DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA ELÉCTRICA INDUSTRIAL

PRACTICA 1 OSCILOSCOPIO, GENERADOR DE FUNCIONES Y VOLTAJE

SENOIDAL.
Unidad I

Nombre:
Nusly Yoleth López Maldonado.
Cuenta:
20162030797
Asignatura:
Circuitos eléctricos II.
Catedrático de la clase:
Ing. Glenda Dinora Molina.
Sección de la clase:
0900
Instructor del laboratorio:
Lynden Colindres.
Sección del laboratorio:
Jueves 1100
Jueves 29 febrero 2024
 2
1. INTRODUCCIÓN
Los circuitos electrónicos se caracterizan por la presencia de señales en diversos puntos de
los mismos, es decir, tensiones o corrientes que evolucionan en el tiempo. En la mayoría de
los casos la velocidad de esta evolución torna imposible su seguimiento con los
instrumentos de deflexión o digitales de uso corriente (multímetros o testers).
Dada la importancia de la información que la evolución temporal de estas tensiones
y corrientes brinda acerca del funcionamiento del circuito bajo ensayo, se desarrolló un
instrumento especial para facilitar su observación y efectuar mediciones de tensión y
tiempo: el osciloscopio.
El osciloscopio es el instrumento capaz de registrar los cambios de tensión
producidos en circuitos eléctricos/electrónicos y mostrarlos en forma gráfica en la pantalla.
Los osciloscopios se diferencian entre analógicos y digitales.
Los osciloscopios analógicos permiten ver en la pantalla una reproducción fiel de la
evolución temporal de la señal, y permiten realizar mediciones sobre la forma de onda
visualizada. Obviamente la mayor o menor fidelidad depende de la calidad del instrumento.
 3

2. OBJETIVOS
 Conocer el generador de funciones y su funcionamiento básico.

 Conocer el osciloscopio, su funcionamiento básico y la información que

podemos obtener alrealizar mediciones con este en los circuitos
eléctricos.

 Identificar el valor pico, valor pico a pico y valor eficaz de una señal

senoidal de voltaje.Comprobar el valor eficaz en una señal senoidal.

3. MATERIALES Y EQUIPO
Generador de Funciones

Osciloscopio

Multímetro Digital

Resistencias
 4

4. MARCO TEÓRICO
4.1. OSCILOSCOPIO
Un osciloscopio es un instrumento de visualización electrónico para la
representación gráfica de señales eléctricas que pueden variar en el tiempo. Es muy
usado en electrónica de señales, frecuentemente junto a un analizador de espectro.
Permite ver la evolución temporal de diferentes señales presentes en los circuitos
electrónicos. Presenta los valores de las señales eléctricas en forma de coordenadas
en una pantalla, en la que normalmente el eje x (horizontal) representa tiempos y el
eje y (vertical) representa tensiones. La imagen así obtenida se denomina
oscilograma.

Figura 1: Osciloscopio Digital

Información que se puede obtener de una medición con Osciloscopio:

Comportamiento en función del tiempo de las señales de

tensión.Anomalías o distorsión en las señales de tensión.

La frecuencia calculada de una señal oscilante y cualquier variación en la

frecuencia.Si la señal tiene ruido y los efectos que este produce en la

señal.
4.2 GENERADOR DE FUNCIONES 5

Es un generador de señal que permite al usuario generar múltiples señales eléctricas

con formas y características ajustables y de alta precisión tales como la frecuencia, la
amplitud y diversa forma de onda, tales como:
 Senoidales
 Cuadradas -- Rectangulares
 Triangulares – Diente de sierra
 Escalón – Pulso
 Señales tipo TTL

Figura 2: Generador de Funciones

4.3 Señales Senoidales

Las señales senoidales son las más empleadas en circuitos eléctricos y ello es porque
satisfacen lassiguientes propiedades:
Una red eléctrica lineal excitada por una fuente de tensión o intensidad
senoidal muestra en todas las partes de la red, tensiones e intensidades
senoidales (pasado un corto período transitorio). Estas tensiones e intensidades
tienen la misma frecuencia del generador (pudiendo variar en fase y /o
amplitud).
La suma de n señales senoidales de amplitudes y fases arbitrarias, pero de la
misma frecuenciaes también una señal senoidal de igual frecuencia que la de
las señales que la componen.

