EXPERIMENTACIÓN FÍSICA II - UNIVERSIDAD DEL VALLE EL OSCILOSCOPIO Juan Camilo Solórzano Arango 1 (1329330), Adriana Ramírez Quintero 2 (1225451). Juan David Patiño Patiño 3 (0932180).
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[email protected] 2,
[email protected] 25 de Septiembre de 2013
RESUMEN: El desarrollo de esta práctica tiene como objetivo entender el funcionamiento básico Osciloscopio, así como el aprendizaje de su manejo y las aplicaciones que tiene como medidor de tiempo y de voltaje. La primera parte del experimento nos permitió conocer el funcionamiento del osciloscopio, ajustando primero los controles respectivos en el panel de control del instrumento. Posteriormente se realizó la toma de datos del tiempo y voltaje correspondiente a la guía Mediante el desarrollo de este laboratorio se pretendía adquirir la destreza de medir los tiempos y voltajes con el osciloscopio y practicar las técnicas para el análisis de datos y transformaciones de variables y regresión. Mediante la lectura de las escalas pudimos interpretar el barrido horizontal de la señal, comprender el barrido vertical de la misma y manipular las señales mostradas por el osciloscopio. Este instrumento nos permite entre otras cosas: determinar directamente el periodo y el voltaje de una señal, determinar directamente el ángulo de desfase entre dos señales y determinar indirectamente la frecuencia de una señal; se tiene en cuenta que éste está diseñado con diferentes placas que permiten la atracción de electrones hacia la pantalla del mismo generando una luminiscencia cuando chocan sobre ella, lo que permite observar la dirección de dichos electrones teniendo en cuenta su polaridad y voltaje, se tienen entonces cátodos y ánodos en el osciloscopio que permiten ver una señal estable en la pantalla, estas señales se pueden enfocar, ampliar, cambiar de posición, según sean manejadas por voltaje o por barrido pueden ser verticales o horizontales y con diferentes tipos e onda, en este experimento podemos realizar análisis de frecuencia, periodo y voltaje según el caso, teniendo en cuenta las divisiones ocupadas en la pantalla y la posición de barrido, y de este modo realizar los cálculos necesarios y los efectos causados en cada uno de los casos.
EXPERIMENTACIÓN FÍSICA II - UNIVERSIDAD DEL VALLE RESULTADOS: Para la primera parte del experimento, se asignaron diferentes frecuencias por el generador y los periodos de éstas para analizar, para cada una entonces se halló un periodo de la señal, un tiempo de barrido, una base de tiempo y si se determina si los periodos se podían ver en el osciloscopio. Tabla 1.Señal sinusoidal.
En ésta tabla se registra un periodo (T) el cual se calculó dividiendo 1 entre la frecuencia, es importante mencionar que se multiplico por 1000, para tener el periodo en unidades de milisegundos, de lo contrario, hubiese estado en unidades de microsegundos; el número de períodos era asignado arbitrariamente por los estudiantes, el tiempo de barrido es resultado de multiplicar el número de periodos por el periodo de la señal, la base de tiempo resulta de la división del tiempo de barridos entre 10, donde el número 10 corresponde a las divisiones manejadas en esta parte de la práctica. Para la segunda parte del experimento, se trabajó con una frecuencia del generador de 2000 Hz, y la escala de base de tiempo fue 500 (us).Se observó una gráfica en el osciloscopio, de la cual se tomaron los siguientes datos registrados en la tabla.
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Tabla 2.Ajuste señal sinusoidal.
Gráfica tiempo vs Voltaje, representación datos experimentales.
Para calcular el valor de fi, se utilizó la fórmula:
donde: v(t) es el voltaje en un tiempo t, y Vo es la amplitud, la cual fue de 1.2 Voltios.
Nota: Este valor es calculado en radianes.
EXPERIMENTACIÓN FÍSICA II - UNIVERSIDAD DEL VALLE ANÁLISIS: En la primera parte del experimento, se varió la frecuencia del generador en Hz, para obtener entre otros cálculos de datos, información acerca de si el número de periodos teóricamente calculados de la frecuencia inducida por el generador de señales ), se lograba visualizar en su totalidad en la pantalla del TRC; en algunos casos se logró en otros no; sin embargo fue notorio que el evento dependía de las escalas disponibles en el osciloscopio. En la segunda parte se determinó que al ajustar la amplitud de la señal sinusoidal, a pesar de ser el osciloscopio un instrumento de precisión hizo necesario un ajuste a sus datos, consecuencia de los errores experimentales que puedan tener los observadores de la práctica al ver el resultado en la pantalla de TRC.
CONCLUSIONES:
El osciloscopio es un instrumento acertado como medidor de tiempos y voltajes porque su dispositivo catódico y sincronizador de señales permite calcular tiempos y tensiones con pequeños porcentajes de error, el problema que se observa es para medir tensiones lo hace a escala muy pequeña cuando se desea conocer la frecuencia de barrido horizontal de la onda emitida por el generador de señales. Se observó el comportamiento de la corriente alterna, como una corriente que cambia constantemente de signo. El manejo del osciloscopio requiere de mucho cuidado en la toma de escalas y divisiones de la pantalla para obtener resultados óptimos. El osciloscopio es una herramienta muy útil que si se sabe utilizar adecuadamente, proporciona información exacta acerca del comportamiento de un haz de electrones que se observa en la pantalla de este, el cual, además de dar una imagen en forma de picos, semicuadrados o sinusoidales; también determinar el tiempo y el voltaje que se ubican en el eje X y Y, respectivamente.
BIBLIOGRAFIA: Física Tomo II, R. A. Serway, cap. 28, 3ra edición. Editorial Mc. Graw Hill. Guías de experimentación Física II. Manejo Básico del Osciloscopio. Universidad del Valle.
