Guía de prácticas - Escuela de Ingeniería Eléctrica
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1. Consiste de un trozo de l nea coaxial r gida provista de una ranura longitudinal a trav s de la cual se introduce una sonda para estudiar el campo Cristal E Detector NS Sonda Conductor Interno Campo El ctrico Conductor Externo Campo Magn tico Figura 1 Distribuci n de los campos el ctrico y magn tico en la l nea coaxial y esquema del montaje para la medici n del campo el ctrico La ranura est hecha de tal forma de introducir el m nimo de discontinuidades a fin de evitar modificaciones en la impedancia caracter stica y la constante de propagaci n en FM fm Laboratorio de Ingenier a El ctrica II Gu a de pr cticas especial se procura mantener las p rdidas por radiaci n lo m s bajas posible La sonda act a como una peque a antena y recoge una tensi n que es proporcional al campo el ctrico en ese punto del coaxial como en general la sonda se comporta como una antena corta su impedancia es principalmente reactiva por lo que no estar acoplada con el resto del sistema y la transferencia de potencia ser pobre El stub conectado a la antena compensa esta componente reactiva y mejora el acoplamiento y la transferencia de potencia hacia el diodo y el resto del sistema La tensi n de salida de la sonda es aplicada al cristal el cual la rectifica y env a al galvan metro de medici n donde Patr n de ondas estacionarias de un cortocircuito La tensi n en cualquier punt2. Circuito bajo Detector d prueba envolvente Figura 3 B Seleccione en la base de tiempo la opci n X Y Con ayuda de los controles de ganamcia de los canales y los controles de posici n ajuste hasta obtener una imagen apropiada en el osciloscopio se debe poder observar tres picos bien diferenciados tal como se observa en la simulaci n por computador hecha previa al laboratorio Compare la imagen en el osciloscopio con el resultado de la simulaci n por computador Anote las diferencias y expliquelas D Conmute el generador 1 de onda triangular a sinusoidal y viceversa Observe que no se producen cambios apreciables en la forma de onda en el osciloscopio Analice este hecho E Elimine del montaje el detector de envolvente y vuelva a ajustar los controles del osciloscopio hasta obtener una imagen aceptable Comente lo observado Explique los tipos de modulaci n que est n presentes en la se al observada NOTA caracter sticas del generador disponible en el laboratorio Tipo 4M INDUSTRIES Mod 4MFG2210 La ecuaci n correspondiente a operaci n en modo VFO es barrido de voltaje 0 0 V 4 0 V entrada VFO IN barrido en frecuencia Fo Fo 10 Fo 10 Hz n 1 2 3 4 5 FM fm Laboratorio de Ingenier a El ctrica II Gu a de pr cticas fig 2 Circuito Resonante Serie FM fm Laboratorio de Ingenier a El ctrica II Gu a de pr cticas
3. de amplitud y fase vs frecuencia para diferentes tipos de filtros pasivos LC 2 Uso del medidor de ganancia y fase HP3311 3 Uso de herramientas de software software para el an lisis te rico del comportamiento de filtros estudiados 1 Prelaboratorio 1 1 Para cada uno de los circuitos mostrados en las figuras 1 2 3 realizar la simulaci n del comportamiento del filtro es decir la obtenci n de las curvas de ganancia y fase vs frecuencia mediante el uso de alguno de los paquetes de software disponibles para tal fin Microcap versiones 2 y 3 ambiente DOS Pspice ambiente Dos y Windows CC Todos estos paquetes se encuentran disponibles para su uso en la red de la escuela Se deber n imprimir las curvas pedidas y traerlas al laboratorio La realizaci n de esta labor es individual y de no ser realizada el alumno no tendr el derecho a realizar la pr ctica Este trabajo previo debe incluirse en el informe 1 2 Investigue los siguientes puntos Filtros e pasabajo e pasaalto e pasabanda e eliminabanda Frecuencia de corte Ancho de banda Caracter sticas de amplitud y fase de diversos filtros Butterworth Chebichev Cauer Thompson etc Aplicaciones de circuitos filtros en comunicaciones y electr nica 2 Parte Experimental 2 1 Uso del medidor de ganancia y fase En el laboratorio se encuentra disponible un equipo que permite la medici n de la ganancia y fase de un circuito este es el medidor de ganancia y fase