La derivada de una señal senoidal es una señal senoidal.

La integral de una señal senoidal es una señal senoidal.

PARÁMETROS QUE DEFINEN A LA SEÑAL SENOIDAL 6

Una señal senoidal se define por la siguiente ecuación:

X(t) = Xp sin(ωt + θ)
Donde:
Xp = A → Amplitud o
valor pico
ω → Pulsación o
frecuencia angular
θ → Ángulo de fase

Figura 3: Función Senoidal

A partir de ella podemos definir parámetros de especial interés:

Frecuencia angular
La frecuencia angular, ω es el número de oscilaciones o vueltas por segundo que
realiza la onda. Se relacionamatemáticamente con la frecuencia cíclica de la siguiente
manera:
ω = 2πf
Periodo
El periodo T de la función periódica es el tiempo de un ciclo completo, o el número de
segundos porciclo. El recíproco de esta cantidad es el número de ciclos por segundo,
conocido como frecuenciacíclica f de la senoide.

T=𝟏 T = 𝟐𝝅
𝒇 𝒘
Valor pico 7
Es el mayor valor instantáneo que toma la señal, Xp también denomidado Magnitud
de la onda.
Valor eficaz
El valor eficaz o valor cuadrático medio XRMS se define como el valor de una
señal de corrientedirecta que produce la misma disipación de energía que su
equivalente en corriente alterna en unperiodo de la señal alterna. El valor eficaz de
una magnitud variable en el tiempo se define como laraíz cuadrada de la media de
los cuadrados, de los valores instantáneos alcanzados en un periodo:

Para una entrada sinusoidal de voltaje la relación entre valor pico y valor eficaz,
está dada por:
Vp =√𝟐 VRMS

Para una onda triangular de voltaje, la relación entre valor pico y valor eficaz es la
siguiente:
Vp =√𝟑 VRMS

Valor promedio
El valor promedio como su nombre lo indica es un valor constante “promedio” de la
onda que ustedquiere analizar, el valor promedio para cualquier forma de onda está
definida por:
5 PROCEDIMIENTO 8

5.1. Montaje 1
1. Proceda a montar el circuito de la Figura 4. Se utiliza el generador de funciones
en lugar deuna fuente de voltaje (Obligatorio). Utilice los datos de la Tabla 1.

2. Prepare el Osciloscopio y el multímetro para realizar mediciones de voltaje en

la resistencia.

Figura 5: Esquema Ilustrativo Montaje 1

 9
3. Dibuje o tome captura de la forma de onda mostrada en el osciloscopio.
Considere losV/división y s/división. Debe indicar escala.

4. Utilizando la lectura del Osciloscopio realice las mediciones que a

continuación se le piden.(Con sus respectivas unidades).
Voltaje pico: 8 (V)
Voltaje pico a pico: 16 (V)
Periodo: 20 _ (ms)

5. Utilizando el multímetro realice la medición del Voltaje Eficaz en la

resistencia.
Voltaje eficaz: 5.60 (V)
5.2 Montaje 2 10

1. Proceda a montar el circuito de la Figura 5. Se utiliza el generador de

funciones en lugar deuna fuente de voltaje (Obligatorio). Utilice los datos de
la Tabla 2.

2. Prepare el Osciloscopio y el multímetro para realizar mediciones de voltaje en

la resistencia.

Figura 7: Esquema Ilustrativo Montaje 2

3. Dibuje o tome captura de la forma de onda mostrada en el osciloscopio. 11
Considere losV/división y s/división. Debe indicar escala.

