Práctica Ejercicio Situado 3

Los elementos y equipos de medición que se van a utilizar son:

• Osciloscopio RIGOL DS1102E
• Dos generadores de señales DG1022
• Dos selectores de dos posiciones
• Cargas capacitivas y resistivas del Módulo de Cargas DL 1017
• Accesorios (Conectores banana-banana, banana-caimán, caja de herramientas)

 

• Montaje del circuito

En la Figura 5.10.8, se observa el montaje con la conexión del circuito objeto de estudio para su solución.

Figura 5.10.8 Montaje del circuito objeto de estudio sin equipos de medición

Se procede a configurar los generadores de señales con los parámetros diseñados para el circuito propuesto.

Para la señal sinusoidal se realizaron las siguientes configuraciones, tanto de tensión pico a pico, ángulo de fase como de frecuencia.

Figura 5.10.9 Tensión pico a pico para la señal sinusoidal

Figura 5.10.10 ángulo de fase para la tensión de la señal sinusoidal

Figura 5.10.11 Frecuencia de la señal sinusoidal

Para la señal escalón se realizaron configuraciones de frecuencia, Lowlevel, Highlevel y porcentaje del ciclo de la señal (DtyCyc).

En la siguiente figura, se muestra la tensión Highlevel que se configuró en 10 , que es la tensión pico que estará por encima del eje positivo, puesto que, por definición, la función escalón no tiene valores negativos, razón por la cual el campo Lowlevel también se configuró en 0 , como se enseña en la Figura 5.10.13.

Figura 5.10.12 Tensión pico de la señal escalón.

Figura 5.10.13 Tensión para el nivel negativo de la señal escalón.

La opción DtyCyc es el porcentaje en el cual se va a dividir el periodo de la señal escalón o cuánto tiempo estará encendida y cuánto tiempo se encontrará apagada; para este caso se configuró al 50, lo cual quiere decir, que para la mitad del periodo la señal va a estar encendida y para la otra mitad, la señal va a estar apagada.

Figura 5.10.14 Porcentaje para el periodo de la señal escalón.

Figura 5.10.15 Frecuencia para la señal escalón.

• Montaje de los equipos de medida

Figura 5.10.16 Conexión de la sonda del osciloscopio RIGOL DS 1102E al circuito propuesto.

Figura 5.10.17 Montaje del circuito objeto de estudio con equipos de medición

En el montaje de la figura anterior se instala el osciloscopio, que será el equipo de medición de la tensión, conectado a las terminales del modelo real del condensador.

• Procedimiento

Como primera medida, de los generadores de señales se oprime el botón Output, con el fin de dejar salir la señal sinusoidal y la señal escalón. Posteriormente, de forma manual se empiezan a accionar los interruptores de la siguiente forma: al selector S1 (rojo) se le cierra el contacto NA para empezar a energizar las cargas con la fuente escalón, esto es posible sólo con hacer el paso anterior, porque el selector S2 inicia con su contacto NC cerrado, lo que permite energizar el circuito inmediatamente se accione S1. Un tiempo después, se cambia de posición el selector S2 (negro), abriendo el contacto NC y cerrando el Contacto NA, habiendo echo eso, se procede a abrir el contacto NA del selector S1. En este punto, el modelo real del condensador ya se encuentra conectado a la fuente sinusoidal, entonces, un instante después se regresa S2 a su posición original, dejando así las cargas desconectadas de las dos fuentes de alimentación.

• Obtención de la medición

Figura 5.10.18 Señal de tensión transitoria del modelo real del condensador vistas en el osciloscopio RIGOL DS 1102E.

Para obtener esta señal, se atenúa la sonda y el osciloscopio x1, también se ajusta la escala de tiempo a por división y la escala de tensión para el CH1 a 5 por división.

Medición de tensión un instante después de cada conmutación

Después de capturar la gráfica de la respuesta en pantalla, gracias a que la frecuencia usada era baja, se pudo obtener la imagen simplemente con RUNSTOP, se procede con la ayuda del menú , ubicar el cursor donde se requiera y luego para deshabilitar el primer cursor y desplazar el segundo hasta la tensión donde se estabiliza la señal antes de la conmutación. La siguiente figura muestra lo obtenido con el procedimiento.

Figura 5.10.19 Medición de la tensión del modelo real del condensador un instante antes de la primera conmutación.

Según como indica la figura anterior, la diferencia de tensión entre el cursor A y B, mostrado como , es la tensión a la que se carga el condensador al estar conectado a la fuente escalón, medida realizada por la sonda del CH1.

Evaluando el error relativo de la medición de corriente se tiene que:

Figura 5.10.20 Medición de la tensión del modelo real del condensador en el intervalo

Según como indica la figura anterior, la diferencia de tensión entre el cursor A y B, mostrado como , es la tensión pico a la que se carga el condensador cuando está conectado a la fuente sinusoidal, medida hecha por la sonda del CH1.

Evaluando el error relativo de la medición de corriente se tiene que:

Análisis de resultados

Resumiendo, todas las mediciones realizadas con su error relativo respectivo se pueden observar en la Tabla 5.10.6

Tabla 5.10.6 Recopilación de errores obtenidos para cada medida.

En las dos mediciones realizadas el error supera el 1, dicho porcentaje no es aceptable en las medidas; pero, esto sucede a causa del error de la medición del osciloscopio Rigol DS1102E, además, los usos continuos de las cargas alteran su valor y factores como la temperatura también contribuyen a que el porcentaje en la medida sea mayor.

 

Ejercicio Situado 3: Comportamiento de un circuito de primer orden RC, frente a dos fuentes con señales diferentes.	Ejercicio Situado 4: Carga - descarga del inductor y medición de la constante de tiempo 5Τ.