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EXPOSICI6N
Es importante que el estudiante de electrbnica comprenda completa-
mente el concept0 de la caida de tensibn en un circuito en serie. Se le
llama caida IR, ya que la Ley de Ohm establece que
E
IR y E, =:
E ,
E R 2 E R 3
. . . . . . . . . . . . . . . .
Considerando la tensibn tot al aplicada a un circuit o serie, como parte
de esta tensibn, se usa para vencer cada una de las resistencias del cir-
c u i t ~ . omo la corriente es constante en todos 10s puntos del circuito en
seri e, la perdida d e tensibn o caida IR puede calcularse facilmcnte, para
cualquier valor de resistencia, mediante la fbrmula
E,
=
I
x
R.
Combinando la Ley de Qhm y la Ley de Potencia, se puede derivar
una fbrmula muy util:
P
1 . Usando esta fbrmula, se puede encontrar
1
la potencia disipada e n cualquier resistencia, midiendo la corriente del
circuito.
LECTURA Y ESTUDIO
Lea en su texto, la seccibn sobre ~ i r c u i t o s n serie.
CENSION DE
INSTRUMENTOS Y COMPONENTES
C ~ R C ~ ~ ~ T O SN S E R ~ E
F ~ ~ e n t ee energia 0-25 Vcd
Voltimetro 0-25 Vcd
VTVM (6hmetro)
Miliamperimetro 0-lOmAcd
SES 501A
RI , R2 K, 1W
R:,,
R,
.5K, 1W
Tablero para experimentos
EXPERIMENT
1
Con un bhmetro, mida
y
anote el valor de RI,
R2
:, y R,
Complete la tabla A.
TABLA A
2.
Conecte las cuatro resistencias
y
el miliamperimetro en serie,
y
co-
nCctelos a las terminales de la fuente de energia. Vea la Fig. 10-1.
Ajuste la tensibn a 25 Vcd. Registre la corriente. I, . . . . . . . . . mA.
3. Usando valores de codificacibn de color de las resistencias, ;cu61 es
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .a resistencia total d el circuit o? R,
4 Usando R, del exp eri men t0 3 calcule la corriente I, . . . . . . . . . . . . . . .
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1 5K 1 5K
Fig. 10-1
5.
Compare 10s valores de corriente que se han encontrado en el ex-
pe ri me nt ~ con 10s del
4.
Expliqu e la diferencia de valores
6 La caida d e tensi6n en un resistor es ig11a1 a
I
X
R.
Usando 10s valo-
res codificados de cada resistencia calcule las caidas de tensi6n del
circuito. S up 6n g~ se ue la tensihn d e la fuente es
25
volts.
E ER E
ER4
R 3
7
Sume las cuatro caidas de tension calculadas en el experimento
6 .
;Son igua les a la tensicin supue sta
d c la
fuente?
Explique:
8.
Usando el mismo circuito del experimento
2
a-juste la tensi6n d e la
fuente hasta que el miliamperimetro
d6
una lectura de exactamente
r n A . E s =
9.
Complete la siguiente tabla midiendo primerar nente la tensi6n en
cada resistencia con el VTVM
y
compare tales valores con el valor
calculaclo.
Valor medido
e n
ohms
R
R
R2 X
R
10.
Su me las caidas d e tensi6n medidas).
TENSION DE
lR UlTOS EN SERE
E
medida
E R
ER2
ER3
=
ER*
E
calculada
ER 1
E E 2
E R 3
ER 4
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, , -E,,+E,,+E,,=
;Se compara este valor con la tension de la fu ente del experilneillo O?
11
Compare 10s valores de corrienle y tensi6n.
on Es 25 volts
I
(medido) H
on
I,
5 ma. Es (medido) R
12. Calcule la diferencia de resistencia entre el valor
codific do
del ex-
peri~nento y el valor real de It usando la informaci6n del expe-
rimellto
11.
Promedie 10; 130s valores de
R,
del experiinento 11, para
compensar tolerancias
y
error hurllano en la medici6n.
Compare la respuesta con el valor total del experinlento 1.
xplique:
PRU EBE SU S CONOCIMIENI OS
1
En un circuito de resistencias en serie, la suma de las caidas
d e
tell-
i6n alrededor de un circujto es igual a
2.
La
Fig. 10-2
es un circuito divisor de tensi6n con tres resisten,-ias
conectadas a ur.a fuente de 100 volts.
Las tensiones con respecto a1 purito
A
(terminal negativa) son.
En el punto 0 volts
En
el punto
C 75
volts
La corriente del circuito es 0.01 amperes . ;CuAl es ei valor de
Fig.
10-2
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3
iCual es
la
tension entre 10s puntos C
y B?
4
;Ci~ales la tensi6n entre 10s pi~r~tos
y D ?
5
Complete las frases sigiiientes, insertando las palab ras positivo o
nega tivo .
El piinto
D
es mas
que
el punto
A
El punto
C
es mas qu el
pun to
B
El punto B es mhs
q u e el punto C
El
p ~ ~ n t oes
ma s
que el punto
A
T NSION
DE
lR UlTOS N S Rl
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EXPOSICION
En 10s circuitos electronicos, muchos componentes se conectan en pa-
ralelo o de lado, suministrando asi trayectorias mi~ltiplespara el flujo
de la corriente. La corriente total d el circuito, por lo tanto, debe ser igual
a la suma de las corrientes en las ramas. El estudiante debe tener una
idea clara de estos circuitos.
Algunas veces es dificil para el estudiante principiante, darse cuenta
de que a1 agregar una resistencia en paralelo con otra, la resistencia
total de las dos es menor que el valor de cualquiera de ellas. Observese
desde el
punto de vista de la corriente: dos resistencias deben llevar mas
corriente que una sola, de manera que ambas deben ofrecer menos re-
sistencia que cualquiera de ellas por si sola.
Tambien es im portante comprender que, cuando se conecta una red
paralela de varias resistencias a una fuente de tension, la tension es
exactamente la misma en cada una de ellas. La corriente en una resis-
tencia dada se puede encontrar aplicando la Ley de Ohm: I, E,/R.