4. Utilizando la lectura del Osciloscopio realice las mediciones que a

continuación se le piden.(Con sus respectivas unidades).
Voltaje pico: 9 (V)
Voltaje pico a pico: 18 (V)
Periodo: 20 _ (ms)

5. Utilizando el multímetro realice la medición del Voltaje Eficaz en la

resistencia.
Voltaje eficaz: 4.99 (V)
5.3 Montaje 3 12

Utilizando 2 circuitos similares al de la figura 4 (igual valor de R):

1. Aplique al primer circuito, con el generador de funciones, la siguiente señal

(Canal 1):

V (t) = 6 sin(260πt)V

2. Aplique al segundo circuito, con el generador de funciones, la siguiente señal

(Canal 2):

V (t) = 3 sin(260πt)V

3. Dibuje o capture la lectura del osciloscopio de forma simultánea de ambas

señales (mismoosciloscopio).
4. Con la función adecuada del osciloscopio muestre la señal resultante de 13
sumar ambas señalesy a partir de la señal identifique:
Voltaje pico: 9 (V)
Voltaje pico a pico: 18 (V)
Periodo: 7.600_ (ms)
6 ANÁLISIS DE 1
1. Haciendo uso del osciloscopio y del multímetro realizaron mediciones de:
voltaje pico, voltajepico a pico, voltaje eficaz y periodo en el Montaje 1.

Calcule de manera teórica estos valores y compárelos con los obtenidos,

haciendo uso del error relativo porcentual.

𝑉𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑟𝑒𝑎𝑙−𝑉𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑟𝑒𝑙𝑎𝑡𝑖𝑣𝑜

Error porcentual = 𝑉𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑟𝑒𝑎𝑙 × 100%

Voltaje pico:
Valor practica = 7.91V
Valor medido = 8V

8 𝑉−8𝑉
Ep = 8 𝑉 × 100%

Ep = 0%

Voltaje pico a
pico: Valor practica =
16V Valor medido =
16V

16 𝑉−16𝑉
Ep = 16 𝑉 × 100%

Ep = 0%

Voltaje
𝑽𝒑
eficaz:
8𝑉
Veficaz = = = 5.65V
√𝟐 √2
Valor practica = 5.65 V
Valor medido =5.60 V

5.60 𝑉−5.65𝑉
Ep = 5.60 𝑉 × 100%

Ep =- 0.8%
 Periodo: 15
T=𝟏 1
𝒇= 50 𝐻𝑧 = 20 ms
Valor practica = 20ms
Valor medido = 20ms

2𝑜𝑚𝑠−20𝑚𝑠
Ep = 20𝑚𝑠 × 100%

Ep = 0%

2. Haciendo uso del osciloscopio y del multímetro realizaron mediciones de:

voltaje pico, voltajepico a pico, voltaje eficaz y periodo en el Montaje 2.

Calcule de manera teórica estos valores y compárelos con los obtenidos,

haciendo uso del error relativo porcentual.

𝑉𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑟𝑒𝑎𝑙−𝑉𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑟𝑒𝑙𝑎𝑡𝑖𝑣𝑜

Error porcentual = 𝑉𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑟𝑒𝑎𝑙 × 100%

Voltaje pico:
Valor practica = 9V
Valor medido = 9V

9 𝑉−9 𝑉
Ep = 9𝑉 × 100%

Ep = 0%

Voltaje pico a
pico: Valor practica =
18V Valor medido =
18V

18 𝑉−18𝑉
Ep = 18 𝑉 × 100%

Ep = 0%
 Voltaje eficaz: 16
9𝑉
Veficaz = 𝑽𝒑 = = 6.36V
√𝟐 √2
Valor practica = 6.36 V
Valor medido = 4.99 V

4.99 𝑉−6.36𝑉
Ep = 4.99 𝑉 × 100%

Ep = -27%

Periodo:
T=𝟏 = 1 = 20 ms
𝒇 50 𝐻𝑧
Valor practica = 20ms
Valor medido = 20ms

2𝑜𝑚𝑠−20𝑚𝑠
Ep = 20𝑚𝑠 × 100%

Ep = 0%

3. De acuerdo a las lecturas del Montaje 3, responda lo siguiente:

a) ¿Cómo es la señal resultante con respecto de las señales descompuestas

que se suman?
¿Es una señal senoidal?
R// Si, es una señal senoidal ya que tiene las dos la misma frecuencia, lo
que cambia es el voltaje pico.
b) Compare los valores de frecuencia de las 3 señales (canal 1, canal 2 y
resultante).
R// Son las mismas frecuencias para ambos canales, ya que las graficas las
define la frecuencia, no cambian las señales.
c) De la señal resultante a partir de la lectura del osciloscopio ¿Es posible
identificar voltajes pico a pico, frecuencia y periodo a partir de la lectura
del osciloscopio? ¿Por qué?
R// Si es posible, ya que se puede modificar la escala y partiendo de ahí
podemos calcular esos valores con solo ver el osciloscopio.

