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5/14/2018 Reporte Uno de Fis4 - slidepdf.com
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FISICA IV 1
RESUMEN
El presente trabajo se realizado después de efectuar el primer laboratorio
de facet, el cual tenía como objetivo principal: El presentar una base introductoria
hacia las características de cada componente y del equipo de laboratorio facet,
así como el correcto uso de estos. Durante el desarrollo del laboratorio, se
identificaron los componentes del equipo que se utilizaría, luego se utilizo el
instrumento virtual para efectuar algunas mediciones indicadas en la guía, con el
fin de aprender su uso, ya que estos instrumentos se utilizaran a lo largo de los
laboratorios siguientes. También se identificaron las herramientas de software que
complementan el instrumental y muestran la información de las medidas
obtenidas. El instrumento virtual, nos permitió conocer, aprender y medir, en
tiempo real señales eléctricas, generadas por los equipos tangibles previamente
adecuados. Uno de los principales funciones utilizadas a través del instrumento
virtual, fue el osciloscopio; en el cual, se modifico la sensibilidad para una medida
de corriente directa y la frecuencia de muestreo; de manera que los diversos
componentes nos permitieron demostrar en forma grafica y analítica, los
resultados en las tablas correspondientes. Además, en esta práctica, se
adquirieron nuevos conceptos como: El voltaje pico, el periodo de señal y la
frecuencia de una corriente alterna. Con el tablero de circuitos, se construyo un
circuito, con un conector de dos postes, midiendo así, los voltajes en cada
resistencia.
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FISICA IV 2
INTRODUCCION TEORICA
Los laboratorios que se llevan a cado dentro del FACET, consisten en prácticas
asistidas por computadora; dentro del cual el estudiante debe de probar sus
habilidades y poner en práctica los conocimientos de un sistema o software que
maneja dichos instrumentos.
Las herramientas utilizadas en esta práctica son:
El modulo Base:
El instrumento Virtual, el cual provee las siguientes herramientas
Osciloscopio
Multitester o tester
Generador de funciones
Analizador de espectro
El Instrumento Virtual
Es una Herramienta potente, utilizada para realizar mediciones en tiempo real de
señales eléctricas; sean estas generadas por un tablero o por el mismo
instrumento. Este consiste en hardware y software que trabajan en conjunto para
proveer la información requerida; El instrumento virtual junto con el software
provee las siguientes herramientas necesarias para realizar las prácticas de
laboratorio.
a. Osciloscopio:
Es un Instrumento electrónico usado para obtener la representación grafica de
señales eléctricas; al igual que su amplitud y periodo de corriente alterna. Este
muestra en pantalla la forma de onda y valores de las señales de onda, en forma
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FISICA IV 3
de coordenadas; normalmente el eje x , representa el tiempo y el eje y , representa
la tensión de la corriente que se esté midiendo,
Los osciloscopios pueden ser clasificados como “análogos” y “digitales”.
Las características del Osciloscopio Análogo son:
Las señales deben de ser periódicas.
Las señales muy rápidas, reducen el brillo debido a que la taza de
refresco disminuye.
Las señales lentas no forman una traza.
Las características del Osciloscopio Digital son:
Medida automática de valores pico a pico, máximos y mínimos de
señal.
Medidas de flancos de la señal y otros intervalos.
Captura de transitorios.
Calculo avanzado de la FFT (Transformada de Fourier Discreta,
tratamiento de señales y filtrado digital), para calcular el espectro de
la señal.
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FISICA IV 4
b. Multitester o Tester:
Este instrumento es también denominado Polímetro, y es un instrumento de
medida, que ofrece la posibilidad de medir distintas magnitudes en el mismo
aparato. Además nos es capaz de medir desde resistencias, voltajes e inclusive
corriente alterna o directa.
c. Generador de Funciones:
Es un Instrumento virtual, capaz de crear señales o funciones variables, ya sea
para probar la funcionalidad de un circuito, o de igual manera calibrarlos.
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FISICA IV 5
Este instrumento es capaz de generar 4 tipos de señales:
1. Onda Senoidal (Sinusoidal)
2. Onda Cuadrada
3. Onda Triangular
4. Onda CC.
d. Analizador de Espectro:
Es un equipo de medición electrónica que permite visualizar en pantalla las
componentes espectrales de las señales presentes en la entrada, pudiendo ser
esta de cualquier tipo de ondas eléctricas, acústicas u ópticas.
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FISICA IV 6
EQUIPO Y MATERIAL UTILIZADO.
Los instrumentos utilizados fueron:
Multitester o multímetro.
Osciloscopio.
Generador de Funciones.
Analizador de Espectro.