LECTURA
Y
ESTUDIO
RESISTENCI DE
Lea en su texto, la seccion de Circuilos en paralelo
ClRCUlTOS EN P R LELO
INSTRUMENTOS
Y
COMPONENTES
Fuente de energia 0-30 Vcd
Voltimetro 0-50 Vcd
Amperimetro 0-100mAcd
VTVM bhmetro)
SES 501A
R, , R, .5K, 1W
R, .3K1 1W
LP ,, LP,, LP,, LP, Lamparas miniatura
Tablero para experimentos
EXPERIMENT
1. Con un ohmetro, mida y anoie la resistencia d e R1, R2 y RR.
2
Conecte R1 y R, seglrln el esquema q ue se mu es tra e n la Fig. 11-1.
No las conecte a la f uente d e energia.
3. Los valores
codific dos
de R,
y
R, son de 1,500 ohms cada
u n o
Calcule
la resistencia t otal de R1 y R, en pa-ralelo.
R
Mida Ton u n bh metro la resistencia total d e R1 y R 2 en paralelo.
Valor medidoalor codificado
olerancia
R
R2
R3
C6digo de color
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Compare esta R calculada, con el valor medido en el experimento 3
7
Conecte
R p
R. en paralelo a la fuente de 30 volts. Conecte el ampe-
rirnetro en se rie, como er la Fig.
11
2.
La corrlente
total medida en este circuito es:
Calcule
R T
usando la Ley de Ohm R --
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Compare la
R
calculada con el valor medido en el experimento 4
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
8
Conecte R R 2 y
R a
a la fuente de 30 volts. Conecte el amperimetro
en serie.
coma
en la
Fig.
11-2.
La corriente total de este circuito es,
Calcule
3
usando la Ley de
Ohm R
9.
Conec-te una larnpara miniatura a la fuente de energia y ajustela para
volts de cd. Observe la brillantez de la lampara. Vea la
Fig. 11-3.
10.
Conecie
dos
lamp aras rn1niatur.a en par alr lo a
la
fuente. ;Se obser-
va que ]as latnparas bi-illan mas. menos o igual que en el experi-
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
11.
Conecte tres lamparas miniatura en paralelo y
a
la fuente. ;Estan
las lamparas mas, menos o igual de brillantes que en 10s experimen-
tos y lo?
12
Conecte cuatro 1amp.aras mini atu ra e n paralelo
y
a la fuente. ~ E s ta n
las lamparas mas. tnenos o igual de brillantes qae en 10s experimen-
tos 9, 10
y
1?
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
13. Teniendo las lamparas encendidas, quite Lina de ellas. ~Pe rm an ec en
encendidas las otras?
Fig. 11 3
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EXPOSICION
Todo estudiante novel se sentira interesado en el estudio del cornpor-
tamiento de la corri ente en un circuito en paralelo. El comprender a fondo
cstos principios basicos, le ayudari a proseguir con exit0 a circuitos mas
complicados.
Debe observarse en este experimento, que una conexion en paralelo
divide la co rriente total e n un circuito. Cada resistencia del circuito, lle-
vara su p art e de corriente, dependiendo d e su valor.
Tambien lo opuesto es cierto. Para encontrar la corriente total solo
es necesario sumar las corrientes individuales en cada resistencia.
Recuerdese tarnbien que un circuito de resistencias en paralelo conec-
tad0 a una f uente de tension, tendra la tension de la fuente en todas
cada una de ellas.
2
L E C T U R A
Y
E S T U D I O
Lea en su texto, la seccion sobre Circuitos paralelos.
I N S T R U M E N T O S
Y
C O M P O N E N T E S
Fuente de energia 0-30 Vcd
CORRIENTE DE
Voltimetro 0-50 Vcd
ClRCUlTOS EN P R LELO
Amperimetro 0-100 mAcd
SES 501A
R1; R, .5K, 1W
R:
.3K, 1W
Tablero para experimentos
E X P E R I M E N T 0
1.
Conecte las resistencias R1, R2 Rs en paralelo a la fuente de ener-
gia. Inserte el amperimetro en serie con el circuito en paralelo, como
se muestra en la Fig. 12-1. Ajuste la fuente de energia a 30 Vcd.
Fig. 12 1
iCu al es el valor de I,?
2. Reti re el amper imetr o conectelo en seri e solo con R1, como se
muest ra en la Fig. 12-2 A) .
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3
Conecte el ainperimetro en serie con R, solamente como se muestra
en la Fig. 12-2 B).
I
Z
4
Conecte el amperimetro en serie con R3 unicamente como se mues-
tra en la Fig. 12-2 C).
Fig. 12-2
5
Sume 10s valores de las corrientes que se han encontrado en 10s ex-
p e r i m e n t ~ ~, y 4 y comparela con la corriente total I del expe-
rimento
i
. . . . . . . . . . . . .I I I IT? Explique:
6
En 10s estudios previos se ha visto que la tensi6n aplicada a todas
las ramas de un circuito en paralelo era la misma. Por lo tanto
calcule usando 10s valores codificados de R1 2
y R y
una fuente
de tensi6n de 30 volts la corriente en cada rama de l circuito como
C O R R ~ E N ~ EE
se muestra en 12 Fig. 12-1.
ClRCUllOS EN P R LELO
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7
Anote 10s calculos
y
mediciones.
8.
Exprese sus conclusiones respecto a la corriente en un circulo paralelo.
IRI
I
IR3
IT
P R U E B E
SUS
CONOCIMIENTOS
1.
En la tabla del experimento
7
;IRl I I 1 para las co-
lumnas calculada rnedida?
2.
iPor quC son ligei-amente diferentes 10s valores medidos de la co-
Valor calculado
rriente en el experiment0 7, de 10s valores~calculados?
Valor medido
3.
Tres lamparas conectadas en paralelo, iusaran mas o menos energia
elkctrica que dos lamparas en paralelo?