d) Si las señales de entrada tuvieran distintas frecuencias, ¿Qué forma

presentaría la señal resultante? ¿Sería posible identificar voltajes pico a
 pico, frecuencia y periodo a partir de la lectura del osciloscopio? ¿Por qué? 17
R// Tendría varias formas la señal porque como dije en el inciso b las
gráficas dependen de la frecuencia, no del voltaje, este es independiente.
Si cambiamos las frecuencias las señales cambiarían.

4. Investigue y detalle las aplicaciones de cada tipo de onda disponible en el

generador de funciones.

R:// Un generador de señales, de funciones o de formas de onda es un dispositivo

electrónico de laboratorio que genera patrones de señales periódicas o no
periódicas tanto analógicas como digitales. Se emplea normalmente en el diseño,
test y reparación de dispositivos electrónicos; aunque también puede tener usos
artísticos.

Hay diferentes tipos de generadores de señales según el propósitos y aplicación;

que se corresponderá con el precio. Tradicionalmente los generadores de señales
eran dispositivos estáticos apenas configurables, pero actualmente permiten la
conexión y control desde un PC. Con lo que pueden ser controlados mediante
software hecho a medida según la aplicación, aumentando la flexibilidad.

Un Generador de Funciones es un aparato electrónico que produce ondas

senoidales, cuadradas y triangulares, además de crear señales TTL. Sus
aplicaciones incluyen pruebas y calibración de sistemas de audio, ultrasónicos.

Un generador de funciones es un instrumento versátil que genera diferentes formas

de onda cuyas frecuencias son ajustables en un amplio rango. Las salidas más
frecuentes son ondas senoidales, triangulares, cuadradas y diente de sierra. Las
frecuencias de estas ondas pueden ser ajustadas desde una fracción de hertz hasta
varios cientos de kilo hertz.

Onda senoidal: Una onda senoidal se puede obtener en el conector de la salida

principal cuando se presiona la opción de onda senoidal en el botón de función y
cuando cualquier botón del rango de frecuencia está también presionado. La
frecuencia de la onda se establece por la combinación del botón de rango y el
control de variación de frecuencia. La salida tendrá que ser revisada con un
osciloscopio. Se debe proceder de la siguiente manera:

1. Fija la perilla de volts por división (VOLTS/DIV) a 2 V, la perilla de segundos

por división (SEC/DIV) a 0.2 ms y el resto de los controles en la posición de
operación normal.

2. La frecuencia de salida puede ser calculada tomando el recíproco del período de

 la forma de la señal. 18

3. La frecuencia de salida puede establecerse con mayor precisión utilizando un

contador de frecuencia (Frequency Counter) conectando la salida del generador
de funciones directamente al contador, o usando un cable BNC con conexión
en T de la salida del generador de funciones al osciloscopio y al contador al
mismo tiempo.

Cuando se familiariza con la configuración para lograr una señal senoidal a la

frecuencia del ejemplo anterior, cambie el rango de frecuencias y rote el disco de
frecuencias, observando el osciloscopio o el display del contador. Lea el voltaje de
salida del generador conectando a éste un multímetro, situado en la función de
voltaje en AC (AC Volts). Con esto, será posible leer el valor rms de la señal
senoidal y compararla con la señal pico a pico (p-p) vista en el osciloscopio. El
valor rms debe ser 0.3535 veces el valor p-p visto en el osciloscopio. Las ondas
senoidales son utilizadas para checar circuitos de audio y de radio frecuencia. Las
frecuencias más altas del generador de funciones pueden ser utilizadas para simular
la portadora para la banda de AM. Con un capacitor en serie con el centro del
conector en la salida principal, las señales de audio pueden ser inyectadas a
cualquier equipo de audio.