4. en circuitos donde la frecuencia es superior al centenar de megahertz no permite el empleo de volt metros convencionales ni a v lvula En su lugar se utilizan cristales detectores y m todos t rmicos El uso de cristales detectores envuelve la conversi n de energ a de microondas a energ a de baja frecuencia y en algunos casos DC la medici n propiamente dicha se lleva a cabo por los m todos ordinarios de baja frecuencia Los m todos t rmicos envuelven la conversi n de energ a radiante en calor usando principalmente barreters y termistores este m todo es el nico que admite calibraci n absoluta Cristales detectores Los cristales detectores a pesar de tener poca uniformidad en sus respuestas y a ser mas sensibles a los cambios de temperatura ambiente presentan la ventaja de menores dimensiones f sicas baja capacitancia menor tiempo de tr nsito y no requiere calentamiento de filamento A pesar de las diferencias entre dos cristales de un mismo tipo cuando la diferencia de potencial es del orden de los milivoltios la corriente rectificada resulta proporcional al cuadrado de la tensi n aplicada En general la m xima corriente que debe aplicarse a un cristal para mantener la lectura en la zona de respuesta cuadr tica var a con el cristal pero en t rminos generales est en el orden de 100 mA esta limitaci n en magnitud nos obliga al uso de atenuadores para bajar el nivel de la se al a detectar as como tambi
5. est presentando en el display Adicionanalmente se disponen de los controles 7 y 8 en los cuales se selecciona la frecuencia de la se al a medir y la referencia usada A A El medidor de ganancia y fase del que se dispone puede realizar medidas de amplitud entre 60 y 60dB y medidas de fase entre 180 y 180 grados En base a lo anterior cuando se realicen medidas mayores que 180 grados y menores que 180 grados debe sum rsele a la medida aportada por el instrumento 180 grados seg n sea el caso La conexi n t pica de este instrumento para la medici n de la caracter stica de amplitud y la caracter stica de fase de una cuadripolo cualquiera se muestra en la figura 2 Medidor de ganancia y fase Red bajo Ve O prueba sinusoidal Figura 2 Conexi n del medidor de ganancia y fase FM fm Laboratorio de Ingenier a El ctrica II Gu a de pr cticas 2 2 Para cada uno de los circuitos mostrados en las figuras 4 5 y 6 determinar las curvas de ganancia y fase usando para ello el medidor de ganancia y fase Recuerde seguir el procedimiento descrito en el punto anterior Coloque en el generador una se al sinuosidad entre 3 y 5V pico use para esto un osciloscopio Tomar al menos veinte puntos frecuencia ganancia fase distribuidos apropiadamente en base a los resultados previos que se tienen al realizar la simulaci n por computadora elaborar las tablas apropiadas 2 3 Para cada una de los filtros en estudio realizar lo sigu
6. n de galvan metros mas sensibles Bol metros El bol metro es un peque o elemento resistivo que es capaz de disipar energ a de microondas y usar el calor disipado para efectuar un cambio en su resistencia es el m s com n de los detectores usados en las mediciones de potencia FM fm Laboratorio de Ingenier a El ctrica II Gu a de pr cticas Los bol metros m s usados son el barreter y el termistor El barreter consiste en un alambre fino y peque o con una resistencia tal que puede usarse como terminaci n acoplada de una l nea de transmisi n tiene un coeficiente positivo de resistencia vs temperatura similar al de los metales En contraste el termistor es una delgada capa de material semiconductor y tiene un coeficiente de resistencia vs temperatura negativo El cambio de resistencia resultante de la disipaci n de energ a se mide colocando el bol metro como uno de los brazos de un puente de Wheatstone Medici n de la caracter stica de un cristal detector Antes de efectuar cualquier medici n con un cristal detector debe determinarse su caracter stica de voltaje RF vs corriente rectificada Una forma de realizar esta calibraci n es aplicar un conjunto de voltajes que sigan una ley conocida y medir cada una de las corrientes correspondientes Este conjunto de voltajes se obtiene a partir de una l nea de transmisi n El patr n se estudiar con la ayuda de una l nea ranurada L nea ranurada coaxial
7. FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA DE INGENIERIA ELECTRICA DEPARTAMENTO DE COMUNICACIONES UNIVERSIDAD CENTRAL DE VENEZUELA AN Q Laboratorio de Ingenier a El ctrica ll Gu a de pr cticas Revisi n julio 1999 Indice Finalidad del Curso taa edi Reglamento y evaluaci n cooononccccccncccnncncononancnoncnnnnnnnananns Informes de laboratorio ruvassiinia dadas Practica No scan lnea Cos Practica NO 2 idad dadas tel Practica NO Otal an Practica NO di ad Practica OS cami Practica NO Guia maeusldaab aliada daba PracUuca NOS arta tarta Pr cuca NO anadir ONN FM fm Laboratorio de Ingenier a El ctrica II Gu a de pr cticas Finalidad del curso Las pr cticas de laboratorio son fundamentales en la ense anza de la ingenier a complementan las clases te ricas y contribuyen a desarrollar el sentido de observaci n y el esp ritu de s ntesis necesario para darle al conocimiento su significado verdadero Las actividades que deber realizar el estudiante y los objetivos que deber alcanzar son b sicamente los siguientes e Comprobar las hip tesis los principios y los modelos desarrollados en las clases de teor a e Familiarizarse con el uso de equipos e instrumentos de medici n conocer las instrucciones de operaci n y saber interpretar las hojas de especificaciones suministradas por el fabricante e Desarrollar habilidades y destrezas en el montaje de circuitos medici n de instrumentos y c lcul
8. HP 3311 Con ente equipo es posible medir la diferencia de amplitudes en decibeles y la diferencia fase en grados entre dos puntos cualquiera de un circuito t picamente los puntos elegidos tal es el caso de los filtros son el puerto de entrada y el puerto de salida Tambi n es posible realizar medidas de amplitud y fase de un punto cualquiera del circuito FM fm Laboratorio de Ingenier a El ctrica II Gu a de pr cticas display Gain Phase Figura 1 Vista frontal del medidor de ganancia y fase HP 3311 El medidor dispone de dos canales A y B 1 y 5 de la figura los cuales est n controlados por tres controles Los controles 2 y 4 seleccionan el rango de tensiones que maneja el cada canal para peque as tensiones se usa la escala hasta 2V posici n izquierda y para los otros casos la escala hasta 20V posici n derecha Para las mediciones que realizar n en el laboratorio use SIEMPRE la escala de 20V el uso de una escala inapropiada causa severos da os al equipo que pueden conducir a un da o permanente del mismo El control 3 secciona cual de los canales est siendo operando pudiendo aperar A teni ndose su amplitud y su fase de la se al en el cana A operar B obteni ndose amplitud y fase en el canal B tambi n realizarse la operaci n B A la cual equivale a tomar la diferencia de amplitudes y la diferencia de fases entre B y A El selector 6 permite seleccionar cual de las magnitudes medidas amplitud fase se
9. a de laboratorio En la gu a de laboratorio aparecen los objetivos para cada pr ctica sin embargo se recomienda que el estudiante los ampl e en base a las experiencias realizadas en la pr ctica de laboratorio Materiales y equipos utilizados se debe detallar la lista materiales y equipos utilizados indicando sus caracter sticas m s importantes marca modelo caracter sticas de funcionamiento etc Procedimiento y datos se debe describir cada experimento en forma clara y concisa Seguidamente se deber n presentar los resultados experimentales Los montajes experimentales deben ser descritos mediante esquemas circuitales en los cuales deben estar claramente identificados todos