4
Tres lamparas en serie, jusaran mas menos potencia que dos 16m-
aras en serie?
5.
Un amperimetro, jse conecta siempre en serie o en paralelo con un
circuito?
6
Un voltimetro, jse conecta siempre en serie o en paralelo con un
ircuito?
7. iQu6 significa el tb mi no derivado ?
8
iCu al es la resistencia total de una resistencia de 5,000 ohms una
EXPERIMENT
de 10,000 ohms, conectada en paralelo? R =
12
9. iC ua l es la resistencia total de una resistencia de 5,000 ohms y una
de 50,000 ohms en paralelo? R
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10 De la resistencia total qu e se ha encont rado en las preguntas 8 y 9,
iq ue conclusiones pueden sacarse? Indicaci6n: calcule la R de
5K
ohms y
lOOK
ohms en paralelo, para comprobar su conclusi6n)
NOTA: La relaci6n diez a uno es significativa en el diserio rapido de
circuitos electr6nicos. Cuando la relaci6n entre dos resistencias en
paralelo es de diez a uno o mayor, la Rr del circuit0 puede suponerse
igual a la resistencia mas pequefia.
CORRIEN TE DE
CIRCUITOS EN PARALELO
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EXPOSICIbN
Con frecuencia se requiere calcular la resistencia total de circuitos
combinados en serie y en paralelo. Esta resistencia total se conoce como
resistencia equivalente del circuito. Para calcular esta resistencia equi-
valente, so10 se necesita calcular la resistencia en serie y en paralelo, si-
guiendo un orden logico
y
usando las formulas apropiadas de los expe-
rimentos.
LECTURA ESTUDIO
Lea en su texto, la seccion sobre Circuitos en serie y en paralelo.
EXPERIMENT0
INSTRUMENTOS
OMPONENTES
Fuente de potencia 0-20 Vcd
Voltimetro 0-25 Vcd
Miliamperimetro 0-10 mAcd
SES 501A
ClRCUlTOS EN SERlE
Rj , R,; 0K, 1W
Y EN PARALELO
R, .3K, 1W
SWI nterruptor UPUT
Tablero para experimentos
EXPERIMENT
1.
El circuito de la Fig. 13-1 A) es una
disposition
serie-paralelo de re-
sistencias. En este circuito, R1 esta en serie con la combination de
R2 y R:, en paralelo. Si se calcula la resistencia en paralelo equiva-
lente de R2 y R:,, se le pued e llam ar despuks conectese el
grupo e n serie con R1 como se muestra en l a Fig. 13-1 B) . Luego se
puede calcular la resistencia total de este circuito de resistencias en se-
rie y llam ar al resultado la Rtota, como se mues tra en la Fig. 13-1 C).
EQUIV.)
TOTAL)
Fig. 13-1
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2. Para encontrar la resistencia total de un circuito serie-paralelo. debe
s~ st it ui rs e l circuito paralelo con su resistencia equivalente
y
tratar
el resto como un circuito simple de resistencias en serie.
3.
Constituya
el
circuito mostrado en la Fig. 13-2. Calcule la resistencia
en paralelo de R y R::.
equivalente
ohms
Fig. 13 2
4
Calcule la resistencia total en serie del circuito.
(calculada) ohms
5 Con SW bierto. mida la resistencia total del circi~ito.usando el
bhmetro.
Rtota (medida) ohms
6
,Son similar es 10s resultad os de
10s
experimentos 4 5?
xplique:
7.
Usando la resistencia total rnedida del circuito, calcule la corriente
que habra de aparecer en el amperimetro cuando
SW
ste cerrado.
I
(calculada) mAcd
8
Cier re SU , y mida la corr iente efectiva del circuito.
I (medida) mAcd
ClRCUlTOS EN SERlE
Y EN
P R LELO
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. . . . . . . . . . . .
iSon similares 10s resultados de 10s experimentos y
8?
Explique:
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
10 Calcule las tensiones entre 10s puntos A-B, B-C
y
C-D usando la co-
rriente medida del circuito, que se encontrci en el experiment0
8.
A-B calculada)
. . . . . . . . . . . . .
volts
B-C calculada) . . . . . . . . . . . . . volts
C-D calculada) volts
11
Usando el VTVM mida las tensiones entre 10s mismos puntos.
-B medida) volts
. . . . . . . . . . . . . . .
-D medida) volts
. . . . . . . . . . . . . . .-C medida) volts
. . . . . . . . . .
2
;Son similares 10s resul tados de 10s experimentos 10
y
l l ?
Explique: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
13
Alambre el circuito que
s
muestra en la Fig. 13-3.
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Muestre el procedimiento paso por paso para det erm ina r la resis-
tencia total calculada de este circuito.
Rtota l
ohms
total mAcd
14.
Calcule las tensiones en cada una de las resistencias del circuito
y
anote 10s valores en la tabla
A.
15
Cierre
SW y
ajuste
E
exactamente para
19
Vcd. Use el VTVM
y
mida las tensiones en cada resistencia del circuito anota ndo 10s va-
lores en la tabla.
T BL A
Volts calculados
Volts medidos
PR U E B E S U S C O N O C IM I EN T O S
1.
En el circuito de la Fig. 13-2 ;da la suma las tensiones en A-B B-C
y
C-D
la tensibn de la fuente?
2.
;Que ley de circuitos se demuestra en la pregunta
I ?
Ri
3. Calcule la energ ia disipada en cada resistencia de la Fig. 13-2.
R1
Watts
R
Watts R: Watts
R Watts
4
Calcule la corrie nte en cada una de las resistencias siguientes de la
Fig . 13-3 usa ndo 10s valores de tensi6n medidos.
R i
r
R
R5
mAcd
R ;
mAcd
R7
mAcd
ClRCUlTOS EN SERlE
Y EN P R LELO
R3
R
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EXPOSICIBN
Dos componentes muy utilizados en 10s circuitos electrbnicos son s
milares en su construcci6n, aunque efectlian servicios dif erentes. El re6
tat0 es un dispositivo de control de corriente, ya qu e la controla haciend
variar la resistencia del circuito y e l potencibmetro da una resistencia fi
en el circuito y un medio de controlar el potencial elhctrico.