Onda Cuadrada: Una onda cuadrada se puede obtener en el conector de la salida

principal cuando se presiona la opción de onda cuadrada en el botón de función y
cuando cualquier botón del rango de frecuencia está también presionado. La
frecuencia de la onda se establece por la combinación del botón de rango y el
control de variación de frecuencia. La salida puede verificarse con un osciloscopio
utilizando la misma conexión utilizada en la onda senoidal. La frecuencia de salida
puede establecerse con mayor precisión utilizando un contador de frecuencia
(Frequency Counter) conectando la salida del generador de funciones directamente
al contador, o usando un cable BNC con conexión en T de la salida del generador
de funciones al osciloscopio y al contador al mismo tiempo. Para ajustar el
generador de funciones para que opere con una onda cuadrada, los controles
pueden estar ajustados de la misma manera con la que se obtuvo la señal senoidal,
excepto la opción de onda cuadrada en el botón de función debe estar presionada.
No se podrá tener un valor rms muy exacto para una onda cuadrada con el
multímetro o cualquier otro medidor digital o analógico, porque están calibrados
para obtener valores rms de señales senoidales. La señal de onda cuadrada puede
ser utilizada para simular señales pulsantes. La onda cuadrada es frecuentemente
usada para pruebas y calibración de circuitos de tiempo.
 Onda Diente de Sierra: Una onda triangular se puede obtener en el conector de la 19
salida principal cuando se presiona la opción de onda triangular en el botón de
función y cuando cualquier botón del rango de frecuencia está también presionado.
La frecuencia de la onda se establece por la combinación del botón de rango y el
control de variación de frecuencia. La salida puede verificarse con un osciloscopio
utilizando la misma conexión utilizada en la onda senoidal. La frecuencia de salida
puede establecerse con mayor precisión utilizando un contador de frecuencia
(Frequency Counter) conectando la salida del generador de funciones directamente
al contador, o usando un cable BNC con conexión en T de la salida del generador
de funciones al osciloscopio y al contador al mismo tiempo. Para ajustar el
generador de funciones para que opere con una onda triangular, los controles
pueden estar ajustados de la misma manera con la que se obtuvo la señal senoidal,
excepto la opción de onda cuadrada en el botón de función debe estar presionada.
No se podrá tener un valor rms muy exacto para una onda cuadrada con el
multímetro o cualquier otro medidor digital o analógico, porque están calibrados
para obtener valores rms de señales senoidales.

5. Explique la diferencia entre voltaje eficaz, voltaje pico y voltaje pico a pico.
R// V p = V pico es el valor máximo que obtiene la onda.

La diferencia entre estos dos voltajes es el llamado voltaje pico-pico (V pp) y es igual al
doble del Voltaje Pico El valor RMS es el valor del voltaje o corriente en C.A. que produce
el mismo efecto de disipación de calor que su equivalente de voltaje o corriente directa.
 20
7. CONCLUSIONES
1. Trabajando en el osciloscopio, se conoce que es una herramienta funcional y los
conceptos que pudimos observar al realizar el laboratorio con este en los circuitos
eléctricos.

2. Al estudiar la funcionalidad del Generador de Funciones y su funcionamiento en

los circuitos eléctricos se aprendió a como modelar las diferentes funciones y
parámetros proporcionados, más que todo aprender a usarlo.

3. En el desarrollo de este laboratorio se conocieron las funciones básicas que

presentan el generador de señales y el osciloscopio permitiéndonos afianzar
conocimientos previos a su realización. Donde se generaron diferentes tipos de
señales establecidas en la práctica y la obtención de datos.

REFERENCIAS
[1] Alexander, D. K. & Sadiku, M. N. O. & Cordero Pedraza, C.
R. (2018) Funda-mentos de circuitos eléctricos. (Sexta Edición). McGraw-
Hill/Interamericana