los elementos circuitales e instrumentos de medici n usando la simbolog a apropiada Estos esquemas deben estar identificados con n meros por ejemplo figura 1 y las referencias que se hagan a stos a lo largo del informe deber n hacerse a trav s del n mero respectivo Los resultados experimentales deben comunicarse a trav s de tablas en las cuales adem s de los datos experimentales deber n aparecer sus contrapartes te ricos as como los errores porcentuales respectivos Cada tabla debe estar identificada con un n mero por ejemplo tabla 4 y las referencias que se hagan a esta se deber n hacer a trav s del n mero respectivo Los resultados experimenrtales as como las magnitudes obtenidas en forma te rica y las ca
10. arse correctamente en el lapso establecido por tal motivo es necesario estudiar con anticipaci n el contenido de la gu a y aclarar las posibles dudas La preparaci n previa del estudiante se evaluar mediante una prueba corta al inicio de la sesi n de laboratorio y mediante la presentaci n de un preinforme Este preinforme deber contener los c lculos y puntos de investigaci n indicados en las gu a bajo el t tulo Trabajo previo al laboratorio la presentaci n de este prelaboratorio es indispensable y en caso de no ser realizado el alumno perder autom ticamente el derecho a realizar la pr ctica consider ndosele inasistente en la misma Asimismo el profesor podr realizar interrogatorios o pruebas cortas en los casos que considere pertinente a fin de complementar la nota correspondiente al trabajo en el laboratorio Tambi n es obligatorio llegar equipado al laboratorio con los materiales necesarios para la realizaci n de la pr ctica gu a calculadora regla papel milimetrado etc Tomando en cuenta que el equipo que se utilizar en este laboratorio es sumamente delicado y costoso se agradece a los usuarios el trato adecuado En caso de que por negligencia se estropeara alg n aparato el individuo o equipo de trabajo responsable perder la pr ctica y adem s deber pagar el costo de la reparaci n En el transcurso del semestre se realizar n 8 pr cticas de laboratorio Al finalizar cada pr ctica el alum
11. ecutivos Calcule la longitud de onda Calcule la frecuencia y compara con el valor de excitaci n 6 Divida el intervalo entre un m ximo y un m nimo en 10 partes iguales Mida la corriente en cada uno de estos puntos Aplique la f rmula 7 en cada uno de estos puntos y determine 1 te rica Anote sus resultados en la tabla I FM fm Laboratorio de Ingenier a El ctrica II Gu a de pr cticas Tabla I mA 1 cm b cm m x Medici n de Impedancia 1 Conecte la carga inc gnita Mida en el patr n de ondas estacionario el valor de Iim x Im n y la posici n de los m nimos Calcule ROE por la f rmula 11 2 Sustituya la carga inc gnita por un cortocircuito Anote la magnitud y la direcci n del desplazamiento de los m nimos 3 Calcule la impedancia de la carga Conclusiones y comentarios finales FM fm Laboratorio de Ingenier a El ctrica II Gu a de pr cticas PRACTICA N _ TECNICAS DE ALTA FRECUENCIA OBJETIVO El objetivo de la practica es que el estudiante mediante el uso del volt metro vectorial determine la ganancia la fase y la impedancia de un circuito en alta frecuencia 1Mhz 20Mhz INTRODUCCION Existen problemas asociados con el dise o de circuitos sintonizables del tipo LC sobre todo en el dise o de las bobinas que operan en el rango de H F no obstante sus buenas caracter sticas de transferencia justifican afrontar dichos problemas Otro t
