Osciloscopio

I. OBJETIVO

Familiarizarse con el osciloscopio dado en el laboratorio, el cual será usado como:
• Instrumento de medida de voltaje constante, voltaje alterno, y como instrumento para medir amplitud, periodo y frecuencia de diferentes funciones de voltaje periódicas en el tiempo.
• Utilizarlo como un graficador XY.

II. EQUIPOS Y MATERIALES

• Un osciloscopio de 25 MHz, Elenco modeloS-1325.

• Una pila de 1.5 voltios.

• Una fuente de voltaje constante con varias salidas.

• Un transformador de voltaje externo 220/6V, 60 Hz.
• Un generador de función elenco GF-8026.

• Cables de conexión.

• Un multímetro digital.

III. FUNDAMENTO TEÓRICO

El osciloscopio es básicamente un dispositivo de visualización gráfica que muestra señales eléctricas variables en eltiempo. El eje vertical, a partir de ahora denominado Y, representa el voltaje; mientras que el eje horizontal, denominado X, representa el tiempo.
El Osciloscopio es un instrumento que permite medir voltajes y en consecuencia, cualquier cantidad física que por medio de algún dispositivo se transforme a una diferencia de potencial eléctrico.
El componente principal de un osciloscopio es elllamado tubo de rayos catódicos (TRC), mostrado esquemáticamente en la figura 1. El tubo dentro del cual se ha realizado el vacío), contiene un cañón de electrones, dos pares de placas deflectoras y una pantalla consistente en una placa transparente recubierta con material fluorescente.

FIGURA 1. Esquema de un osciloscopio o tubo de rayos catódicos. Las placas que desvían los electrones a lo largodel eje X se llaman placas H y las que los desvían a lo largo del eje Y se llaman placas V. En el interior del tubo se ha hecho alto vacío.

Si en lugar de colocar un potencial constante entre las placas H se conecta un potencial que varía lineal y periódicamente con el tiempo (Ver fig. 2) entonces se tendrá en la pantalla fluorescente un punto luminoso cuya posición varía también linealmente conel tiempo a lo largo del eje X. Puesto que x es proporcional al tiempo, se puede establecer una correspondencia entre la longitud de un cuadradito en la pantalla del osciloscopio y el tiempo que demora el punto luminoso en recorrer dicha longitud, es decir, la longitud a lo largo del eje X puede representar una escala de tiempo.



FIGURA 2. Gráfico de un potencial que varía lineal yperiódicamente con el tiempo
Si no se conecta ningún potencial a las placas H y se conecta un potencial senoidal a las placas V, el punto luminoso experimentará un movimiento armónico simple a lo largo del eje Y. Si la frecuencia es demasiado grande sólo se observará una línea vertical en la pantalla del osciloscopio.
Si se conectan simultáneamente las placas H a un potencial que varíe lineal yperiódicamente con el tiempo y las placas V a un potencial senoidal, entonces el punto luminosos estará sometido a un movimiento compuesto: Movimiento Rectilíneo Uniforme a lo largo del eje X y Movimiento Armónico Simple a lo largo del eje Y. Se observará en la pantalla una función senoidal y vs x. Pero puesto que los desplazamientos verticales son proporcionales a V y los horizontales son proporcionalesal tiempo, se puede decir que lo que se tiene en la pantalla es un gráfico potencial vs tiempo correspondiente al voltaje que se ha conectado a las placas V. Este es el principio del osciloscopio para medir amplitud, periodo y frecuencia de voltajes alternos.
Volvamos ahora a la consideración de la medida de las magnitudes eléctricas en circuitos de corriente continua. Los dispositivos que midenla corriente, la diferencia de potencial y la resistencia se denominan amperímetros, voltímetros y ohmiómetros respectivamente. A menudo, los tres dispositivos están incluidos en un solo “multímetro”, que se conecta según el uso de cada uno de ellos. Cualquiera puede usar un voltímetro para medir la tensión entre los bornes de la batería del coche o un ohmiómetro para determinar la resistencia...