EL OSCILOSCOPIO

¿Qué es un osciloscopio?

El osciloscopio es basicamente un dispositivo de visualización gráfica que muestra señales electricas variables en el tiempo.

El eje vertical, a partir de ahora denominado Y, representa el voltaje; mientras que el eje horizontal, denominado X, representa el tiempo.

¿Qué podemos hacer con un osciloscopio?

Basicamente esto:

• Determinar directamente el periodo y el voltaje de una señal.
• Determinar indirectamente la frecuencia de una señal.
• Determinar que parte de la señal es DC y cual AC.
• Localizar averias en un circuito.
• Medir la fase entre dos señales.
• Determinar que parte de la señal es ruido y como varia este en el tiempo.

Articulo extraido de Lidernet.com Firmado por Agustin Borrego Colomer

Los osciloscopios son de los instrumentos más versatiles que existen y lo utilizan desde técnicos de reparación de televisores a médicos. Un osciloscopio puede medir un gran número de fenomenos, provisto del transductor adecuado (un elemento que convierte una magnitud física en señal eléctrica) será capaz de darnos el valor de una presión, ritmo cardiaco, potencia de sonido, nivel de vibraciones en un coche, etc.

¿Qué tipos de osciloscopios existen?

Los equipos electrónicos se dividen en dos tipos: Analógicos y Digitales . Los primeros trabajan con variables continuas mientras quie los segundos lo hacen con variables discretas. Por ejemplo un tocadiscos es un equipo analógico y un Compact Disc es un equipo digital.

Los Osciloscopios también pueden ser analógicos ó digitales. Los primeros trabajan directamente con la señal aplicada, está una vez amplificada desvia un haz de electrones en sentido vertical proporcionalmente a su valor. En contraste los osciloscopios digitales utilizan previamente un conversor analógico-digital (A/D) para almacenar digitalmente la señal de entrada, reconstruyendo posteriormente esta información en la pantalla.

Ambos tipos tienen sus ventajas e inconvenientes. Los analógicos son preferibles cuando es prioritario visualizar variaciones rápidas de la señal de entrada en tiempo real. Los osciloscopios digitales se utilizan cuando se desea visualizar y estudiar eventos no repetitivos (picos de tensión que se producen aleatoriamente).

¿Qué controles posee un osciloscopio típico?

A primera vista un osciloscopio se parece a una pequeña televisión portatil, salvo una rejilla que ocupa la pantalla y el mayor número de controles que posee. En la siguiente figura se representan estos controles distribuidos en cinco secciones:

** Vertical. ** Horizontal. ** Disparo. ** Control de la visualización ** Conectores.

¿Como funciona un osciloscopio?

Para entender el funcionamiento de los controles que posee un osciloscopio es necesario deternerse un poco en los procesos internos llevados a cabo por este aparato. Empezaremos por el tipo analógico ya que es el más sencillo.

Osciloscopios analógicos

Cuando se conecta la sonda a un circuito, la señal atraviesa esta última y se dirige a la sección vertical. Dependiendo de donde situemos el mando del amplificador vertical atenuaremos la señal ó la amplificaremos.

En la salida de este bloque ya se dispone de la suficiente señal para atacar las placas de deflexión verticales (que naturalmente estan en posición horizontal) y que son las encargadas de desviar el haz de electrones, que surge del catodo e impacta en la capa fluorescente del interior de la pantalla, en sentido vertical. Hacia arriba si la tensión es positiva con respecto al punto de referencia (GND) ó hacia abajo si es negativa.

La señal también atraviesa la sección de disparo para de esta forma iniciar el barrido horizontal (este es el encargado de mover el haz de electrones desde la parte izquierda de la pantalla a la parte derecha en un determinado tiempo).

El trazado (recorrido de izquierda a derecha) se consigue aplicando la parte ascendente de un diente de sierra a las placas de deflexión horizontal (las que estan en posición vertical), y puede ser regulable en tiempo actuando sobre el mando TIME-BASE. El retrazado (recorrido de derecha a izquierda) se realiza de forma mucho más rápida con la parte descendente del mismo diente de sierra.

