Mediciones de Corriente Alterna Con El Voltimetro y Osciloscopio

7/17/2019 Mediciones de Corriente Alterna Con El Voltimetro y Osciloscopio

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MEDICIONES DE CORRIENTE ALTERNA CON ELVOLTIMETRO Y OSCILOSCOPIO

Cuestionario previo:

1. Defnir a !orriente !ontinua " a !orriente aterna# e$e%pos.

Corriente !ontinua:

Se refere al ujo continuo de carga eléctrica a través de un conductor entre

dos puntos de distinto potencial, que no cambia de sentido con el tiempo.

En la corriente continua las cargas eléctricas circulan siempre en la misma

dirección. Aunque comúnmente se identifca la corriente continua con una

corriente constante, es continua toda corriente que mantenga siempre lamisma polaridad, así disminua su intensidad con!orme se va consumiendo

la carga "por ejemplo cuando se descarga una batería eléctrica#. $ambién se

dice corriente continua cuando los electrones se mueven siempre en el

mismo sentido, el ujo se denomina corriente continua va "por convenio#

del polo positivo al negativo.

%a corriente continua la producen las baterías, las pilas las dinamos.

Corriente aterna:

"Abreviada &A en espa'ol A& en inglés, de alternating current # a

la corriente eléctrica en la que la magnitud el sentido varían cíclicamente.

%a !orma de oscilación de la corriente alterna m(s comúnmente utili)ada es

la de una oscilación sinusoidal .*uesto que se consigue una transmisión m(s

efciente de la energía. Sin embargo, en ciertas aplicaciones se utili)an otras!ormas de oscilación periódicas, tales como la triangular o la cuadrada.



+tili)ada genéricamente, la &A se refere a la !orma en la cual la electricidad

llega a los ogares a las empresas. Sin embargo, las se'ales de audio

de radio transmitidas por los cables eléctricos, son también ejemplos de

corriente alterna. En estos usos, el fn m(s importante suele ser la

transmisión recuperación de la in!ormación codifcada "o modulada# sobre

la se'al de la &A

Este tipo de corriente es

producida por los alternadores

es la que se genera en las

centrales eléctricas. %a

corriente que usamos en las

viviendas es corriente alterna

"encu!es#.

&. E'pi!ar os !on!eptos (e !i!o# )re!uen!ia# perio(o# *n+uo(e )ase# re)erentes a una se,a aterna senoi(a.

EL CICLO: Es la variación completa de la tensión o la corriente decero a un valor m(-imo positivo luego de nuevo a cero de este a

un valor m(-imo negativo fnalmente a cero.

-RECENCIA: %a !recuencia es el número de ciclos que seproducen en un segundo.

Su unidad es el ert) ")# que equivale a un ciclo por segundo.serepresenta con la

%etra /.



PERIODO: Es el tiempo necesario para reali)ar un ciclo. Se mide en

segundos se representa con la letra $.

-ASE: %a !ase es un valor que representa el (ngulo inicial de lase'al se mide en

radianes o en grados. En el siguiente ejemplo vemos dos se'alescon distinta !ase

"des!asadas entre sí 0123 radianes o 45 grados#.

/. 0u es e vaor ef!a2# (e pi!o# " (e pi!o a pi!o (e una se,a(e !orriente3o vota$e4 (e CA. E'pi5ue as rea!iones entreestos par*%etros.

Vaor ef!a2 3Ve) 4:

El valor efca) se defne como el valor de una corriente o tensióncontinua que produce los mismos e!ectos calóricos que suequivalente de alterna.

Si la se'al alterna tiene !orma senoidal, el valor efca) se calcula

como6

V ef =

V p

√ 2

Vaor (e pi!o 3Vp4:



Es el valor de cresta que alcan)a la corriente alterna, puede ser

positivo o negativo, también se le conoce como valor m(-imo

"7ma-#.

V p=V ef .√ 2

Vaor pi!o a pi!o 3Vpp4:Es la di!erencia entre la cresta que alcan)a como m(-imo "valorm(-imo# la mínima cresta.

$ambién es el doble del valor pico.

V pp=2 .V p

6. In(i!ar pre!au!iones para e uso (e vot7%etro (e CA.

*ara el uso correcto debemos de fjarnos que las puntas seencuentren colocadas en el lugar correcto, que son cable rojo en el

terminal 71Ω el negro en el terminal común &89. %uego de esto

debemos colocar al polímero o tester en la opción de voltímetro para

corriente alterna, no con!undir con el de voltaje en continua a que

estaríamos aciendo una mala medición del voltaje.

:a que recordar también que este instrumento se coloca en

paralelo con el componente que se desea medir "carga#:Al momento de la medición debemos seleccionar el rango m(s alto

luego ir disminuéndolo asta llegar a observar una buena lectura en

la pantalla.:a que asegurarse de que tomamos con las manos las partes

aisladas de las puntas que en ningún caso se toca una parte

met(lica, pues esto a!ectaría a la lectura del voltaje, podríamos

acernos da'o.



