PROCEDIMIENTOS PARA LABORATORIO DE ELECTRÓNICA.

Transcripción

1 PROCEDIMIENTOS PARA LABORATORIO DE ELECTRÓNICA. Abreviaturas usadas: V p -> tensión pico. V pp -> tensión pico-pico. V pc -> tensión parcial usada para desenmarañar el aspecto de algunas ecuaciones. J. Jaime A. Pepe'00

2 * Desfase: - Normal: 1º.- Poner ambos canales en la misma referencia de voltaje. º.- Medir (segs.) distancia entre dos picos o dos cortes con el eje v = 0. 3º.- Medir período (T) de la señal. 4º.- Cálculo del desfase: grados: (segs * 360)/T = ϕ ( * 360) / = º radianes: (segs * π)/t = ϕ ( * π) / = rad - Lissajous: 1º.- Poner ambos canales en la misma referencia de voltaje. º.- Poner el osciloscopio en modo XY. 3º.- Medir la figura: 4º.- Cálculo del desfase: arcsen(a/b) = ϕ arcsen( / ) = * Cálculo del valor eficaz: ONDA RMS MEDIDA(1) ERROR Sinusoidal V // = 0.707*V p p V 0% Cuadrada V p V + 11% Triangular V p//3 = 0.577*Vp V - 5.5% (1): Medida con un voltímetro calibrado para onda senoidal. V 1 [ v ( t) ] = dt T V para señal AC + DC: ef tot = Vc + V ef ac J. Jaime A. Pepe'00 1

3 * Cálculo del valor medio: V m 1 = T T 0 v( t) dt * Tiempo de subida/bajada de un condensador: 1º.- Conectar el condensador al generador de funciones con una resistencia (como filtro paso bajo). º.- Suministrar una onda cuadrada con una frecuencia por debajo de 5τ. (5τ = R C = * = ). 3º.- Colocar la señal entre las líneas 0% y 100% del ocicloscopio mediante el CAL. 4º.- Medir el tiempo que hay entre: 10% al 90% -> tiempo de subida. 90% al 10% -> tiempo de bajada. (10% y 90%, líneas dibujadas en el osciloscopio). * Pendiente de carga del condensador: 1º.- Conecta el condensador en configuración filtro paso bajo. º.- Suministra una señal cuadrada. 3º.- Subir mucho la frecuencia hasta obtener una señal triangular. 4º.- Calcular la tangente de la señal: tangente = a + b ( ) + ( ) = = 5 Esta medida puede dar errores del orden de 10. * Frecuencia de corte: 1º.- Calcular el voltaje de corte: V entrada = Vcorte = º.- Cambiar la frecuencia hasta que se alcance el voltaje de corte. 3º.- Medir la frecuencia obtenida, esa es la frecuencia de corte. J. Jaime A. Pepe'00

4 * Ancho de banda: 1º.- Calcular la frecuencia de corte (mira arriba). º.- Según el filtro: paso bajo: 0 a f corte. paso alto: f a 4. corte paso banda: f corte baja a f corte alta. corte banda: 0 a f corte baja y f corte alta a 4. *Medida indirecta de resistencias: Para medir R1 conociendo R. V1 R1 = R 1 V - Puente de Wheatstone: La diferencia entre V1 y V será 0 cuando: (V1/V)-1 = V => ( / ) -1 = pc R * Vpc = R1 => * = Ω R 1 = R R3 R4 = * Impedancia de salida: - Método con resistencia: 1º.- Colocar R L. º.- Medir R L, Vg y V L. 3º.- Calcular Z out: Z out Vg = RL 1 VL (Vg/V L)-1 = V pc => ( / ) - 1 = R * V = Z => * = Ω L pc out J. Jaime A. Pepe'00 3

5 - Método con potenciómetro: 1º.- Colocar un potenciómetro en lugar de RL. º.- Regular el potenciómetro hasta obtener Vo = 50% a 90% de Vg. 3º.- La impedancia de salida es igual al valor del potenciómetro en ese momento. * Impedancia de entrada: - Método con resistencia: 1º.- Colocar R. º.- Medir V I y V L. 3º.- Calcular la impedancia de entrada: Z in R VI = V V L I R*V /(V -V ) = Z I L I in * / ( - ) = Ω - Método con potenciómetro: 1º.- Colocar un potenciómetro en lugar de R. º.- Regular el potenciómetro hasta obtener V I = 50% a 90% de V L. 3º.- La impedancia de entrada es igual al valor del potenciómetro en ese momento. * Ganancia / atenuación: - Relación sin unidad (V/V): - Relación en decibelios: Vo = Ganancia Vi = Vo 0log = Ganancia Vi 0log = db * Uso del amperímetro como voltímetro: 1º.- Colocar R. º.- Siendo Ri la resistencia interna del amperímetro, calcular el voltaje: ( Ri + R) Vm I = * ( + ) = V J. Jaime A. Pepe'00 4