De esta forma la acción combinada del trazado horizontal y de la deflexión vertical traza la gráfica de la señal en la pantalla. La sección de disparo es necesaria para estabilizar las señales repetitivas (se asegura que el trazado comienze en el mismo punto de la señal repetitiva).

En la siguiente figura puede observarse la misma señal en tres ajustes de disparo diferentes: en el primero disparada en flanco ascendente, en el segundo sin disparo y en el tercero disparada en flanco descendente.

¿COMO SE PRODUCE LA CORRIENTE ALTERNA?

¿COMO SE PRODUCE LA CORRIENTE ALTERNA?
PRINCIPIO DE INDUCCIÒN
PRINCIPIO DE GENERACIÒN DE CORRIENTE ALTERNA

Se denomina así a la corriente eléctrica en la que su magnitud y dirección varían respondiendo a un determinado ciclo. La forma de onda de la corriente alterna utilizada en tendidos eléctricos domiciliarlos es la onda senoidal, puesto que es de fácil generación.

Principio de inducción

Entre los polos de un imán se genera un campo magnético produciendo unas líneas de fuerzas que parten desde el polo norte y se dirigen hacia el polo sur.

Si se logra poner los polos enfrentados y mover un conductor cortando las líneas de fuerza, se producirá una diferencia de potencial entre los extremos de este. Si dejamos fijo el conductor o lo movemos paralelamente a las líneas de fuerza la diferencia de potencial desaparece. Si se conectan dichos extremos a un circuito, se producirá una circulación de corriente eléctrica a través del mismo. La circulación de corriente cambia su sentido de acuerdo a la dirección de desplazamiento del conductor dentro del campo magnético.

Principio de generación de corriente alterna

El fenómeno de inducción electromagnética fue descubierto por faraday en el año 1830, llegando a demostrar que "cuando un conductor se mueve dentro de un campo magnético cortando líneas de fuerza, se engendra en el una fuerza electromotriz, que es directamente proporcional al flujo cortado, e inversamente proporcional al tiempo empleado en hacerlo.

Teniendo un imán permanente como inductor estático y un rotor con una espira como inducido tendremos un generador elemental.

Al recibir movimiento, la espira cortará las líneas de fuerza y se producirá una fuerza electromotriz.

CORRIENTE ALTERNA

Definición de Corriente alterna

La corriente alterna es aquel tipo de corriente eléctrica que se caracteriza porque la magnitud y la dirección presentan una variación de tipo cíclico. En tanto, la manera en la cual este tipo de corriente oscilará es en forma senoidal, es decir, una curva que va subiendo y bajando continuamente. Gracias a esta forma de oscilación la corriente alterna logra transmitir la energía de manera más eficiente.
Ahora bien, cabe destacar, que algunas necesidades especiales pueden demandar otro formato como ser cuadrado o triangular.

La corriente alterna, simbolizada a partir de las letras CA en el idioma español, se destaca además por ser la manera en la cual la electricidad ingresa a nuestros hogares, trabajos y por transmitir la señales de audio y de video a partir de los cables eléctricos correspondientes que la contienen.

Es imposible no hacer algo de historia en relación a este tema ya que los primeros ensayos que dieron paso a esta corriente se remontan a finales del siglo XIX, cuando el ingeniero Nikola Tesla ideó y logró concretar el proyecto del primer motor de corriente alterna. Tras él, otros investigadores e inventores alcanzarían más novedades en el tópico, por ejemplo William Stanley logró transferir este tipo de corriente a dos circuitos aislados, siendo el primer y más directo antecedente del transformador. En tanto, el inventor estadounidense George Westinghouse sería el primero en comercializar esta corriente.

Otra cuestión insoslayable es la “guerra” que se entabló entre la corriente alterna versus la corriente continúa, férreamente defendida esta última por Thomas Edison. Finalmente la posibilidad concreta de distribuir energía a gran escala hizo que la Corriente alterna se impusiese.

Entre las principales bondades que presenta la corriente que nos ocupa frente a la continúa es la sencilla transformación que propone, algo que no es factible en la corriente continúa, ya que esta última requiere la conexión de dinamos en serie para aumentar la tensión, mientras que la corriente alterna nada más tiene que echar mano del transformador para elevar la tensión de modo satisfactorio.

