Informe-N2-MEDIDAS-2015-1

8/17/2019 Informe-N2-MEDIDAS-2015-1

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Laboratorio de Medidas EléctricasInformeNº2

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍAFACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA

“Año de la Diversificación rod!c"iva # del For"aleci$ien"o de la Ed!cación%

INFORME: “MEDIDA DE FRECUENCIAS”

rofesor& G!adal!'e Goñas( Ed)ard

C!rso& Medidas El*c"ricas

Códi)o& ML+,+

-ección& “A%Fec.a de en"re)a& l!nes( /0 de a1ril de /2,3

/2,34I


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INDÍCE

INTR5DUCCI6N +

578ETI95- +

MARC5 TE6RIC5 :

E;UI5 IN-TRUMENTAL <

R5CEDIMIENT5 E=ERIMENTAL 0

DAT5- 57TENID5- >

CUE-TI5NARI5 ,2

C5NCLU-I5NE- ? 57-ER9ACI5NE- ,+


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INTRODUCCIÓN

El 'resen"e infor$e descri1e los o1@e"ivos( el desarrollo # 'rocedi$ien"o de có$o de"er$inar lafrec!encia en !n circ!i"o el*c"rico de $anera e'eri$en"alB

ara la ela1oración de es"e infor$e se va a !"iliar !na serie de ele$en"os el*c"ricos !e sedescri1en en los e!i'os # $a"eriales( as co$o en el 'rocedi$ien"o se descri1e 'aso a 'aso las 'a!"as 'ara el desarrollo de la e'erienciaB

-e 'resen"a "a$1i*n !n c!es"ionario en el !e se analia el f!nciona$ien"o del '!en"e !"iliado(se 'resen"an )rficas co$'ara"ivas en donde se ve la variación de la resis"encia con loscondensadores( ade$s de co$en"ar al final del infor$e so1re la diferencia de error en"re lafrec!encia !"iliada # la calc!lada e'eri$en"al$en"eB

o# en da 'ara de"er$inar el valor de la frec!encia se !"ilia !n ins"r!$en"o de $edidalla$ado frec!enc$e"ro( !e nos 'er$i"e $edir la frec!encia de !na $anera r'ida # eac"a( sine$1ar)o( es necesario conocer có$o es 'osi1le .allar la frec!encia de $anera e'eri$en"al 'ara 'oder con"ras"ar el valor con lo !e indica el frec!enc$e"ro # de es"a for$a verificar !eel e!i'o de $edida se enc!en"re en 1!en es"adoB

EXPERIENCIA Nº2


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MEDIDAS DE FRECUENCIA

I. OBJETIVOS

• De"er$inar en for$a e'eri$en"al la frec!encia de !na f!en"e de "ensión al"ernasin!soidalB

• Conocer el f!nciona$ien"o del circ!i"o !"iliadoB

• De"er$inar la variación en"re la frec!encia !"iliada # la calc!ladae'eri$en"al$en"eB

II. MARCO TEÓRICO

FRECUENCIA

La frec!encia es !na $a)ni"!d !e $ide el nH$ero de re'e"iciones 'or !nidad de"ie$'o de c!al!ier fenó$eno o seceso oc!rridoB

ara calc!lar la frec!encia de !n s!ceso( se con"a1ilian !n nH$ero de oc!rrencias dees"e "eniendo en c!en"a !n in"ervalo "e$'oral( l!e)o es"as re'e"iciones se dividen 'or el"ie$'o "ransc!rridoB -e)Hn el -is"e$a In"ernacional -IJ( la frec!encia se $ide en er"

J( en .onor a einric. R!dolf er"B

Un er" es la frec!encia de !n s!ceso o fenó$eno re'e"ido !na ve 'or se)!ndoB As(!n fenó$eno con !na frec!encia de dos er" se re'i"e dos veces 'or se)!ndoB Es"a!nidad se lla$ó ori)inaria$en"e Kciclo 'or se)!ndo c'sJ # aHn se si)!e !"iliandoB

Un $*"odo al"erna"ivo 'ara calc!lar la frec!encia es $edir el "ie$'o en"re dosre'e"iciones 'eriodoJ # l!e)o calc!lar la frec!encia fJ de es"a $anera&

T& 'eriodo de la señal

PUENTE DE WIEN


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El '!en"e de ien es !n "i'o de circ!i"o de '!en"e !e f!e desarrollado 'or Ma ienen ,>,B

El '!en"e cons"a de c!a"ro resis"encias # dos condensadores es"a1lecidos de la si)!ien"e$anera&

Fi)!ra ,B Circ!i"o !en"e ien

Los circ!i"os de '!en"e eran !na for$a co$Hn de $edir valores de los co$'onen"es$edian"e la co$'aración con los valores conocidosB A $en!do !n co$'onen"edesconocido se '!so en la ra$a de !n '!en"e( a con"in!ación( el '!en"e se an!ló$edian"e el a@!s"e de las o"ras ra$as ca$1iando la frec!encia de la f!en"e de vol"a@eBTene$os co$o e@e$'lo( el '!en"e de .ea"s"oneB

El '!en"e de ien es !no de los $!c.os '!en"es en co$Hn( se !"ilia 'ara la $ediciónde la ca'aci"ancia en "*r$inos de la resis"encia # frec!enciaB Es "a$1i*n !"iliado 'ara$edir las frec!encias de a!dioB

El '!en"e de ien no re!iere valores i)!ales de R o C a cier"a frec!encia( la reac"anciade la ra$a R/4C/ ser !n $Hl"i'lo eac"o de la derivación de la ra$a R4CB -i los dosvalores de R+ # R: se a@!s"an a la $is$a 'ro'orción( a con"in!ación( el '!en"e es"e!ili1radoB

