 generador de onda.
Fig. 23 Materiales del laboratorio
Para compensar la parte 2 procedimos a tomar datos del primer
circuito, pero con una amplitud de 10V y una frecuencia de
1KHz.
Fig. 24 generador de onda senoidal de Vpp=20v y 1KHz
Por ltimo procedimos el armado del tercer circuito.
Fig. 25 Tercer circuito
Observamos la curva del diodo y el desfaje en funcin de XY y
tomamos los datos correspondientes del desplazamiento en el eje
horizontal
Fig. 26 Seales del tercer circuito
Fig. 27 Seal del diodo en el osciloscopio
VII. OBSERVACIONES La primera semana logramos cumplir con todos
los pasos del procedimiento de la experiencia sin ningn retraso,
pero al ser una primera semana dedicada solo al manejo de
instrumentos no tomamos datos.
Aprendimos mucho sobre el uso del osciloscopio, el uso de sus
canales de su forma X/Y donde visualizamos la superposicin de ondas
aprendimos a usar los cursores para medir el desfasaje.
Para la segunda semana de la experiencia tuvimos problemas con
los dispositivos, al final pareca que era la mesa de conexin que
generaba mucho ruido al conectarlo al tablero, tuvimos que
prescindir del transformador y usar un generador de voltaje para
las primeras experiencias, usamos 5v de amplitud.
No pudimos realizar la experiencia donde se cambia la referencia
a tierra del transformador, pues nuestro grupo no uso el
transformador por la falla de la mesa de conexin, y no podamos
variar la referencia con el generador de ondas.
Para la ltima parte la grfica del diodo lo conseguimos tambin
con el generador de ondas a 10v de amplitud.
Hicimos la toma de datos y calculamos lo que el procedimiento
exiga normalmente
VIII. CONCLUSIONESDestacamos que la experiencia en el
laboratorio ayudo a poder familiarizarnos con los dispositivos
empleados como el funcionamiento y el uso correcto de los equipos
del laboratorio como el osciloscopio de seales electrnicas, para
realizar mediciones de funciones de voltaje de variacin temporal y
tambin las curvas x/y como tambin la correcta calibracin del
osciloscopio que produce ondas cuadradas con voltaje pico a pico de
5.2v ,que sern conectadas con las sondas para la calibracin del
osciloscopio y una respectiva atenuacin que puede ser x1 y x10y.
Tambin el uso del multmetro importante para cualquier medicin
inmediata que se quiera realizar con esto seremos capaces de medir
corrientes, voltaje en ac o dc segn sea el caso y tambin
resistencia y en algunos casos capacitancia y tambin para saber si
hay continuidad en las circuitos para saber si estn en corto
circuito o no, sto es muy importante ya que debido a los cables
deteriorados empleados o simplemente mal conectados nos puede traer
problemas a la hora de conectar los instrumentos de medida. Otro
punto importante realizamos el correcto uso del generador de ondas
que nos genera ondas cuadradas, sinusoidales, triangulares y a
cambiar los modos de trabajo y poder encontrar la correcta amplitud
y frecuencia a la que se accede mediante los modos Debido a los
problemas que se presentaron con la mesa de trabajo especficamente
con el tablero de tomas de corriente ya que al descartar el posible
fallo de las sondas cambiando estas y tambin del osciloscopio
debido a que se presuma de un error en el canal 2 este termin
descartndose debido a que al intercambiar los canales de canal 1 al
canal 2 este ruido en la seal se presentaba nuevamente en el canal
1 as que concluimos que el ruido era ocasionado por el tablero de
tomas de corriente, pero esto lo comprobamos conectando el
generador al canal 1 y 2 y en estos se puedo apreciar que no se
notaba ruido alguno y que el periodo y la amplitud era de acuerdo
con lo programado en el generador as tuvimos que usar el generador
en vez del transformador ya que el generador quita todo el ruido y
tenemos una onda limpio y as nuestros clculos sern ms
exactos.Apreciamos el estudio de las caractersticas del diodo para
saber interpretar las curvas que se nos presentara los aparatos de
media antes mencionados y as contrastar con la teora de los diodos
expuesta en el anterior curso de dispositivos electrnicos y ver los
errores y sus causas para realizar un experimento ms exacto
posible.