12. ento d La impedancia en un m nimo vale 1 ROE por lo tanto 1 fTg pl 2 Z ROE 7 donde paa 1 j Tg BI j pog TA RI FE 1 ROE Tg Bl 1 ROE Tg A 10 ROE jTg BI ROE Tg A El valor de ROE es igual a I m x 11 m n El valor de zz puede ser obtenido a partir de una carta de Smith considerando un valor de impedancia de entrada igual a E y efectuando un giro de 2 longitudes de onda hacia la carga o hacia el generador seg n sea el desplazamiento del m nimo Impedancia m nima 1 ROE Longitudes de onda hacia la carga Figura 3 Representaci n de impedancias en la carta de Smith FM fm Laboratorio de Ingenier a El ctrica II Gu a de pr cticas TRABAJO PRACTICO DE LABORATORIO Procedimiento Calibraci n 1 Monte el siguiente sistema Cristal detector Microamper metro Gu a Ranurada Cortocircuito G d Atenuador enerador 10 dB UHF 2 Mientras se calientan los equipos anote las especificaciones del instrumental 3 Ajuste la longitud del stub hasta lograr m xima lectura en el miliamper metro puede ser necesario cambiar la posici n de la gu a en caso de que casualmente se hubiese coincidido con un m nimo de tensi n 4 Mueva el carro de la gu a de un lado a otro y observe el patr n de ondas estacionarias Anote los valores m ximo y m nimo de corriente en el instrumento 5 Determine la ubicaci n de dos m nimos cons
13. ento dc en los canales Seleccione la opci n X Y en la perilla de la base de tiempo C Seleccione en el generador 1 la onda triangular Ajuste su frecuencia en 60Hz y su amplitud con carga de 4 0Vpp a partir de cero tal como se muestra en la figura 2 tiempp Figura 2 D Cambie la frecuencia del generador a 0 1 Hz Seleccione en el generador 2 la onda sinusoidal y ajuste la frecuencia en el dial en 100KHz Observe en el canal B en el osciloscopio el efecto de la modulaci n de frecuencia de la zona sinusoidal Tambien observe y anote el efecto que se produce al cambiar en el generador 1 la onda triangular por una rectangular y sinusoidal E Ajuste la amplitud del generador 2 en aproximadamente 6 0Vpp sin carga tome en cuenta la atenuaci n de la punta de prueba Observe que la tensi n de salida var a ligeramente con la frecuencia Anote las observaciones A continuaci n ajuste el control DC offset del generador 2 hasta que la se al en el osciloscopio tenga exactamente componente cont nua nula No vueva a mover este control F Aumente ahora lentamente la frecuencia del generador 1 onda triangular y observe como var a la fecuencia del generador 2 Finalmente deje fija la frecuencia del generador 1 en 0 1 Hz onda triangular Esta va a ser la frecuencia de barrido FM fm Laboratorio de Ingenier a El ctrica II Gu a de pr cticas 2 2 Respuesta en frecuencia del circuito resonante serie A Monte el siguiente circuito
14. ento de compensaci n para efectuar la medida en la nueva frecuencia MEDICION DE IMPEDANCIA DE UN PUERTO EN UNA RED PASIVA N PUERTO 1 QU Y ON O Conecte el generador en paralelo con la entrada A del volt metros y la entrada SOURCE del puente conecte la entrada B del volt metro con la salida REFLECTED del puente mantenga la salida LOAD del puente en abierto Ajuste el vernier de fase hasta obtener lectura cero Obtenga el valor del voltaje en A y B del volt metro y efect e el cociente de el valor r m s de A entre el valor r m s de B el resultado obtenido es el factor de correcci n en abierto del puente corr Conecte la carga inc gnita en la salida LOAD del puente Obtenga la lectura de la frecuencia valor del voltaje r m s de la entradas A y B del volt metro y la lectura del desfase entre los dos canales y mediante la formula FM fm Laboratorio de Ingenier a El ctrica II Gu a de pr cticas E O com obtenga el valor del coeficiente de reflexi n y sabiendo que Zo 50 ohm obtenga el valor de la impedancia inc gnita para dicha frecuencia Var e la frecuencia del generador y repita el procedimiento de correcci n para efectuar la medida en la nueva frecuencia FM fm Laboratorio de Ingenier a El ctrica II Gu a de pr cticas Practica No Medici n de caracter sticas de amplitud y fase de filtros Objetivos 1 Determinaci n y an lisis de las curvas