LECTUR
Y
ESTUDIO
Lea en su texto, la seccibn que se refiere a Potencibmetros y re6stato
INSTRUMENTOS Y COMPONENTES
Fuente de energia 0-35 Vcd
Voltimetro 0 50 Vcd
VTVM bhmetro)
Arnperimetro 0-100 mAcd
R
K, Potencibmetro,
?4
Watt
R: K, 1W
Ra
.5K, 1W
Tablero para experimentos
POTENCIOMErROS pEBIME
REOST TOS
1
Examine la construccibn del potenci6metro de 1,000 ohms. Conecte
bhmetro a las dos terminales exteriores y rnida su resistencia.
R ohm
2. Conecte el bhmetro entre una terminal exterior y la terminal centr
brazo del potenci6metro). Mida el rango de resistencia observand
el 6hmetro a1 hacer girar el eje del potenci6metro.
R ngo
min. a m6x.
3. Conecte el potencibrnetro de 1,000 ohms a la fuente de energia. Ajus
la fuente de energia a 10 volts de ed. Conecte el VTVM usando
rango de volts cd), entre la terminal negativa de la fuente de ene
gia y la terminal centra l del potenci6metro: Vea la Fig. 15-1.
Mida las tensiones siguientes:
Fig. 15-1
con
R
n su maxima posici6n a1 contrario de las manecillas
con
R
n su posicidn maxima en el sentido d e las manecillas
Rango de tensibn min.
a
mix.
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I
Conecte el amperimetro en serie con el circuit0 del experiment0 3
como se rnuestra en la Fig.
15 2.
;Varia la corriente a1 hacer girar el potenciometro?
Expliquc
TVM)
Fig. 15-2
Conecte el potenciometro de 1 000 ohms como ur reostato en serie
con una resistencia de 1 000 ohms
y
un amperimetro a las terminales
de la fuente de energia. Ajuste la f uenie de energia a 20 Vcd. Vea la
Fig. 15-3.
Fig. 15-3
6
Haga girar el reostato a la maxima posicion en direcci6n contraria
a
las manecillas del reloj .
I
Haga girar a1 reostato a la posicion maxima en el sentido de las
manecillas.
iCual es el rango de ajuste de la corriente? min. a mix.
7.
Conecte sucesivamente 10s circuitos en serie como se muestran e n
la
Fig.
15-4 usando las resistencias de 1 000 y 1 500 ohms y el poten-
cibmetro de 1 000 ohms a una fuente de energia de
35
volts cd.
Conecte el VTVM entre la terminal negativa de la fuente de energia
y
la terminal centra l del potenciometro en cada caso.
POTENCIOMETROS
REOST TOS
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Mida las tensiones de la Fig. 15 4 A ) que se especifican a con
tinuacion:
con RI maxima en sentido inverso a1 de las rnanecillas
E con R1 mix im a en el sentido de las manecillas
Rango de tensi6n min. a max.
Fig.
15 4
8. Mida las tensiones de la Fig. 15 4 B ) segun estos datus:
E
con R1 maxima en sentido inverso a1 de las manecillas
E con RI maxima en el sentido de las manecillas
Rango de tension min. a max.
EXPERIMENT 9
Mida las tensiones de la Fig. 15 4
c)
eglin estos datos:
E
con
R1
maxima en sentido inverso a las manecillas
5
E
con R1 maxima en el sentido de las manecillas
Rango de tensi6n min. a
mix.
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PRUEBE SUS CONOCIMIEXTOS
1 Suponga que tiene una fuente de tension de
100
V y una corriente
maxima de 20mA; con estas limitaciones, diseiie y dibuje el esquema
de un divisor de tensibn para producir un rango ajustable de 4 V a
60 V.
2.
Dibuje otro esquema para producir un rango ajustable de tension de
cero a 4 volts, suponiendo que prevalecen las mismas condiciones que
en la pregunta
1.
3 ;Cua1 debe ser la potencia nominal de cada resistencia y potencio-
metro usados en las preguntas 1
y
2?
NOTA:
Las clasificaciones del potenci6metro se expresan en watts
para el uso pleno de 10s devanados. Un potenci6metro de 2 watts y
1,000 ohms tiene una capacidad mix ima de transporte de corriente de:
I
1,000 2
I 2/1,000 1/500
I
0.044 amps. 6 44 mA (aprox.)
4
~ Q u ignifica una reduccion lineal?
5
~QuC.ignifica una reducci6n logaritmica?
REOST TOS
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RT= . . . . . . . . . . . . . .
Ilinea-
. . . . . . . . .
.
3. Conecte la fuente y a j~s t e l a 35 volts de cd. iCu61 es la corriente
medida en la linea? Usando el
VTVM
cuiles son las tensiones
medidas?
E
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
;Se observ6 algun cambio en la
I,,,,
durante las mediciones de
tensibn?
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.
Usando el valor medido de la y conociendo a E ;cu d es la
resistencia total deZ circuito?
RT ................................
~D if ie re ste valor de
R,
del valor calculado en el experiment0
2?
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .xplique:
5. ;Se verifica que la suma de 10s valores medidos de:
ER1
ER2
E 35 volts? ..................
6 Sup6ngase que cierto dispositivo electronic0 que se ha construido
tiene una resistencia de
1,500
ohms y requiere cerca de 15 volts para
su operaci6n. Si se examinan 10s datos del Paso 3, vemos que la
tensi6n medida con el
VTVM
entre 10s puntos A
y B,
se acerca a 10s
15 volts requeridos. Podria parecer si no se reflexiona), que la .carga
deberia estar conectada entre 10s puntos
A
y
B.
Proceda ahora a pro-
bar si su selecci6n es o no correcta.
El dispositivo debe estar representado por la resistencia de 1,500 ohms
( ,); que esta conectada entre
A
y
B.
