Electricidad y electronica

MANEJO DEL OSCILOSCOPIO
UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA SEDE .MEDELLIN DEPTO DE FISICA

1

MANEJO DEL OSCILOSCOPIO

I. OBJETIVOS:
•

Analizar los principios físicos en los cuales se fundamenta el osciloscopio.

•

Familiarizarse con el uso del osciloscopio.

•

Superponer diferentes señales tanto en la misma dirección como en direcciones perpendiculares.

II. TEORIA.Movimiento de un electrón en un campo eléctrico uniforme:

v o entra al campo eléctrico generado por un
par de placas paralelas las cuales están sometidas a una diferencia de potencial V como se ilustra en la
Supongamos que un electrón que se mueve con velocidad
figura 1.
Como el campo eléctrico en ésta situación
específica es conservativo, se puede escribir:

r
r
E = −∇V

[1]

por lo que:r
r r
r
E. dr = −∇V . dr

r r b
∫ E. dr = ∫ ( − dV )
D

0

[2]

a

sí el campo es uniforme para cada instante, se obtiene:

E=
siendo

V
D

V la diferencia de potencial entre las placas a y b .

La ecuación de movimiento del electrón será entonces:

[3]

MANEJO DEL OSCILOSCOPIO
UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA SEDE .MEDELLIN DEPTO DE FISICA

2

∑ Fz = 0 ⇒ v Z= v 0 = constante
dv y
∑ Fy = ma y ⇒ qE = m
dt
por lo que integrando y reemplazando [3] se obtiene:

qt 
vy = 

V
 mD 
e integrando nuevamente:

 qt 2 
y =
 2mD V




[4]

donde t es el tiempo que gasta el electrón en atravesar la placa, o sea:

t=

L
v0

por lo que:

 qL2
y =
 2mDv 2
0



V



Como puede observarse la posición y(deflexión ) es proporcional a la diferencia de potencial V entre las
placas. El electrón sigue avanzando una vez abandone las placas, mas sin embargo sigue existiendo una
proporcionalidad entre y y V :

y ( t ) α V( t )

[5]

El osciloscopio:
El osciloscopio es un instrumento que es usado para hacer análisis de señales (cronogramas, superposición,
...) , y también como instrumento demedición (mide periodos, frecuencias, voltajes, ...).
La parte central de él , consiste de un tubo de rayos catódicos que posee un par de placas de deflexión
vertical y un par de placas de deflexión horizontal. El tubo termina con una pantalla que está recubierta de
fósforo que le permite emitir luz cuando con ella colisiona un electrón (ver figura 2). Haciendo un análisis
similar al realizado paraobtener la relación [5], se obtiene para la posición del electrón,

x( t ) α Vx( t )
y( t ) α Vy ( t )

MANEJO DEL OSCILOSCOPIO
UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA SEDE .MEDELLIN DEPTO DE FISICA

3

Si en algún instante los rayos catódicos
(los electrones) inciden en un punto de
la pantalla (ver figura 3), observamos
un punto brillante . Si en el próximo
instante se interrumpe elflujo de
dichos rayos hacia la pantalla , o se les
cambia de lugar de impacto, aún
continuamos viendo el punto brillante
en la primera posición, puesto que la
información visual persiste en la retina
un tiempo apreciable ; además por ser
fluorescente , el fósforo sigue emitiendo
de manera visible durante medio
segundo aproximadamente.
Superposición de señales:
En la misma dirección:
Sí alas placas de deflexión vertical aplicamos simultáneamente dos señales independientes entre sí, V1 y(t)
y V2 y(t) , en la pantalla aparece la superposición [V1 y(t) + V2 y(t)].
En direcciones perpendiculares:
Si a las placas de deflexión horizontal y deflexión vertical aplicamos dos señales independiente entre sí ,
Vx(t) y Vy(t) , en la pantalla aparece la combinación de dos movimientos dadosen forma paramétrica por
X(t) e Y(t); el punto brillante que observamos describiría la curva y=f(x) (principio de independencia de los
movimientos).
III. Equipo:
Un osciloscopio, dos generadores de onda, un cronómetro.
IV. Procedimiento e informe:
A continuación se dan las explicaciones de los pasos que se deben dar para lograr los objetivos de la
práctica. Además se dejan planteadas unas...