El '!en"e es" en e!ili1rio c!ando&

FRECUENCIOMETRO

Un frec!enc$e"ro es !n ins"r!$en"o !e sirve 'ara $edir la frec!encia( con"ando elnH$ero de re'e"iciones de !na onda en la $is$a 'osición en !n in"ervalo de "ie$'o$edian"e el !so de !n con"ador !e ac!$!la el nH$ero de 'eriodosB Dado !e lafrec!encia se define co$o el nH$ero de even"os de !na clase 'ar"ic!lar oc!rridos en !n 'erodo( s! $edida es )eneral$en"e sencillaB

-e)Hn el sis"e$a in"ernacional el res!l"ado se $ide en er"ios JB El valor con"adose indica en !n dis'la# # el con"ador se 'one a cero( 'ara co$enar a ac!$!lar elsi)!ien"e 'eriodo de $!es"raB

La $a#ora de los con"adores de frec!encia f!nciona si$'le$en"e $edian"e el !so de!n con"ador !e ac!$!la el nH$ero de even"osB Des'!*s de !n 'eriodo 'rede"er$inado


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'or e@e$'lo( , se)!ndoJ el valor con"ado es "ransferido a !n dis'la# n!$*rico # elcon"ador es '!es"o a cero( co$enando a ac!$!lar el si)!ien"e 'eriodo de $!es"raB

El 'eriodo de $!es"reo se deno$ina 1ase de "ie$'o # de1e ser cali1rado con $!c.a 'recisiónB

Fi)!ra /B Frec!enc$e"ro

III. EQUIPO INSTRUMENTAL

,B Generador de a!dioB/B Un 'anel de '!en"e ien

+B Un $!l"i$e"roB

:B Ca1les de coneiónB


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IV. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

,B Dis'oner el 'anel del circ!i"o !"iliadoB

/B -eleccionar la frec!encia del )enerador a :3( 32(33 #


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R ! R "C ! C"

R3 = R4

C3 = C4V. DATOS OBTENIDOS

ara cada frec!encia dada se varió el condensador desde 3 .as"a ++PFB Ade$s 'aracada valor de C se de"er$inar el valor de R de $anera !e el '!en"e se e!ili1reB

C#$%&'($ ) *#+, -%+%-'-,/ %$ %0 1'13'*#,+,-#.


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VI. CUESTIONARIO

4. A$,0'5, %0 63%$*%/ 13,$-# #$ -'7%%$*% *,$*# 0, %'*%$1', R ) R"/ 1#+# 0#1#$-%$,-#% C 8 C".


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Por divisor de tensión tenemos:

V́ 1=

R1

R1+

( R3 //

1

jωC 3 )V́ ¿

=

ωR1 R

3C

3− j R1ωR1 R3C 3− j( R1+ R3)

´V ¿

V́ 2=

R2

R2+ R

4+

1

jωC 4

V́ ¿=ωR

2C

4

ω ( R2+ R4 )C 4− jV́ ¿

Cuando V =0, entonces: V 1=V 2 , de este modo:

ωR1 R

3C

3− j R1ωR

1 R

3C

3− j ( R1+ R3 )

V́ ¿= ω R

2C

4

ω ( R2+ R4 )C 4− jV́ ¿

( R1 R3 R4C 3C 4ω2− R

1 )+ jω ( R1 R3C 3−( R2 R3− R1 R4 )C 4 )=0

ω= 1

√ R3 R4C 3C 4→f =

1

2π √ R3 R4C 3C 4

Y

c3

c4= R

2 R

3− R

1 R

4

R1 R3

Así, por medio de la ecuación (I) se determinará la frecuencia del circuito

siempre que la lectura del voltímetro sea nula

2. G,7'1, 6,, 0, 7%13%$1', -% 9;5. R


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. D%*%+'$, %0 %# 6#1%$*3,0 -% 0, 7%13%$1', #=*%$'-, %&6%'+%$*,0+%$*%.

". C#+>$*%% #=% 0, 6#'=0% 73%$*% -% %#


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Co$o se ve en la 're)!n"a ,( la frec!encia .allada "eórica$en"e

f =

1

2π √ R3 R4C 3C 4 De1era coincidir con la frec!encia de

Ali$en"ación sie$'re !e la lec"!ra del vol"$e"ro sea ceroB Es"o Hl"i$o es co$'licadode conse)!ir exactamente en la 'rc"ica( siendo *s"e el 'rinci'al $o"ivo de errorB Lasf!en"es de error !e lo ori)inan son&

• La $ani'!lación de los reós"a"os( dado !e *s"os "ienen !na )ransensi1ilidad res'ec"o a s! )iroB

• Errores de $edida en los ins"r!$en"os # a'ara"os !"iliados& 'ro'ios des! fa1ricación # so1re "odo de s! "ie$'o de !soB

VII. CONCLUSIONES 8 OBSERVACIONES


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• El !ec!o de "#e en el circ#ito $2 % &3 sean a'ro(imadamente

i)#ales a 2$1 % &4 res'ecti*amente !ace "#e $+3,$+4 - lo c#alnos sir*e de referencia a la !ora de encontrar los *alores de éstos.ltimos/

• El circ#ito de '#ente 0ien #tiliado es .til 'ara la determinacin

de la frec#encia de #n circ#ito de f#ente alterna sin#soidal/ ara lae('eriencia se tiene en 'romedio #na 'recisin de 2/5 res'ectoa s# *alor real/

• El método ser ms e(acto en la medida "#e la lect#ra del

*oltmetro se acer"#e % lle)#e a cero/

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