Base y modulo de “Fundamentos de cc”
Puntas de osciloscopio
Conectores de banana
Conectores de doble poste
Vista general de la mesa de laboratorio, en esta se puede apreciar el equipo
utilizado en la práctica de laboratorio.
IIInnnssstttrrruuummmeeennntttooo
VVViiirrrtttuuuaaalll...
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ooo BBBaaassseee CCCaaa j j jaaa dddeee eeellleeemmmeeennntttooosss
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FISICA IV 7
PROCEDIMIENTO Y ESQUEMAS
EJERCICIO 1
1. Ajuste el generador de señales para una onda sinusoidal.
2. Conecte la punta del osciloscopio al canal 1 de su instrumento virtual y
seleccione señal alterna.
3. Interconecte los terminales del generador con la punta del osciloscopio (rojo
con la punta del osciloscopio y negro con el lagarto de la punta). Deberá observar
una señal de este tipo.
4. Varíe la frecuencia y la amplitud con el generador. Llene la Tabla 1.
5. Cambie en el generador a una señal triangular y a una señal cuadrada. Dibuje
las ondas obtenidas:
EJERCICIO 2
1. Se localizó en el tablero de Fundamentos de CC el circuito de prueba
correspondiente a circuitos en serie.
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FISICA IV 8
2. Se llamó al instrumento virtual y se seleccionó en él medidor de voltaje de
CC
3. Se midió con el instrumento virtual el voltaje de la fuente.
4. Se cerró con un conector de dos postes los puntos de prueba y se midieron
los voltajes en cada resistencia. Se colocaron los valores en la Tabla 2.
5. Se seleccionó el amperímetro en el instrumento virtual y se quitó el
conector de dos postes. Luego se midió la corriente del circuito, y se
completó la Tabla 2.
6. Se dejaron abiertos los puntos de prueba y se seleccionó en el
instrumento virtual el óhmetro. Y se midieron las tres resistencias y los
valores se colocaron en la Tabla 2
VF VR1 VR2 VR3 I R1 R2 R3
14.8 5.26 6.23 3.28 385 0.38 0.44 0.23
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FISICA IV 9
DATOS OBTENIDOS.
Tabla 1.
TABLA 2.
VF VR1 VR2 VR3 I R1 R2 R3
14.8 5.26 6.23 3.28 385 0.38 0.44 0.23
CALCULOS REALIZADOS.
GRAFICAS: Tipos de Ondas obtenidas con el osciloscopio en la práctica.
Onda Sinusoidal.
MEDICION Vp V p-p T (Periodo) F(Frecuencia)
Calculada de
T
F(Frecuencia)
Generador
1 0.219 0.438 1.0040x 10-6 9.96x10-4 hz 1000 hz
2 0.0202 0.414 100x 10-6 1000hz 10.000 khz
3 0.325 0.662 1.4800x103 6.76x10-4 hz 680.75 hz
4 0.0127 0.0250 1.28X10-6 7.8x103 hz 7.590 khz
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FISICA IV 10
Onda Cuadrada Onda Triangular
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FISICA IV 11
CUESTIONARIO.
1. Si Usted carga un cepillo de bolsillo, al frotarlo con una tela de seda;
¿cómo puede determinar si el cepillo se carga en forma positiva o
negativa?
El cepillo se carga positivamente en base a: si frotamos dos objetos diferentes o
seme-iguales los electrones de uno pasan al otro. Entonces uno de los dos pierde
electrones y queda cargado positivamente. El otro cuerpo gana electrones y
queda cargado negativamente.
2. ¿la fuerza eléctrica es una fuerza conservativa? Indique porque si o
porque no.
En física, un campo de fuerzas es conservativo si el trabajo realizado para
desplazar una partícula entre dos puntos es independiente de la trayectoria
seguida entre tales puntos. El nombre conservativo se debe a que para un campo
de fuerzas de ese tipo existe una forma especialmente simple de la ley de
conservación de la energía.
3. Una barra de plástico cargada que se coloca cerca de un objeto de
metal descargado puede atraer (o repeler) electrones. Existe una gran
cantidad de electrones en el metal aunque solamente algunos de ellos
son atraídos por la barra de plástico. ¿ por qué no se mueven todos?
4. La forma de la ley de coulomb es muy similar a la ley de gravitación
universal de Newton. ¿Cuáles son las diferencias entre ambas leyes?.
Compare además la masa gravitacional y la carga eléctrica.
La ley de gravitación universal es para masas, la de Coulomb es para
cargas eléctricas.
Las masa solo pueden tener signo positivo, mientras que las cargas
pueden ser positivas o negativas.
Por lo anterior, para la ley de gravitación tenemos solo fuerzas atractivas;
para la de Coulomb encontramos atractivas y repulsivas.
