Osciloscopio

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El OSCILOSCOPIO*
Objetivos 1. Conocer y aprender a usar el osciloscopio. 2. Aprender a medir voltajes con el osciloscopio. 3. Aprender a medir tiempos con el osciloscopio.

1.

Aspecto Te´rico o

En la pr´ctica donde se trabaj´ el circuito RC, Usted determin´ experimentalmente el tiempo caracter´ a o o ıstico τ del circuito (aproximadamente 70 s) utilizando como instrumentos de medida unvolt´ ımetro y un reloj com´n. Este prou cedimiento resultaba adecuado puesto que el tiempo de relajaci´n era suficientemente grande como para poder observar o la descarga a simple vista en el volt´ ımetro. Pero en un circuito con tiempos de descarga peque˜os (menores que unos n pocos segundos) esta t´cnica experimental no es viable. En estos casos, para determinar el τ del circuito a partir de la ecurva V vs t se necesita un dispositivo que responda a cambios muy r´pidos de voltaje y proporcione al experimentador a una imagen del proceso de descarga. Tal dispositivo puede ser un OSCILOSCOPIO. El osciloscopio es un instrumento de amplio uso en el an´lisis de se˜ales el´ctricas r´pidamente cambiantes con el tiema n e a po. Antes de describirlo, se hablar´ de su componente esencial, el Tubode Rayos Cat´dicos (TRC). El conocimiento a o de este elemento facilitar´ comprender el funcionamiento y manejo del osciloscopio. a

Y X Z

Vd K A D

Va

Figura 1: Esquema simplificado de los componentes de TRC.

El TRC es un sistema en el cual se produce, acelera, desv´ y detecta un haz de electrones. La Figura 1 muestra ıa un esquema de los componentes de TRC. Los electrones quedandisponibles en el c´todo K mediante calentamiento a indirecto; tales electrones se aceleran hacia el anodo A por medio de una diferencia de potencial Va establecida entre ´ c´todo y ´nodo; as´ se conforma un haz de electrones dirigido hacia la zona desviadora, dos pares de placas paralelas, a a ı
* Tomado y adaptado de: E. Bautista et al. Electromagnetismo (Gu´ ıas de laboratorio II.Electromagnetismo). Universidad Nacional De Colombia. Bogot´, 2001 a

en donde un potencial Vd establece un campo el´ctrico perpendicular a la direcci´n X de movimiento de los electrones. e o Al salir de la zona deflectora el haz se ha desviado de su direcci´n original de movimiento hacia ±Y o ±Z (de acuerdo o con la polaridad y el par de placas escogido; en la figura s´lo se muestran las placas de deflexi´nvertical). El haz se o o observa como un punto brillante en una pantalla cuyo recubrimiento interno responde al impacto de los electrones emitiendo radiaci´n visible; esto constituye el sistema de detecci´n. o o La teor´ de movimiento de cargas en campos el´ctricos y la experiencia demuestran que la desviaci´n D, obserıa e o vada en la pantalla, es directamente proporcional al voltaje deflector Vdaplicado a las placas de deflexi´n: o D α Vd Mientras las placas de deflexi´n est´n fuera de operaci´n, el haz de electrones incidir´ directamente en el centro de la o e o a pantalla (en donde se ver´ un punto brillante); esta posici´n se modificar´ al establecer una diferencia de potencial a o a entre las placas de deflexi´n vertical, entre las placas de deflexi´n horizontal, ´ simult´neamente entre ambospares de o o o a placas.
Vh +V0 t

T −V0

2T

3T

4T

Figura 2: Se˜al diente de Sierra. n Si se aplica a las placas de deflexi´n horizontal un voltaje Vh cambiante con el tiempo como el que muestra la figura 2 o (se˜al denominada diente de sierra), el punto se desplazar´ en la pantalla de izquierda a derecha demor´ndose en su n a a recorrido un tiempo igual al per´ ıodo T de la se˜al; si−V0 es el voltaje que desv´ el haz hacia el extremo izquierdo de n ıa a la pantalla y +V0 el voltaje que desvia el haz hacia el extremo derecho de la pantalla, el punto luminoso barrer´ toda la pantalla al aplicar el diente de sierra. Cuando el per´ ıodo del diente de sierra es muy corto, menor que unas pocas d´cimas de segundo, se observar´ una l´ e a ınea horizontal en la pantalla puesto que...
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