6 * Uso del voltímetro como amperímetro: 1º.- Colocar R. º.- Calcular la resistencia total siendo Ri la resistencia interna del voltímetro: Ri R Ri + R = Rt + = Ω 3º.- Calcular la corriente: Im = V Rt ( / ) = A * Rectificador (onda completa y media onda): - Tensión continua: 1º.- Colocar el osciloscopio a la salida del rectificador. º.- Poner el osciloscopio en AC y situar la señal en el eje V = 0. 3º.- Poner el osciloscopio en DC y medir lo que ha subido la raya, eso es la tensión continua. - Tensión de rizado: 1º.- Colocar el osciloscopio a la salida del rectificador. º.- Medir el V pp de la señal rectificada. 3º.- Dividir el V pp por dos, eso es la tensión de rizado. - Factor de rizado: V Vr rizado eficaz rizado eficaz = = Fr = Vcontinua - Coeficiente de rizado: Fr*100 = Cr * 100 = * Compensación de sonda de osciloscopio: V Compensada Subcompensada Sobrecompensada J. Jaime A. Pepe'00 5

7 * Medidas en el trazador de curvas TekTronic 571: - Diodo: Tensión directa (curva en directa): 1º.- Colocar el diodo en el zócalo. º.- Seleccionar en el menú: Type: DIODE Va max: 1V Ia max: 1 ma Rload: 100Ω 3º.- Pulsar START. Voltaje umbral: 1º.- Dibujar la curva en directa (mirar arriba). º.- La tensión umbral está en el punto donde la curva se acentúa (el diodo conduce). Impedancia interna: 1º.- Dibujar la curva en directa (mirar arriba). º.- Pulsar CURSOR. 3º.- Mover el cursor hasta un punto en el que la curva empiece a ser recta. 4º.- Pulsar CURSOR. 5º.- Mover el otro cursor lo más alejado posible del primero siempre que la curva sea recta. 6º.- Calcular la Ri: V1, I1 -> cursor de mayor valor. V, I -> cursor de menor valor. V1 V Ri = I1 I V1-V = V => - = I1-I = I => - = V/I = Ri => / = Tensión inversa (curva en inversa): 1º.- Insertar el diodo en el zócalo pero en posición inversa (A: cátodo, C: ánodo). º.- Seleccionar en el menú: Type: DIODE Va max: mayor de 1V Ia max: 1 ma Rload: 100Ω 3º.- Pulsar START. 4º.- Observar la gráfica: Si la tensión inversa del diodo es > Va aparecerá una línea horizontal que coincide con el eje horizontal. Si la tensión inversa del diodo es < Va aparecerá una gráfica con forma. J. Jaime A. Pepe'00 6

8 - Transistor: Gráfica Vce-Ic: 1º.- Colocar el transistor en el zócalo adecuado en la posición adecuada. UNA MALA CONEXIÓN DESTRUIRÁ EL COMPONENTE. º.- Seleccionar en el menú los parámetros adecuados (ejemplo para el BC109): Function: Acquisition Type: NPN Vce max: 5V Ic mac: 10mA Ib/Step: 10µA Steps: 10 R load: 5Ω P max: 1W 3º.- Pulsar START. Medida de parámetros H: Para medir Hoe: 1º.- Presentar la gráfica Vce-Ic en la pantalla (mira arriba). º.- Pulsar CURSOR. 3º.- Posicionar el cursor en un punto recto de una curva. 4º.- Pulsar CURSOR. 5º.- Situar el otro cursor en el punto más alejado posible en la misma curva que el anterior procurando que el tramo sea recto. 6º.- Calcular Zo: V1, I1 -> coordenadas del cursor 1. V, I -> coordenadas del cursor. V1 V Zo = I1 I V1-V = V => - = I1-I = I => - = V/I = Zo => / = 7º.- Calcular Hoe: 1/Zo = Hoe => 1 / = Para medir Hre: 1º.- Colocar la base en el zócalo A para diodo. º.- Colocar el emisor en el zócalo C para diodo. 3º.- Calcular la impedancia interna de un diodo polarizado en directo (mira arriba). J. Jaime A. Pepe'00 7

