Magnitudes alternas en el dominio del tiempo

1. TITULO.- Magnitudes alternas en el dominio del tiempo.

2. OBJETIVO.- Obtener y observar en el osciloscopio las ondas periódicas de voltaje y corriente en circuitos serie: L-R y C-R. Determinar en ellas los valores característicos.

3. SUSTENTACION TEORICA.
Señal senoidal

Una señal senoidal tiene la forma de la función seno o coseno. Una corriente senoidal normalmente se llamacorriente alterna, pues invierte los intervalos de tiempo regulares y tiene valores positivos y negativos en forma alternada. Para representar una señal senoidal se utiliza la expresión:

donde
Vo= la amplitud de la senoide
W= la pulsación de la senoide en radianes/s
wt= el argumento de la senoide
φ= es la fase de la onda
La pulsación w puede expresarse en función del periodo T o de lafrecuencia f, donde

Para las funciones sinusoidales se tiene:
ω=2πT=2πf f=1T=ω2π

Hay varios valores importantes como son:

Valor medio: Vmed = 0
Valor eficaz:

En forma resumida se dará a conocer las siguientes funciones.

Función Escalón Unidad
La podemos definir de la siguiente manera: su valor es igual a uno para todo tiempo mayor que cero y es igual acero para todo tiempo menor que cero.

Como se puede observar en
la figura:

U(t)=0 t<01 t>0

0

La función escalón se puede presentar en cualquier instante y a estas funciones singulares las llamamos “funciones desplazadas” cuando no ocurren en t=0, en este caso ocurre en a. Donde a es un valor desconocido.

Cualquier voltaje ocorriente que se conecta en un instante de tiempo determinado puede describirse utilizando la Función Escalón Unitario.

Función Rampa Unitaria.
Su valor es igual a t para todo tiempo mayor que cero e igual a cero para todo tiempo menor que cero dando como consecuencia la utilización de una ecuación de una recta en donde la pendiente es 1.

r(t)=0 t<0t t>0

Expresiones de voltaje ycorriente en el inductor y capacitor.
EL inductor es un integrador de una excitación dada
y

EL capacitor es un derivador de una excitación dada.
y

4. PARTE EXPERIMENTAL

EQUIPO A UTILIZARSE:

Elementos activos: 1 generador de funciones.
Elementos pasivos: 1 Resistor decádico
1 Capacitor decádico
1 Inductor núcleo de aire.Equipo de Medida: 1 Osciloscopio
Elementos de maniobra: 1 Interruptor bipolar
Cables para conexión.
Procedimiento
1.- Anotar en la Hoja de datos las características importantes del equipo y elementos dados.
2.- Armar el circuito de la figura 1 incluyendo el equipo de maniobra y protección.

3.- Seleccionar en la fuente una onda cuadrada a voltaje máximo. Conectar los dos canales delOsciloscopio (canal A: voltaje total, canal B: voltaje en R).
4.- Variar simultáneamente el valor de la resistencia R y el de la frecuencia de la fuente, de manera que la forma de onda en el canal B corresponda a la integral de la onda de la fuente, evitando que la onda de la fuente se distorsione. Dibujar en el mismo gráfico el par de ondas con un periodo completo y anotar los valoresrepresentativos.
5.- Seleccionar en la fuente de onda Triangular y procede de igual manera que el numeral anterior.
6.- Seleccionar en la fuente una onda Senoidal y proceder de igual manera que el numeral anterior.
7.- Armar el circuito de la figura 2. Seleccionar en la fuente una onda triangular y proceder de igual forma que en el literal 4.4 completo (pero la forma de onda de B es la derivada).

5.DATOS EXPERIMENTALES

ELEMENTO | CARACTERISTICAS |
Generador de funciones | GW instek Modelo GFG 8020h |
Resistor decádico | 1433 –w 4A max Radio USA GR |
Capacitor decádico | CDE Modelo CDA |
Inductor núcleo de aire | EXCEL XL 12o V 60 ciclos |
Osciloscopio | Tek tronix TDS 1002 60 MHz 1Gs/s |

ONDA CUADRADA
Figura 1 Figura 2


Valores característicos |...