Haga 10s mismos cilculos y
mediciones que en 10s experimentos y
3.
Complete la tabla
A
DIVISORS
E TENSION
RT
e a
Em
Em y
E
L
TABLA
Valor calculado
Valor medido
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;Ha cambiado- a corriente en la linea?
~ O p er a r a orrectamente el dispositivo?
xplique:
8
Conecte una resistencia de 22K ohms para la R del circuito. Mida
nuevamente las tensiones
y
complete la tabla
B
asegurese de quita
la resistencia R de 1.5K).
Tabla
ER,
ER2
ER, y ER
L
Compare la tensi6n de la carga en este experimento, con 10s resulta
dos del 7. ~ Q u e onclusiones pueden obtenerse?
Valor medido
iPor que no habia cambio aparente en la corriente de la linea de
experiment0
3
cuando solo estaba conectado el VTV a
R: ?
6
9
El punto de referencia del cual se miden las tensiones, debe com
prenderse con claridad. El lado negativo de un circuito se conecta co
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frecuencia a un chasis o a tierra. En el divisor de tensibn considerese
el punto
B
como el punto de referencia. Haga las siguientes medicio-
nes de tensi6n con la punta de prueba negativa del
VTV
conectada
a1 punto
B.
Complete las siguientes afirmaciones.
El punto C es volts positivo o negativo)
El punto D es volts positivo o negativo)
ADVERTENCIA: Carnbiar la polaridad del instrumento de medici6n
El punto A es volts positivo o negativo)
10.
Una desventaja del divisor de tensi6n resistivo, es que debe consu-
mirse energia. Calcule la energia total gastada en el circuito de la
Fig. 16-1.
Calcule la energia disipada en cada resistencia.
PRUEBE SUS CONOCIMIENTOS
1. Diseiie
y
dibuje un diagrama del circuito de un divisor de tensibn,
similar a1 de la Fig. 16-1, que tenga un potencial de diez volts en-
tre
A
y
B,
cuando una carga
R
de
5 000
ohms esta conectada entre
esos puntos.
2. Si una fuente de energia esta conectada a tierra en su terminal
negativa, ipuede obtenerse una tensi6n negativa con respecto a tierra,
e un divisor de tensi6n conectado a dicha fuente?
xplique:
3.
iC6m0 puede obtenerse una tensibn de 12 volts del circuito divisor
de la Fig. 16-I?
4
iQuk otras tensiones se pueden obtener del divisor, suponiendo que
la resistencia de carga de la pregunta
3
permanece conectado a1
circuito?
lVlSORES E TENSION
8
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ULTIPLIC DORES
DE TENSION DE CD
EXPOSICIdN
El voltimetro cd se usa para medir la tensi6n o diferencia de poten-
cia1 entre dos puntos en un circuit0 elbctrico. Si se usa para medir ten-
siones muy pequefias, recibe el nombre de milivoltimetro. El voltimetro
tiene un movimiento de medidor basico (comunmente del tipo de bobina
m6vil o D Arsonval) y una o mas resistencias multiplicadoras, llamadas
multiplicadores. Los multiplicadores aumentan el alcance del instrumento,
para obtener las tensiones deseadas. La mayor parte de 10s voltimetros
comerciales de tablero contienen en su interior las resistencias multi-
plicadoras.
El instrumento de bobina m6vil requiere que pase cierta corriente a
travPs de esta, para que la aguja se mueva hasta el maximo.
Dependiendo del instrumento, la lectura de la corriente maxima de
la escala puede corresponder a cualquier valor entre 50 microamperes a
varios miliamperes. Todos 10s voltimetros de este tip0 deben tomar co-
rriente para que la bobina pueda girar. Si requiere muy poca corriente
para obtener una deflexi6n total en la escala, la sensibilidad del instru-
mento se considera alta.
Si requiere varios miliamperes, el instrumento es mucho menos sen-
sible.
LECTUR ESTUDIO
Lea en su texto, la seccion sobre Voltimetros
y
movimientos de me-
didores.
INSTRUMENTOS COMPONENTES
Fuente de energia 0-25 Vcd
Voltimetro 0-5-25 Vcd
VTVM (ohmetro)
SES 501A
MI Miliamperimetro 0-1 mAcd
R 10K Potenci6metr0, W
Rr 2K,
W
Tablero para experimentos
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EXPERIMENT
1
En 10s estudios de 10s movimientos de un medidor se
ha
visto que
hstos tienen cierta resistencia interna
y
tambien se identifica por una
cierta cantidad de corriente para la deflexi6n de la aguja a escala
completa. El instrumento usado en el experiment0 requiere un mi-
liampere de curriente para la deflexion completa de escala. Forme ur
5rcuito en serie con
el
potenciornetro de
1OK
(conectado comc reos-
tato)
y
el medidor de O.lmA indicado en la Fig. 17-1. conecte a
la
fuente de energia.
Fig. 17-1
Haga girar el brazo a la resistencia maxima. Muy cuidadosamente,
ajuste la tension de la fuente exactamente a 2 Vcd. Reduzca ahora
lentamente la resistencia hasta que el instrumento db una lectura de
exactamente un miliampere. ;Cual es la resistencia total calculada del
circui to?
2
Retire cuidadosamente del circuito, el potenciometro, aun conectado
como reostato y mida su resistencia con el ohmetro.
R
=
................................
3 iCuil es la resistencia del movimiento del instrumento?
instrumento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Que tension aplicada a1 instrumento solamente, causaria la deflexion
completa de escala?
=
I x
Rinstrumento
. . . . . . . . . .
El rebstato usado aqui hace las veces de una resistencia multiplica-
dora. La escala del instrumento se puede calibrar para que d6 una
lectura de
0 2
volts.
4 Calcule la resistencia multiplicadora de una escala de
0-25
V.