UTILIZACIÒN Y APLICACIONES

UTILIZACIÒN Y APLICACIONES Imagen 1 Benefícios del uso de relés - Un relé puede accionar más de un circuito al mismo tiempo con una única señal (1) - Las señales de salida están completamente aisladas y son independientes de la entrada - La tensión del control (bobina) puede ser mucho menor que la de los contactos (salida) - Un relé puede controlar señales DC a través de tensión AC y viceversa    Imagen 2 Aplicaciones para relés - Aislación eléctrica entre motores/solenoides en campo y circuitos de comando (2) - Protección de entradas y salidas de CLP a través de la aislación galvánica - Seguridad para accionamentos de cargas de alta corriente a través de señales de baja corriente Imagen 3 Dónde se encuentran las aplicaciones de relés - Industria en generall (3) - Automación predial y residencial - Generación, transmisión y distribución de energía - Máquinas y equipos

- Bajo costo - Baja tensión de contacto - No necesita disipador de calor - Múltiples contactos conmutados - Posibilidad de conmutación de tensión AC o DC

Relés de Estado Sólido También conocidos por la sigla SSR, los relés de estado sólido son equivalentes a los eletrocmecánicos, ya que poseen funciones similares, pero sin tener partes mecánicas móviles. El relé de estado sólido es un dispositivo completamente electrónico que, para realizar sus funciones de aislamiento y conmutación, cuenta con propriedades eléctricas, electrónicas, ópticas de los materiales semiconductores y de los componentes eléctricos.   La imagen muestra el circuito de un relé de estado sólido.

Los relés de estado sólido poseen diversas ventajas como larga vida eléctrica, alta velocidad de respuesta, no tienen rebotes ni ruido, opciones de conmutación de tensión AC o DC (para eso, debe ser especificada la salida adecuada) ni disipación de calor innecesaria.

Aplicaciones aconsejables - Cuado se requiere una elevada frecuencia de conmutación - Cuando es necesaria una larga vida útil o alta confiabilidad - Cuando se necesita un tiempo de respuesta reducido   - Larga vida eléctrica: 109 operaciones - Ausencia de contactos, por lo tanto, sin rebotes - Compatibilidad con microprocesadores - Alta velocidad de respuesta - Sin ruidos

ESTRUCTURA Y FUNCIONAMIENTO DEL RELÈ

ESTRUCTURA Y FUNCIONAMIENTO DEL RELÈ

El electroimán hace girar la armadura verticalmente al ser alimentada, cerrando los contactos dependiendo de si es N.A ó N.C (normalmente abierto o normalmente cerrado). Si se le aplica un voltaje a la bobina se genera un campo magnético, que provoca que los contactos hagan una conexión. Estos contactos pueden ser considerados como el interruptor, que permite que la corriente fluya entre los dos puntos que cerraron el circuito.

Un relé es un interruptor accionado por un electroimán. Un electroimán está formado por una barra de hierro dulce, llamada núcleo, rodeada por una bobina de hilo de cobre  Al pasar una corriente eléctrica por la bobina  el núcleo de hierro se magnetiza por efecto del campo magnético producido por la bobina, convirtiéndose en un imán tanto más potente cuanto mayor sea la intensidad de la corriente y el número de vueltas de la bobina. Al abrir de nuevo el interruptor y dejar de pasar corriente por la bobina, desaparece el campo magnético y el núcleo deja de ser un imán. Bobina Núcleo El relé más sencillo está formado por un electroimán como el descrito anteriormente y un interruptor de contactos .Al pasar una pequeña corriente por la bobina, el núcleo se imanta y atrae al inducido por uno de sus extremos, empujando por el otro a uno de los contactos hasta que se juntan, permitiendo el paso de la corriente a través de ellos. Esta corriente es, normalmente, mucho mayor que la que pasa por la bobina. El símbolo del relé de la  es el que puede verse en la  La bobina se representa por un rectángulo alargado con una línea a 45º que lo atraviesa en su parte central. El interruptor de contactos se representa como un interruptor normal. Entre lla bobina y el interruptor se se establece un vínculo mediante una línea de trazos, para dar a entender que el interruptor se cierra por efecto de la bobina. Inducido de hierro Pivote Contactos del interruptor Aislante Bobina Núcleo Metal elástico 

El rele

Es un dispositivo que consta de dos circuitos diferentes: un circuito electromagnético (electroimán) y un circuito de contactos, al cual aplicaremos el circuito que queremos controlar. En la siguiente figura se puede ver su simbología así como su constitución (rele de armadura).

