Ondas senoidales

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PRACTICA Nº4
VALORES CARACTERÍSTICOS DE LAS ONDAS SENOIDALES

1. OBJETIVO:
* Analizar y determinar en forma experimental los valores medios y eficaces en un circuito de corriente alterna (C.A.) resistivo, con rectificador de media onda y con rectificador de onda completa.
* Conocer los instrumentos que mides estos valores (valor medio y valor eficaz). Verificar el valor de lafrecuencia.
* El análisis del movimiento (generado mediante un vibrador) de una cuerda tensa resulta de gran importancia en nuestro curso.

2. FUNDAMENTO TEÓRICO:
LA ONDA SENOIDAL.
La onda senoidal es el tipo más común de señal alterna. El servicio de energía provisto por las compañías que generan electricidad está en forma senoidal. La siguiente figura muestra una señal senoidal.Amplitud


Tiempo

Como se puede notar, una señal senoidal alterna entre valores positivos y negativos. Si un voltaje senoidal es aplicado a un circuito resistivo, resulta una corriente senoidal. Cuando el voltaje cambia la polarizad, la corriente cambia de dirección. Vamos a examinar algunas características de la señal de la señal senoidal:

PERIODO (T) : Se define como el tiempo que letoma a la señal completar un ciclo completo. Es siempre un valor fijo para una señal senoidal.
FRECUENCIA (f) : Es la inversa del periodo. Se mide en Hertz (Hz) Un Hz equivale a un ciclo por segundo.
VALOR PICO (Vp) : Es el valor del voltaje o la corriente en el máximo positivos o negativo con respecto a cero.
VALOR PICO A PICO (Vpp) : Es el valor del voltaje o de corriente entre los puntosmáximo y mínimo. Es el doble del valor pico.
Valor RMS : El término RMS se refiere a “Root Mean Square”. En ocasiones también nos referimos a él como valor efectivo. Es igual al voltaje DC que produce la misma cantidad de calor en una resistencia que el voltaje senoidal. El valor pico de una señal senoidal puede ser convertido a rms usando la siguiente relación: Vrms = 0.707 Vp. Todos losinstrumentos que miden alguna magnitud eléctrica de corriente alterna nos indican el valor eficaz de la onda de dicha magnitud.
Valor promedio : Es el área bajo la curva dividido entre la distancia de la curva a lo largo del eje horizontal. También se le llama valor dc.


Una señal sinusoidal, a(t), tensión, v(t), o corriente, i(t), se puede expresar matemáticamente según sus parámetroscaracterísticos, como una función del tiempo por medio de la siguiente ecuación:

Donde:
* A0 es la amplitud en voltios o amperios (también llamado valor máximo o de pico),
* ω la pulsación en radianes/segundo,
* t el tiempo en segundos, y
* β el ángulo de fase inicial en radianes.

Dado que la velocidad angular es más interesante para matemáticos que para ingenieros, lafórmula anterior se suele expresar como:

donde f es la frecuencia en hercios (Hz) y equivale a la inversa del período . Los valores más empleados en la distribución son 50 Hz y 60 Hz.

Valores promedios y efectivos de algunas ondas que se encuentran con frecuencia en las mediciones eléctricas:

(V)
Vp

Valor efectivo

0.707 Vp


(t)

VValor efectivo
Vp

0.5Vp
Valor promedio

0.31Vp

(t)

Valor efectivo
Vp

0.707Vp
Valor promedio
0.636Vp

MEDIDA DE VOLTAJES.
Generalmente cuando hablamos de voltaje queremos realmente expresar la diferencia de potencial eléctrico, expresado en voltios, entre dos puntos de un circuito.Pero normalmente uno de los puntos está conectado a masa (0 voltios) y entonces simplificamos hablando del voltaje en el punto A (cuando en realidad es la diferencia de potencialmente el punto A y el de masa GND). Los voltajes pueden también medirse de pico a pico (entre el valor máximo y mínimo de la señal)

Es muy importante que especifiquemos al realizar una medida, que tipo de voltaje estamos...
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