MULTl
PLIC DORES
DE TENSION DE
CD
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EXPOSICIrSN
E l
puente d e Wheatstone recibi6 ese nombre en honor del fisico inglks,
Si r Charles Wheatstone (1802-1875), que estaba asociado con Michael
Faraday y fue profesor en el King's College de Londres, El circuito de
puente se usa extensamente para hacer mediciones precisas de resisten-
cias. Esta caracteristjca permite usar el circilito de puente en la ciencia y
la industria, como un mktodo para convertir temperatura, deformaci6n.
distorsion, sonido, luz y otros efectos fisicos
a
una setial electrica, para
s u
medicion precisa.
LECTURA ESTUDIO
EXPEWMENTO
Lea en su texto la secci6n correspondiente a Puente de Wheatstone
INSTRUMENTOS COMPONENTES
Fuente de energia 0-3 Vcd
Vo tim.etro 0-5 Vcd
hmetro
Galvanbmetro
SES 501A
R1 Rr 0K, 1W
PUENTE DE
R3 K
Potenci6metr0, %W
WHE TSTONE
R.4
Rs K, 1W
2
Bobinas pequefias
Robina grande
Reactor 8.5H
Bobina lOmH
SWl nterruptor de b o t h N. A. (Normalmente Abierto)
Material miscelaneo (no se suministra)
Lima
Trozo de cart6n
EXPERINTENTO
1. Fara hscer mediciones precisas con el circuito de puente, conviene
que
R
y
R
engan el mismo valor. Seleccione las dos resistencias
de 10K ohms y midalas con un 6hmetro. La magnitud de la resis-
tencia de menor valor puede aumentarse linlando una muesca en
su costado. Lime un poco
y
luego mida. Continhe limando hasta que
su resistencia sea igual
a
la de la mas alta.
2
Forrne un cuadrante de cart6n para el potenci6metro Rs. Haga girar
el potenci6metro
(conectado como reostato) a una resistencia cero
y
marque el 0 en el cuadrante en este ajuste. Usando el bhmetro,
calibre el cuadrante en pasos de
25
ohms, de cero a 1,000.
a
esta
todo listo para formar el puente.
3
Conecte el circuito de puente como se rnuestra en el esquema de la
Fig. 20-1. Inicialmente, ajuste la tensi6n a un volt. El interruptor
de b o t h SW, actua como dispositivo protector del galvanbmetro,
conectando el instrumento solo momentaneamente durante el equi-
librio.
4
Ahora sera necesario seleccionar una resistencia desconocida, con un
valor entre 10 y 1,000 ohms (puede usarse la bobina grande, ya que
su resistencia se encuentra dentro de estos limites). Conecte en el
puente esta resistencia desconocida como R,. Lleve
R J
a unos 500
ohms, oprima SWl y ajuste
R
a una indicacion cero en el me-
didor. Aumente la tensib de la fuente hasta 3 volts y oprima nue-
vamente SW,. Reajuste R3 para volver
a2
equilibrio si es necesario.
5.
Se tiene ya el puente balanceado en el punto que
se
llama equilibrio
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cero. Como Rl y R2 son iguales, el ajuste del cuadrante de R3 es
igual a la resistencia de La lectura del cua-
drante de R3 es igual a
Fig.
20-1
6
;Cual es el valor de R, medida con el bhmetro?
R
;Se comparan favorablemente 10s resultados de 10s experimentos 5
y
6?
7.
Mida la resistencia de 10s siguientes componentes, empleando el
puente.
8 Conecte en el puente las dos resistencias R4
y
Rr en paralelo, como R,
y equilibrelo. Conecte en circuit0 corto SW1, empleando un brincadcrr.
El puente debe permanecer balanceado. En caso contrario, vuelva a
equilibrar con
RH
aliente una de las resistencias que forman Rx,
Bobina lOmH
Reactor 8.5H
2)
Bobinas pequefias (en serie)
con un cerillo. ;Desbalancea esto a1 puente?
Ohms
Ohms
Ohms
iPor que?
Equilibre nuevamente el puente y determine la resistencia de R, en
caliente.
Rx (caliente)
iAumenta o disminuye la resistencia de las unidades de carb6n cuan-
do se calientan?
PRUEBE SUS CONOCIMIENTOS
PUEN TE DE
1 iC l es la resistencia maxima que puede medirse en
un
puente ex-
WHEATSTONE
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perimental?
mix,
2.
;Corn0 puede aume ntars e el rango de este puente a
10,000
ohms
3
Suponga 10s valores siguientes de un puente en balance cero. Consult
la Fig.
20-1.
1
200
ohms R:
100
ohms RA
100
ohms R,
1 1,000 ohms R2 2,000 ohms RR 5,000 ohms R,
,
25K
ohms R2
5.6K
ohms R3
1 0K
ohms R,
R ,
10K ohms
R.)
4K ohms
R:3
5K ohms
R,
.
iC6m0 se puede usar este puente para medir temperatur a?
5.
iC6m0 se puede usar un puente para medir el nivel de agua en un
tanque?
6.
Cuando el puente esta balanceado jcual es la tensi6n de R1 con res
pecto a R3?
uando el puen te esta balanceado jes
IR1 IR3?
xplique:
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En 10s experimentos previos, se han conectado 10s circuitos, a fuen
de energia
qu surninistran corrien te directa (cd)
.
Hay muchas aplicac
nes en el campo electrbnico, sin embargo, que requieren corriente alter
(ca). n 10s experimentos subsecuentes, 10s circuitos pueden reque
tan to cd como ca. Es, pues, importante comprender la diferencia en
las dos.
Una corriente directa se considera como un flujo de electrones
una direcci6n solamente. Los electrones fluyen de la terminal negati
-) de la fuente de energia, a travks del equipo elbctrico a1 que esta c
nectada y nuevamente a la terminal positiva
+)
de dicha fuente. L
voltirnetros y amperimetros que se han usado hasta ahora han teni
24
marcadas lai terminales como positiva o negativa, de manera que se sa
c6mo conectarlos adecuadamente a1 circuito.
orriente directa cd)
En realidad, existen dos clases de corriente directa, que se pued
llamer cd pura y cd pulsante. La cd pura es aquella que-no cambia
valor o magnitud y fluye a un nivel constante hasta que s descone
CORRIENTE
DIRECTA Y ALTERNA
Cd
PURA (NIVEL CONSTANTE)
TIEMPO
(A)
d PULSAN CE (NIVEL VARIABLE)
TIEMPO
(B)
Fig. 24 1
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35/45
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que llevan electricidad a1 hogar, conducen corriente alterna. Nos expresa
mos en terminos de 120 Vca, 60 hertz.