Símbolo del relé de un circuito	Símbolo del relé de dos circuitos	Partes de un relé de armaduras

Su funcionamiento se basa en el fenómeno electromagnético. Cuando la corriente atraviesa la bobina, produce un campo magnético que magnetiza un núcleo de hierro dulce (ferrita). Este atrae al inducido que fuerza a los contactos a tocarse. Cuando la corriente se desconecta vuelven a separarse.
Los símbolos que aparecen en las figuras poseen solo 1 y dos circuitos, pero existen relés con un mayor número de ellos.

CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS

Parte electromagnética

• Corriente de excitación.- Intensidad, que circula por la bobina, necesaria para activar el relé.
• Tensión nominal.- Tensión de trabajo para la cual el relé se activa.
• Tensión de trabajo.- Margen entre la tensión mínima y máxima, garantizando el funcionamiento correcto del dispositivo.
• Consumo nominal de la bobina.- Potencia que consume la bobina cuando el relé está excitado con la tensión nominal a 20ºC.

Contactos ó Parte mecánica

• Tensión de conexión.- Tensión entre contactos antes de cerrar o después de abrir.
• Intensidad de conexión.- Intensidad máxima que un relé puede conectar o desconectarlo.
• Intensidad máxima de trabajo.- Intensidad máxima que puede circular por los contactos cuando se han cerrado.

Los materiales con los que se fabrican los contactos son: plata y aleaciones de plata que pueden ser con cobre, níquel u óxido de cadmio. El uso del material que se elija en su fabricación dependerá de su aplicación y vida útil necesaria de los mismos.

RELES MAS UTILIZADOS

DE ARMADURA

El electroimán hace vascular la armadura al ser excitada, cerrando los contactos dependiendo de si es normalmente abierto o normalmente cerrado.

DE NÚCLEO MÓVIL

Tienen un émbolo en lugar de la armadura. Se utiliza un solenoide para cerrar los contactos. Se suele aplicar cuando hay que manejar grandes intensidades.

Relé de armaduras	Relé de armaduras	Relé Reed
Relé en encapsulado tipo DIP	Relé en encapsulado tipo DIP	Aplicación de los reles como módulos de interface

Las aplicaciones de este tipo de componentes son múltiples: en electricidad, en automatismos eléctricos, control de motores industriales; en electrónica: sirven básicamente para manejar tensiones y corrientes superiores a los del circuito propiamente dicho, se utilizan como interfaces para PC, en interruptores crepusculares, en alarmas, en amplificadores.

PERIODO T.

Descripción de una onda

Una onda se puede describir convencionalmente de dos formas :

1. Desplazamiento en función del espacio, cuando el tiempo permanece constante
2. Desplazamiento en función del tiempo en un lugar concreto del espacio .

1. Desplazamiento en función del espacio, cuando el tiempo se "congela"  (permanece constante), como se describe en la figura 1.1.  En esta descripción, la mínima distancia entre dos puntos adyacentes con la misma fase ⁽³⁾ es la longitud de onda ( l). ¡Adviértase que el eje horizontal (x) es la coordenada espacial !

  Fig 1.1: Desplazamiento en función de la coordenada espacial (a tiempo fijo)

A = Amplitud = Máximo desplazamiento con respecto al equilibrio.


2. Desplazamiento como una función del tiempo, en un lugar concreto del espacio, se describe en la figura 1.2. En esta descripción, la distancia mínima  entre dos puntos adyacentes con la misma fase es el periodo ( T). ¡Adviértase que el eje horizontal (x) es la coordenada temporal !

  Figura 1.2: Desplazamiento en función del tiempo (en un punto fijo del espacio)