9 Tensión de saturación: 1º.- Colocar el transistor en el zócalo adecuado en la posición adecuada. UNA MALA CONEXIÓN DESTRUIRÁ EL COMPONENTE. º.- Seleccionar en el menú los parámetros adecuados (ejemplo para el BC109): Function: Acquisition Type: NPN Vce max: 0.5V Ic mac: 10mA Ib/Step: 50mA Steps: 10 R load: 5Ω P max: 10W 3º.- Pulsar START. Tensión de ruptura Colector-Emisor: 1º.- Colocar el transistor en el zócalo adecuado en la posición adecuada. UNA MALA CONEXIÓN DESTRUIRÁ EL COMPONENTE. º.- Seleccionar en el menú los parámetros adecuados (ejemplo para el BC109): Function: Acquisition Type: NPN Vce max: 100V Ic mac: 10mA Ib/Step: 5µA Steps: 10 R load:5s P max: 0.5W 3º.- Cerrar la cubierta de protección. 4º.- Si no se ha cerrado la cubierta aparecerá Close Over en la pantalla (recordatorio de cerrar la cubierta de protección). Puesto que al aplicar una elevada tensión es posible que el transistor explote, se debe cerrar la cubierta de protección. Una vez cerrada la cubierta comenzará la adquisición. 5º.- Cuando la corriente comience a incrementarse muy rápidamente pulsar STOP. 6º.- Pulsar START. 7º.- Si aparece una gráfica extraña puede significar que se está usando un voltaje excesivo que puede romper el transistor. Coeficiente de temperatura: 1º.- Colocar el transistor en el zócalo adecuado en la posición adecuada. UNA MALA CONEXIÓN DESTRUIRÁ EL COMPONENTE. º.- Seleccionar en el menú los parámetros adecuados (ejemplo para el BC109): Function: Acquisition continuous Type: NPN Vce max: 0V Ic mac: 100mA Ib/Step: 00µA Steps: 3 J. Jaime A. Pepe'00 8

10 R load: 5Ω P max: W 3º.- Pulsar START. 4º.- La adquisición contínua se detendrá al pulsar STOP. * Medidas en un array: Para medir tensión: conectar en las bornas del elemento. Para medir corriente: levantas la borna de entrada e intercalar el amperímetro. * Potencia consumida por un circuito digital: - Con una pila: r = resistencia interna de la pila. V I = P * = W - Con una fuente de alimentación regulada: Se puede prescindir de medir V, V será la que ponga la fuente. V I = P * = W * Medidas en un cuadripolo: Posiciones: V 1 y I 1 -> valores a la entrada (izquierda). V y I -> valores a la salida (derecha). Aparato medidor: exclusivamente osciloscopio. Recuerda que la V alterna coincide con la amplitud de la señal, son V. p J. Jaime A. Pepe'00 9

11 - Parámetros Z: Z 11: mediante resistencia: 1º.- Bornas de salida en circuito abierto, no cortocircuitada. º.- Bornas de entrada conectadas al generador de funciones. 3º.- Obtener I 1 midiendo la caída de tensión en bornas de R. V R / R = I 1 => / = 4º.- Quitar la resistencia. 5º.- Medir V 1. 6º.- Aplicar la ecuación: V / I = Z => / = Ω mediante potenciómetro: 1º.- Colocar un potenciómetro en lugar de R. º.- Variar el potenciómetro hasta obtener en V el 50% de V 1. 3º.- El valor del potenciómetro es la Z 11. Z : mediante resistencia: 1º.- Bornas de salida conectadas al generador de funciones. º.- Bornas de entrada abiertas, no cortocircuitadas. 3º.- Obtener I midiendo la caída de tensión en bornas de R: V R / R = I => / = 4º.- Quitar la resistencia. 5º.- Medir V. 6º.- Aplicar la ecuación: V / I = Z => / = Ω J. Jaime A. Pepe'00 10