8. Defnir a sensi9ii(a( (e un vot7%etro. E'pi5ue e e)e!to (e!ar+a (e un vot7%etro (e CA. Co%o se evitar7a a !ar+a

SENSIBLIDAD6 %a sensibilidad de un instrumento se determina por la

intensidad de corriente necesaria para producir una desviación completade la aguja indicadora a través de la escala. El grado de sensibilidad se

e-presa de dos maneras, según se trate de un amperímetro o de un

voltímetro.

En el caso de un voltímetro, la sensibilidad se e-presa de acuerdo con el

número de omios por voltio, es decir, la resistencia del instrumento.

*ara que un voltímetro sea preciso, debe tomar una corriente

insignifcante del circuito esto se obtiene mediante alta resistencia.

EFECTO DE CARGA: El problema !undamental asociado a toda medición

es que toda medición perturba el sistema que se est( midiendo. Esteconcepto aplicado a los equipos electrónicos se traduce en el

denominado e!ecto de carga, que no es otra cosa que al medir con un

equipo sobre un circuito, la presencia del equipo ace que el circuito a

no sea el mismo por consiguiente, el resultado que se mide no

responde e-actamente a la situación original "circuito no conectado al

equipo de medidas#. Es por ello que debe conocerse la magnitud del

error por carga a que, de no ser así, se producir( una lectura incorrecta,

a'adiéndose un error adicional a la medida reali)ada.

*ara reducir los e!ectos de carga lo m(s recomendable es subir laescala de medida o cambiar de instrumento de medición.El e!ecto de carga se puede minimi)ar utili)ando galvanómetros dealta sensibilidad, es decir, mecanismos cua ;m sea tan baja que laespecifcación omios1voltios del voltímetro 0<;m, sea mu alta.

$ambién se puede reducir el e!ecto de carga utili)ando alcances m(saltos del voltímetro en ve) de los m(s bajos, cuando sea posible laelección.

;. Des!ri9a e %to(o para a %e(i!i<n (e vota$es (e pi!o# (epi!o a pi!o# " ef!a2 !on e os!ios!opio.

&omo primer paso vamos a medir el voltaje de pico, 7*, el de pico apico, 7**, "/ig. =# de la tensión del generador. %os voltajes se midencon auda del mando giratorio situado junto a la entrada de se'al est( graduado en voltios1div.



&onectaremos el generador de se'ales sinusoidales por medio de uncable coa-ial, que es un cable blindado, a una de las entradas delosciloscopio. Ajustando la base de tiempos a la !recuencia de la se'alde entrada "girando adecuadamente el mando situado arriba a la

dereca del osciloscopio que viene graduado en tiempo1div#conseguiremos que la se'al se fje sobre la pantalla "se dice que lase'al est( sincroni)ada#. +na ve) sincroni)ada la se'al obtendremossobre la pantalla dibujada la sinusoide que corresponde a la tensióndada por el generador. A partir de las medidas de 7p o 7pp podemos

calcular el 7oltaje efca) 7e! como 7e> ?7p1 √ 2 . Es el voltaje que

mediría un voltímetro colocado entre los conectores del generador.

=. Des!ri9a e %to(o para a %e(i!i<n (e a )re!uen!ia !on eORC.

*ara medir la !recuencia en el osciloscopio primero debemos allar elperiodo a que sabemos que la que la !recuencia es la inversa delperiodo@ +na ve) que se tiene la se'al en el osciloscopio, se centra dicase'al, se cuentan los cuadrados, en !orma ori)ontal, desde el origende la se'al asta su fn "en un ciclo# se procede a multiplicar dicacantidad por lo que nos indique el selector de base de tiempoB conesto obtendremos el periodo, luego bastara aplicar la siguiente !órmulapara calcular la !recuencia6

->1?T

@. Des!ri9a (e %to(o (e %e(i!i<n (e (i)eren!ia (e )ase !on eORC.

*ara este método tomamos de re!erencia el eje central6



Numero de divisiones de un ciclo →360 °

numerode divisiones desplazadosdesde el eje vertical→ x °

Conde -D6 (ngulo de !ase

esolviendo la regla de tres simple tendremos el (ngulo de !ase.

8tro método para el c(lculo de las !recuencias es mediante las fguras de

%issajous. *ara ello debemos tener dos se'ales, por ejemplo6

V 1=V

1msin (ωt +θ1 )

V 2=V

2msin (ωt +θ2 )



%a medida del des!ase entre ambas se'alesθ=θ

2−θ

1 puede reali)arse

mediante la !unción FG de un osciloscopio. *revia cone-ión de 70 72 a los

bornes de entrada de los canales A H, la !unción FG confgura el

osciloscopio de tal modo que en la pantalla se obtiene la gr(fca 70 en

!unción de 72.