Esta tensi6n de linea en el hogar tiene una frecuencia de 60 hert
(ciclos por segundos). (En otros lugares, 50 hertz. Nota del Traductor
Esto significa que la tension o corriente cambia de direccion 60 veces e
un segundo. Por tanto, el tiempo para completar un ciclo es
1/60 d
segundo.
La amplitud maxima de una onda de ca recibe el nombre de valo
pico de la onda. Las abreviaturas comunes para la tensi6n y la corrien
son, respectivamente: E Epico
o
Imlx. IpiW.
Debido a que las tensiones de corrientes alternas cambian periodica
mente, tanto en direcci6n como en magnitud, no se pueden usar instru
mentos de cd para medirlos. Los instrumentos para corriente continu
miden valores medios. El valor medio de una onda senoidal de corrient
alterna, es cero.
Los voltimetros y amperimetros de ca miden
v lores efic ces
(llam
dos valores rcm). El
v lor efic z
de una corriente alterna produce un
cierta cantidad de calentamiento en una resistencia, comparable a1 qu
se produce por medio de una cd pura del mismo valor. Una corriente d
5 amperes ca rcm producira el mismo calor en una resistencia, que 5 am
peres cd. El valor termico de una corriente se mide segun 12R
y
por
tanto, es proporcional a la corriente elevada a1 cuadrado. En circuitos d
ca, una resistencia se calienta independientemente de la direcci6n del fluj
de la corriente. El cuadrado de una corriente negativa (-I) sigue siend
I
= un valor positivo; segun se sabe por el algebra). El tbrmino rcm
significa raiz cuadrada media o sea la raiz cuadrada del medio de 10s cua
drados. El valor eficaz o rcm
de
una onda senoidal esta dado por l
formula:
ef =
Ire
= 0.707 ImAx.
No siempre se usa el simbolo rcm. Si el manual pide ajustar la tensi6n d
ca
a 5 volts, significa que es 5 volts rcm.
En este experiment0 se haran comparaciones entre corrientes alte
nas
y
continuas.
LECTUR
Y ESTUDIO
Lea en su texto la seccion correspondiente a Corriente alterna (ca)
directa o continua (cd)
INSTRUMENTOS Y COMPONENTES
Fuente de energia 0 7 Vcd
Fuente de energia 0-15 Vca
Voltimetro 0 25 Vcd
Voltimetro 0-15 Vca
Amperimetro 0-1 Acd
Amperimetro 0-0.5 Aca
VTVM
SES
501A
LP1 impara miniatura
SWI
nterruptor UPUT
Pila solar
l
K W
CR1
iodo de silicio
4
Tablero para experimentos
EXPEBIMENTO
1 Se probara que el valor
eficaz
rcm de la corriente alterna produce
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misma potencia calor, luz) que la corriente continua. Construya el
circuito ilustrado en la Fig. 24-3. Coloque la lampara miniatura con-
tra la pila solar, de manera que la lampara de hecho toque la placa
frontal transparente.
Fig. 24-3
2. Cierre el interruptor SW1 y ajuste cuidadosamente la fuente de ener-
gia cd a 6 5 Vcd. La lampara miniatura debe brillar normalmente. El
VTVM conectado a las terminales de la pila solar da una indicaci6n
de la intensidad de luz que incide sobre la pila solar.
3.
Mida cuidadosamente y anote la corriente directa que fluye a traves
de la lampara.
Acd
4 Calcule la energia cd usada por la lampara.
W
5 Mida y anote la salida cd de la tensi6n de la pila solar.
Vcd
6 Registre las mediciones anteriores en la tabla, en la columna corres-
pondiente a cd.
7
Sin alterar la posici6n de la lampara en la pila solar, realambre el
circuito de ca, como se muestra en la Fig. 24-4. Observe que 10s
medidores de ca no tienen indicaci6n de polaridad, ya que no im-
Fuente de
energia
cd
ca
porta como se conecten las terminales. Invirtiendo las conexiones a
ias terminales, no se hara que la aguja se deflecte hacia la izquierda
de la escala.
8 Repita 10s experimentos 2, 3, 4 y
5
usando la fuente de energia de ca.
9
Corriente alterna registrada en la lampara.
Aca
CORRIENTE
DIRECT
Y
LTERN
Volts
V
Corriente
Potencia
W
Salida
VTVM
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38/45
Fig. 24 4
10.
Potencia consumida por la limpara.
W
11. Tensi6n de salida de la pila solar.
Vcd
12. Registre las mediciones anteriores en la tabla.
13. Examine la tabla. iSon las mediciones de corriente continua las mis-
as que las de la corriente alterna?
xplique
iconfi rma la tensi6n de salida de la pila solar a1 ser iluminada por
la limp ara bajo ambos tipos de tensibn las conclusiones anteriores?
14 Pida a1 instructor que muestre las formas siguientes de cd y ca en el
osciloscopio como preparaci6n para el siguiente experimento.
15.
Conecte el circuit0 de la Fig. 24 5 A). Con el osciloscopio conectado
a 10s puntos
B
ajuste la tensi6n de la fuente a 12 V
y
pidale a1
instructor que ajuste 10s controles para exhibir el patr6n de ondas
senoidales. Dibuje la forma de onda correspondiente identificando
el pic0 y 10s valores de pic0 a pico.
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Haga variar 10s controles de la fuente de energia anate c6mo varia
la amplitud de la forma de onda. Independientemente de que se sepa
que la fuente de energia es de ca jc6m0 puede saber que esta pre-
sente una tensiBn de ca observando el miliamperimetro de cd?