15. iente e monte el circuito de la figura 3 e cambie en el generador de funciones la forma de onda a cuadrada entre 3 y 5V pico e coloque en el generador una frecuencia de por lo menos una d cada por debajo de la frecuencia de corte inferior si es el caso pasabanda o eliminabanda Osciloscopio Figura 3 Se al Vg aumente progresivamente la frecuencia hasta dos o tres d cadas por encima de la frecuencia de corte superior si el caso de pasabanda o eliminabanda Observe como cambia la forma de la onda en la salida al variar la frecuencia de la se al del generador Explique lo que sucede bas ndose en la teor a de las series de Fourier y las caracter sticas espec ficas de cada filtro FM fm Laboratorio de Ingenier a El ctrica II Gu a de pr cticas filiro pasabajo 32 5n1 filiro pasabanda filiro elimina bando FM fm Laboratorio de Ingenier a El ctrica II Gu a de pr cticas 3 Informe 3 1 Para cada uno de los filtros medidos realizar las curvas ganancia vs frecuencia y dase vs frecuencia y determinar las frecuencias de corte y el ancho de banda de cada uno Comparar los anchos los resultados obtenidos en el laboratorio con los obtenidos mediante la simulaci n por computadora comparar las frecuencias de corte y ancho de banda experimentales con los te ricos 3 2 Analice la forma de las diferentes curvas obtenidas y en base a esto clasifique los filtros Compare la forma de dichas curvas con la for
16. ipo de circuito que se puede adaptar es la configuraci n RC Figl Esquema circuital de red de dos puertos utilizado en pr ctica El circuito de la figura puede ser examinado por sus caracter sticas de transferencia de voltaje considerando el cociente E2 E1 es decir su funci n de transferencia La parte superior de la red puede ser considerada que tenga una impedancia Z1 mientras que la porci n inferior posee una impedancia Z2 es decir Zi R wC1 FM fm Laboratorio de Ingenier a El ctrica II Gu a de pr cticas iR2 wC2 LU 2 R2 i wC2 Z2 o R2 wC2 Zi Z2 Ri wC2 R2 wC1 R2 wC2 i RiR2 1 w C1C2 E2 E cuando el sistema entra en resonancia es decir E2 esta en fase con El la parte imaginaria de la expresi n anterior se anula dando como resultado la siguiente condici n 1 w wo O E RIR2CIC2 si RI kR2 y C2 mCl donde k y m son n meros reales positivos la expresi n de la ganancia puede ser re escrita como E2 1 El k m 1 iJVkm w wo wo w y la fase se puede expresar como a Vkm w wo wo I w k m 1 Q La gr fica de E2 El vs frecuencia y la gr fica de la fase vs frecuencia elaborarlo en el pre informe en coordenadas semilogaritmicas presenta simetr a par alrededor de w wo 1 y simetr a impar alrededor de w wo 1 respectivamente El factor de calidad del circuito se define como E y w2wl S y km w2 wl k m 1 FM fm Laboratorio de Ingenier a El c
17. lculadas a partir de mediciones experimentales se deben colocar en un formato apropiado para su f cil lectura y an lisis De esta forma se suguiere que siempre se redondeen los resultados a dos decimales y que las magitudes electricas tensi n FM fm Laboratorio de Ingenier a El ctrica II Gu a de pr cticas corriente impedancia admitancia etc asociadas a corriente altena se reporten usando notaci n polar Los gr ficos se realizar n en papel milimetrado tama o carta y se anexar n al informe Cada gr fico debe estar identificado con n mero por ejemplo gr fico 2 y con un t tulo Las curvas se deber n trazar con los instrumentos de dibujo apropiados regla plantillas curvas etc y en caso de existir una curva te rica ambas curvas experimental y te rica deber n trazarse sobre el mismo eje para efectos de comparaci n diferenci ndolas con colores Las se ales observadas en el osciloscopio se deber n dibujar sobre las cuadr culas dise adas para tal fin colocando el t tulo respectivo a cada cuadr cula y anotando las escalas de la base de tiempo de los canales A y o B y la atenuaci n de las puntas En caso de existir dos se ales en una cuadr cula hay que diferenciarlas usando colores Al final de la gu a se suministran dos hojas cada una con dos cuadr culas se sugiere que est n sean desprendidas y que en caso de necesitarse otras cuadr culas se fotocopien Durantre la sesi n de laborat
