Osciloscopio

PRÁCTICA 4
“El Osciloscopio de Rayos Catódicos en CD”


1. OBJETIVOS

• Familiarizarse con los controles de los osciloscopios de rayos catódicos empleados en los laboratorios de Análisis de Circuitos Eléctricos I.

• Utilizar el osciloscopio de rayos catódicos en la medición de:

• Tensiones de corriente directa.

2. CONSIDERACIONES TEÓRICAS
1. Generalidades

Elosciloscopio de rayos catódicos (OCR) es un aparato en el que dos variaciones de tensión se hacen visibles en forma de una gráfica X-Y mediante un trazo luminoso, en la pantalla de un tubo de rayos catódicos (TRC). Si bien la referencia anterior puede parecer una limitación para el uso del osciloscopio, este se hace bastante versátil utilizando los transductores y acondicionadores que conviertencualquier variable física en una tensión.

Las mediciones oscilográficas dan una mayor información que las indicaciones de los aparatos de aguja o de indicación digital, puesto que las formas de onda, la frecuencia y el ángulo de fase con respecto a otras cantidades alternas se pueden leer directamente en la pantalla del tubo de rayos catódicos.

El osciloscopio completo está construido por un tubode rayos catódicos que forman al mismo tiempo la parte medidora e indicadora del equipo, juntamente con una cantidad de circuitos asociados, encargados de suministrar las tensiones necesarias para amplificar o atenuar las que han de medirse, así como para asegurar el que los valores instantáneos de esta última se representen en la pantalla de modo sucesivo, con el objeto de conseguir que lostrazos formen en ella un gráfico en el que quede representada la tensión en función del tiempo de la otra tensión.

2. Elementos Básicos del Osciloscopio

En el esquema de bloques de la figura 1 se muestran los elementos básicos de un osciloscopio de rayos catódicos, cuya descripción se dará enseguida.

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Figura 1. Diagrama de bloques de un osciloscopio básico.

1.Sección del Exhibidor

En esta sección se tiene el tubo de rayos catódicos con sus elementos de control. El tubo de rayos catódicos es una parte esencial del osciloscopio, ya que es el medio de salida del aparato. Dentro de la envoltura de vidrio, en la cual se hace el vacío, se coloca el cañón electrónico y el sistema de deflexión, como se muestra en la figura 2.

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Figura 2. Tubo derayos catódicos para osciloscopio.

La forma más sencilla de un cañón electrónico comprende un cátodo termoiónico, un electrodo acelerador que se mantiene a un potencial positivo elevado con respecto al cátodo y va provisto de un orificio centrado en éste. Los electrones procedentes del cátodo quedan acelerados en dirección del electrodo acelerador, que recoge algunos de ellos, pasando el resto através del orificio mencionado hasta la pantalla, con una velocidad proporcional al potencial del acelerador. Al chocar estos electrones a gran velocidad contra el fósforo de la superficie de la pantalla, en el lugar del impacto se produce la luz.

El cátodo termoiónico es el encargado de producir el haz de electrones mediante el calentamiento indirecto de un cátodo de forma cilíndrica.

Elcontrol del haz de electrones se hace por medio de un cilindro metálico, denominado rejilla de control o cilindro de Wehnelt, que encierra por completo al elemento catódico. El cilindro Wehnelt permite controlar la cantidad de electrones que llegará a la superficie fluorescente de la pantalla, ya que cuanto sea más negativa con respecto al cátodo, habrá menos electrones y será menor la intensidadproducida en la pantalla. Si la rejilla de control es lo suficientemente negativa, el haz cesará por completo, al valor de la tensión que produce éste efecto se le denomina tensión de corte.

El haz de electrones se ajusta por medio de una fuente de alta tensión y un divisor de tensión, el cual controla la diferencia de potencial entre el cátodo y la rejilla de control, la perilla del divisor de...