12 mediante potenciómetro: 1º.- Colocar un potenciómetro en lugar de R. º.- Variar el potenciómetro hasta obtener en V 1 el 50% de V. 3º.- El valor del potenciómetro es la Z. Z : 1 1º.- Bornas de salida conectadas al generador de funciones. º.- Bornas de entrada abiertas, no cortocircuitadas. 3º.- Obtener I midiendo la caída de tensión en bornas de R: V R / R = I => / = 4º.- Quitar la resistencia. 5º.- Medir V 1. 6º.- Aplicar la ecuación: V / I = Z => / = Ω 1 1 Z : 1 1º.- Bornas de entrada conectadas al generador de funciones. º.- Bornas de salida abiertas, no cortocircuitadas. 3º.- Obtener I midiendo la caída de tensión en bornas de R: 1 V R / R = I 1 => / = 4º.- Quitar la resistencia. 5º.- Medir V. 6º.- Aplicar la ecuación: V / I = Z => / = Ω 1 1 J. Jaime A. Pepe'00 11

13 - Parámetros h: h 11: 1º.- Bornas de entrada conectadas al generador de funciones. º.- Bornas de salida conectadas entre sí, cortocircuitadas. 3º.- Obtener I 1 midiendo la caída de tensión en bornas de R: V R / R = I 1 => / = 4º.- Quitar la resistencia. 5º.- Medir V 1. 6º.- Aplicar la ecuación: V / I = h => / = Ω h : 1 1º.- Bornas de entrada abiertas, no cortocircuitadas. º.- Bornas de salida conectadas al generador de funciones. 3º.- Medir V 1. 4º.- Medir V. 5º.- Aplicar la ecuación: V / V = h => / = 1 1 h : 1 1º.- Bornas de entrada coenctadas al generador. º.- Bornas de salida conectadas entre sí, cortocircuitadas. 3º.- Obtener I midiendo la caída de tensión en bornas de R: 1 V R / R = I 1 => / = 4º.- Quitar la resistencia. 5º.- Obtener I midiendo la caída de tensión en bornas de R, R lo más pequeña posible. J. Jaime A. Pepe'00 1

14 V / R = I => / = R 6º.- Aplicar la ecuación: I / I = h => / = 1 1 h : 1º.- Bornas de entrada abiertas, no cortocircuitadas entre sí. º.- Bornas de salida conectadas al generador de funciones. 3º.- Obtener I midiendo la caída de tensión en bornas de R: V R / R = I => / = 4º.- Quitar la resistencia. 5º.- Medir V. 6º.- Aplicar la ecuación. I / V = h => / = Ω¹ - Conversión de parámetros: Y 11 = I 1/V 1 pero con V = 0 (1/Z 11 pero con V = 0). Y = 1/h pero con V 1 = 0. h = 1/Z. J. Jaime A. Pepe'00 13

15 ********** ÍNDICE ********** página * Desfase: - Normal: grados. radianes. - Lissajous. * Cálculo del valor eficaz página * Cálculo del valor medio. * Tiempo de subida/bajada de un condensador. * Pendiente de carga del condensador. * Frecuencia de corte página * Ancho de banda. * Medida indirecta de resistencias: - Puente de Wheatstone. * Impedancia de salida: - Método con resistencia página Método con potenciómetro. * Impedancia de entrada: - Método con resistencia. - Método con potenciómetro. * Ganancia / atenuación: - Relación sin unidad (V/V). - Relación en decibelios. * Uso del amperímetro como voltímetro página * Uso del voltímetro como amperímetro. * Rectificador (onda completa y media onda): - Tensión continua. - Tensión de rizado. - Factor de rizado. - Coeficiente de rizado. * Compensación de sonda de osciloscopio página * Medidas en el trazador de curvas TekTronic 571: - Diodo: Tensión directa (curva en directa). Voltaje umbral. Impedancia interna. Tensión inversa (curva en inversa). J. Jaime A. Pepe'00 I

16 ----- página Transistor: Gráfica Vce-Ic página Medida de parámetros H: Para medir Hoe. Para medir Hre. Tensión de saturación. Tensión de ruptura Colector - Emisor. Coeficiente de temperatura página * Medidas en un array. * Potencia consumida por un circuito digital: - Con una pila. - Con una fuente de alimentación regulada. * Medidas en un cuadripolo: página Parámetros Z: página Z : 11 Z : Z. 1 Z página Parámetros h: página h. 11 h. 1 h. 1 mediante resistencia. mediante potenciómetro. mediante resistencia. mediante potenciómetro. h. - Conversión de parámetros. J. Jaime A. Pepe'00 II