%a gr(fca 70 en !unción de 72 es una elipse, a partir de la cual puede

medirse el des!ase θ mediante la relación6

(¿a /b)θ=sin

−1¿

El valor de b se puede medir despla)ando la posición ori)ontal "F:*8S.#

para poder ver mejor las tangentes con el eje vertical. Sin embargo,

observar que para medir el valor de aB, la elipse debe estar bien centrada

a que dico valor queda determinado por los cortes con el eje vertical. *ara

centrar per!ectamente la elipse podemos usar el conmutador IC. Si

pulsamos dico conmutador para los dos canales, equivale a desconectar

las dos se'ales, con lo que observaremos un punto en la pantalla. Este

punto lo centraremos con los mandos que nos permiten despla)ar la se'al

de la pantalla "F:*8S para el eje ori)ontal, e G*8S o *8S;$;8J para el eje

vertical#. A continuación volveremos a la posición inicial con lo que

tendremos la elipse centrada. El cociente a1b determina el módulo de θ ,

su signo debe deducirse o bien por consideraciones !ísicas o bien por otrasmedidas distintas.

. E'pi5ue# re)erente a a parte e'peri%enta# si e'isten(i)eren!ias entre os vota$es %e(i(os " !a!ua(os.

Siempre e-istir(n di!erencias a que siempre van a estar presentes los

errores sistem(ticos, adem(s del margen de error que llevan consigo lasresistencias, del e!ecto de carga de los instrumentos de medida, pero

esta di!erencia casi siempre es mínima la mala manipulación deinstrumentos, a que la variación ocurre en los decimales. Se debeprocurar que sean las mínimas posibles.

1B. a9r* e)e!to (e !ar+a a %e(ir vota$es !on e ORC.In(i5ue as venta$as " (esventa$as (e utii2ar un ORC !onvot7%etro (e CA.

&omo todo instrumento de medida, el 8&, tiene una circuitería internala cual nos proporcionara un e!ecto de carga al medir el voltaje en un



circuito, el cual es peque'o. Si e-isten e!ectos de carga pues e-istenresistencias internas. %as ventajas de usar al 8& como un voltímetroson6

Las venta$as (e usar a ORC !o%o un vot7%etro son:

*odemos obtener el valor de varias mediciones en la pantalla del8&.

:Se puede usar para ver las características del cualquier tipo dese'al

Senoidal, cuadrada o triangular. Se puede observar la !orma de la se'al la calidad de la misma. : Se puede allar la relación de tiempo 1 división por ciclo de la se'al.

: Si el osciloscopio es digital, también se puede observar el voltajeefca) la

!recuencia de la se'al.

Las (esventa$as (e usar a ORC !o%o un vot7%etro son:

Solo aparece el voltaje m(-imo "a menos que el osciloscopiosea digital#, para encontrar el voltaje efca) se reali)a unaoperación matem(tica.

:*ara allar la !recuencia se invierte el valor obtenido en la marca detiempo por

división. :Se debe graduar bien el selector de ganancia vertical de tiempo por

división para evitar ver una se'al con distorsión.:Se corre el riesgo que las puntas de prueba estén !allando se

observe unase'al con ruido.

11. Consi(era (. E'a!ta a %e(i!i<n (e a )re!uen!ia%e(iante a %e(i!i<n (e perio(o.

El valor de esta medición no la consideraría e-acta, a que en caso

aamos calculado nuestro periodo por el método de conteo observación

de los cuadraditos o divisiones en la pantalla del osciloscopio, lo m(sprobable es que abremos cometido un error en la lectura puesto que no se

podemos afrmar con un 055K de certe)a que el valor calculado sea verdad,

en ese caso estaríamos caendo en un error por parte del estudiante,

nuestra medición es m(s que todo apro-imada. Aora en caso el c(lculo de

la !recuencia aa sido calculado a partir del periodo que nos muestra el

osciloscopio, diremos que ese valor podría ser un poco m(s !actible, pero

aun así también presenta un margen de error por parte del instrumento.

1&. Cuan(o es !onveniente e%pear a )re!uen!ia (e a re(

!o%o re)eren!ia para a %e(i!i<n (e )re!uen!ia %e(iante asf+uras (e issa$ouss.



%a condición para este método es que las dos se'ales sean

senoidales puras que la relación de !recuencia sea un número

entero a fn de poder observar una fgura est(tica en la pantalla del

osciloscopio. Si la relación no es un número entero, la fgura estar( en

permanente movimiento aciendo que la medición sea di!ícil. ;gualocurrir( si las dos !recuencias no son constantes aciendo que la

fgura se comience a mover.

%as fguras de %issajous resultan di!íciles de interpretar cuando la

relación de !recuencias es grande, porque las fguras resultan

complicadas. En tales casos es necesario apelar a otros recursos.

1/. Con!usiones.

• Al terminar este previo in!orme nos emos podido dar cuenta

que para el c(lculo de los par(metros de la corriente alterna,

podemos acer uso de diversos métodos como el conteo de

los cuadraditos de la pantalla del osciloscopio, las fguras de

%issajous "para el caso de la !recuencia (ngulo de !ase#.• El uso adecuado para la medicon del voltaje mediante el

voltímetro para corriente alterna.• +so del generador de se'ales para la visuali)ación de la

corriente alterna

I L I O F R A - G A

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