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FISICA IV 12
La magnitud de la constante gravitacional, G, es muy pequeña en
comparación con la constante k, lo que indica que la fuerza eléctrica es
más intensa q la gravitacional.
5. El agua es conductora, pero la nieve (seca) es aislante. ¿por qué?
El agua no es conductora Para que el agua sea conductora debe tener iones
dispersos, Es decir ya no es solo agua, es una solución. Las soluciones acuosas
(donde el solvente es agua) en las cuales los iones dispersos se comportan como
conductores de electricidad se conocen como ELECTROLITOS; Si el agua por sí
sola no es conductora de electricidad, pero si le añadimos una sal como NaCl si
podrá conducir la electricidad. Ahora, la nieve seca es un es un polímero
termoplástico que se obtiene de la polimerización del estireno. Al ser un plástico,
es un aislante. Su acomodo molecular lo permite.
6. Escriba la ecuación matemática que representa la señal de AC.
Una señal sinusoidal, a(t), tensión, v(t), o corriente, i(t), se puede expresar
matemáticamente según sus parámetros característicos (Ver Figura), como una
función del tiempo por medio de la siguiente ecuación:
( ) ( )
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FISICA IV 13
7. ¿Es igual el valor de frecuencia medido con el osciloscopio que el
mostrado en el generador de funciones? Calcule el porcentaje de
error de cada una de las mediciones realizadas.
No, porque la exactitud de los valores, depende de que tan precisos seamos en
ajustar las líneas cursoras, que son las que nos van delimitar la medición a
realizar en cuanto el generador muestra las medidas exactas.
% error = Ve – Vr / Vr * 100
Medición 1.
9.96 E-4 - 1000 = 99%
1000
Medición 2.
1312.33 - 1318 = 0.43%
1318
Medición 3.
6.76E-4-680.750 = 99%
680.750
Medición 4.
1436.78 – 1452.18 = 1.06%
1452.18
8. Explique que sucedería en su circuito si no colocara el conector de
dos postes en los puntos de prueba e intentara medir los voltajes en
cada resistencia. (paso 4 ejercicio 2)
No obtendríamos valores de voltaje ya que el circuito no estaría alimentado por la
fuente de Voltaje, en este caso solo podríamos medir los valores de la resistencia
que se vea involucrada en la prueba.
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FISICA IV 14
9. ¿Necesita colocar el conector de dos postes en los puntos de prueba
para medir el voltaje de la fuente? Explique.
No es necesario porque podemos medir el voltaje generado por la fuente,
colocando las puntas de medición en cada polo de la fuente, en este caso el
Multimetro actuaria como circuito para obtener un valor de voltaje, y el circuito en
el tablero permanecería abierto es decir sin alimentación de voltaje.
10. Explicar por qué debe ser muy pequeña la resistencia de un
amperímetro, en tanto que la de un voltímetro debe ser grande.
Los amperímetros tienen una resistencia interna muy pequeña, por debajo
de 1 ohm, con la finalidad de que su presencia no disminuya la corriente a
medir cuando se conecta a un circuito eléctrico.
La resistencia del voltímetro debe ser grande ya que el voltímetro ha de
colocarse en paralelo, esto es, en derivación sobre los puntos entre los que
tratamos de efectuar la medida. Esto nos lleva a que el voltímetro debe
poseer una resistencia lo más alta posible, a fin de que no produzca un
consumo apreciable, lo que daría lugar a una medida errónea de la tensión.
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FISICA IV 15
CONCLUSIONES
Principalmente se cumplió el objetivo de conocer, relacionarnos y entender
los principales instrumentos del laboratorio FACET, además esto es
importante para el buen desarrollo de los próximos laboratorios.
Se pudo ver el funcionamiento de los instrumentos virtuales, estos fueron el
osciloscopio, el Multímetro o Tester, el Generador de Funciones y los
instrumentos tangibles tales como el Tablero base y el Control de Fuentes.
Se aprecio gráficamente las formas que las diferentes ondas generan en el
osciloscopio, esta son: senoidal, cuadrada, triangulares.
Se determinaron, periodos, señal alterna y las magnitudes de esta, tales
como Voltaje pico, El Periodo de la señal y La Frecuencia, los tipos de
corriente AC, DC, además de las variaciones con el tiempo.
Se pudo apreciar el funcionamiento de los diferentes instrumentos del
laboratorio FACET, se definió cada uno de ellos para poder hacer un
correcto uso de estos.
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FISICA IV 16
BIBLIOGRAFIA.
http://es.wikipedia.org/wiki/Ley_de_Ohm
http://es.wikipedia.org/wiki/Resistencia_el%C3%A9ctrica
http://es.wikipedia.org/wiki/Tensi%C3%B3n_(electricidad)
http://es.wikipedia.org/wiki/Voltio
Manual de laboratorio.
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