Existe alguna cd en cualquier parte del circuito?
Se puede leer una tension en el
VTVM
Fig. 245
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40/45
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6 Si
la frecuencia de una onda es
1 000
hertz ciclos por segundo), jcual
s la longitud de tiempo para un ciclo?
7
;Se puede cargar una bateria de automovil en
ca
CORRIENTE
DlRECT Y LTERN
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E X P O S I C I O N
El osciloscopio ha aumentado en popularidad y utilidad, de manera que
ahora puede considerarse como un instrumento basico de prueba en talle-
res de servicio en la industria, asi como en laboratorios de investigation
y desarrollo. El osciloscopio permite a1 ingeniero o tkcnico observar lo que
sucede en un circuito electronico. Da una presentacibn visual de la am-
plitud, frecuencia y forma de onda de una seiial, en un punto dado del
circuito.
L E C T U R A E S T U D I O
Lea en su texto la seccion que se refiere a Osciloscopios.
XP RIM NTo
studiar un Manual de osciloscopios.
5
N S T R U M E N T O S C O M P O N E N T E S
Fuente de energia. 0-40 Vca
Fuente de energia 0-35 Vcd
Voltimetro 0-75 Vca
Osciloscopio
Generador de AF
EL OS ILOS OPIO
VTVM ca
SES 501A
R1 K, 1W
R 1.5K, 1W
RR .3K 1W
Tablero para experimentos
Material &scelineo (no se suministra)
Radio funcionando
E X P E R I M E N T 0
1.
Estudie la seccion de su texto que se refiere a la forma de familiari-
zarse con el osciloscopio, asi como el Manual del osciloscopio. Aprenda
la funcion de cada perilla de ajuste del osciloscopio.
2 Conecte la salida de la fuente variable de energia ajustada a 6.3 Vca,
a las terminales de entrada vertical del osciloscopio. Coloque en
posici6n la imagen, por medio de 10s controles de centrado y V.
Ajuste 10s controles de intensidad y foco para tener el trazo mas
precis0 y con una brillantez satisfactoria. Seleccione un rango de ten-
sion V y ajuste la ganancia vertical para obtener un patron de unos
cinco centimetros de alto en el centro de la pantalla. Con el selector
de sincronizaci6n en la posicion INT, ajuste el rango de barrido de
manera que incluya 6OHz y ajuste el barrido para una exhibici6n
estacionaria de tres ciclos de la onda.
3.
Si el osciloscopio tiene
calibration
interna, estudie el manual para
haceq 10s ajustes apropiados. El osciloscopio se puede calibrar con una
tension conocida de entrada como la usada en el experiment0 2. Con
10s 6.3 Vca aplicados a1 osciloscopio, ajus te el control de GANAN-
CIA VERTICAL hasta que la onda se extienda un cierto numero
de divisiones en la cuadricula de la pantalla (grat icula) . Por ejemplo,
a 4 volts por centimetro en la escala graticula,
1.8
divisiones es igual
a 7.2 volts. Vea la Fig. 25-1.
iPor qu una tension rcm de 6 .3 volts mide aproximadamente 7.2 volts
sobre un osciloscopio?
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Fig.
25 1
4
Despues de una calibracion como la del experiment0
3
mida varias
tensiones de ca desconocidas que pueden obtenerse de la fuente va-
riable de ca. Compare la medicion en el osciloscopio con la tension
medida con un voltimetro de ca. i el osciloscopio tiene una terminal
multiplicadora, usela para hacer mediciones de alguna tensi6n mas
alta.
5
Aplique varias tensiones cd a las terminales V del osciloscopio
y
ob-
serve si existe algun cambio vertical en el trazo.
6 Conecte un generador de AF a las terminales
V
del osciloscopio. Ajus-
te el generador a 200H2, con una salida de 10 volts de pic0 a pico.
Ajuste el rango de barrido
y
el vernier para observar cuatro ondas
senoidales. iCual es la frecuencia de barrido del osciloscopio?
Hz.
7
Ajuste e l generador AF a 1,000Hz. Use e l rango y el vernier para
exhibir cuatro ondas senoidales. Cual es la frecuencia de barrido
de l osciloscopio? Hz.
8
Cambie la salida del generador de AF, de manera que aparezca una
onda de 15 volts de pic0 a pic0 en el osciloscopio.
9
Cambie el generador de AF hasta obtener una salida de onda cua-
drada, y repita 10s experimentos
7
y
8.
10. Conecte el osciloscopio a la bocina de un radio y encikndalo. Observe
la forma de onda de la voz o musica.
11.
Construya el circuit0 de la Fig. 25-2. Usando el VTVM mida
y
anote
en la tabla las tensiones en las terminales mostradas. Repita usando
el osciloscopio calibrado y anote.
EL OS llOS OPlO
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I
I
A D
Terminales
B D
C-D
ompare 10s resultados y explique:
VTVM
volts d e pic0 a pico)
Fig. 25-2
Osciloscopio
volts de pic0 pico)
PR U E B E S U S C O N O C I M I E N T O S
ide el osciloscopio tensibn o corrien te ?
2. Una fue nte de
6 3
volts rcm se usa para calentar el catodo de un tub
1 vacio 6AU6 Cual es el valor de pico de esta tension?
3
Puede usarse un osciloscopio en lugar de un VTVM. iQue ventaj
tendria, si es que las ha y?
;Cual es el objeto del control
de
sincronizacion?
XP RIM NTo
.
iP ue de un osciloscopio medir una tensi6n d e cd? Explique:
8/16/2019 practica-10-25.pdf
45/45
6 iDebe exhibirse ~610 n punto en la pantalla del osciloscopio?
Explique
7
Anote 10s controles del osciloscopio que afectan: a la altura de la
onda;
b
el ancho de la onda;
c
la brillantez del brazo;
d
la pre-
cisi6n del trazo;
e
la estabilidad del trazo,
y
f la posici6n del
trazo.
8 iQue tip0 de terminales de prueba se usan en e l osciloscopio?