18. ma de las curvas que presentan los filtros investigados por usted en el prelaboratorio FM fm Laboratorio de Ingenier a El ctrica II Gu a de pr cticas PRACTICA No _ BARRIDO EN FRECUENCIA Trabajo previo al laboratorio 1 Investige sobre los siguientes temas Barrido en frecuencia Respuesta de amplitud de un circuito Modulaci n en amplitud y fase Detectores de envolvente funcionamienteo y usos Frecuencia intermedia Osciladores controlados por voltaje 2 Para el circuito anexo a la pr ctica circuito a ser probado obtenga mediante alg n paquete de simulaci n Microcap versiones 2 3 PSpice para DOS PSpice para Windows la respuesta de amplitud del circuito Se recuerda que este trabajo previo es obligatorio se debe llavar el resultado impreso al laboratorio De no realizarse esta labor no se permitir al alumno realizar la practica Procedimiento de laboratorio Materiales Utilizados 2 Generadores marca 4M Industries modelo 4MFG2210 3 Decadas de inductancias marca General Radio 3 Decadas de condensadores marca General Radio 1 Osciloscopio 1 Tansformador de frecuencia intermedia de radio 1 Circuito detector de envolvente 2 1 Calibraci n del equipo A Monte el siguiente circuito Generador Main output Osciloscopio Generador de Barrido Figura 1 FM fm Laboratorio de Ingenier a El ctrica II Gu a de pr cticas B Selecccione en el osciloscopio el sincronismo interno y acoplami
19. n la l nea ranurada Debido a que con una l nea ranurada es posible medir los m ximos y m nimos del patr n de ondas estacionarias as como tambi n la posici n de los mismos sobre la l nea es f cil determinar la impedancia de la carga El m todo m s com nmente empleado es el de desplazamiento del m nimo El m todo consiste en medir el ROE y la posici n de los m nimos con la carga conectada A continuaci n se sustituye la carga por un cortocircuito y se determina la nueva posici n de los m nimos del patr n De la observaci n de la figura se ve que si la carga es capacitiva producir un desplazamiento de los m nimos hacia la carga y si es inductiva los m nimos se desplazar n hacia el generador FM fm Laboratorio de Ingenier a El ctrica II Gu a de pr cticas Figura 2 Representaci n gr fica del corrimiento del m nimo en el patr n de ondas estacionario Como la impedancia de entrada de una l nea terminada en una carga cualquiera es 2 jTO BI Cn T 1 E TTA BI se puede despejar la impedancia de carga 1 jz Tg bl Zin 2 jTg bl Zin J2Tg bD z 2 Tg bl ZL J212ZinT8 b1 Zin JTg bl 21 1 J2 nTg bl Zin JT8 bl Zin JTg BI E EN 9 1 jZnT9 BI FM fm Laboratorio de Ingenier a El ctrica II Gu a de pr cticas Esta f rmula se puede aplicar a nuestro caso considerando como impedancia de entrada la de un m nimo y como longitud el desplazami
20. no deber elaborar un informe de laboratorio escrito el cual deber entregar al inicio de siguiente sesi n de laboratorio Al alumno que entregue su informe retrasado se le restar un 1 punto de la nota de ste por cada d a h bil de retraso No se aceptar n informes con m s de una semana de retraso 5 d as h biles La no entrega del FM fm Laboratorio de Ingenier a El ctrica II Gu a de pr cticas informe de una pr ctica autom ticamente har que al alumno se le considere inasistente en dicha pr ctica a n cuando haya entregado el preinforme respectivo y haya participado en la sesi n de laboratorio La calificaci n de los informes se realizar en base a la siguiente puntuaci n m xima e Trabajo y resultados de laboratorio ooconnncccnnoncccnncnnnnonnnonancnnnnncnnnnnos Spts e Tablas gr ficos y c lculos vviosojra racial carnicero ies Spts e Observaciones discusiones y CONCLUSIONES occccnncccnoncccnonaccc nnncc nnns e Spts e Presentaci n redacci n y Ortograf a oooooocccnnoniccccnnooncccnonannnnnnnno serres Spts Se realizar n dos 2 ex menes de control Dichos ex menes ser n realizados por el coordinador del laboratorio y cubrir n los contenidos te ricos de las pr cticas Despu s de culminadas las cuatro primeras pr cticas se realizar el primer examen de control y una vez culminadas las cuatro pr cticas restantes se realizar el segundo examen de control Es de destaca
21. o En esta clase se imparten los contenidos te ricos asociados a las pr cticas asimismo en esta clase se aclarar n las dudas que surjan en la realizaci n de los preinformes que se deber n entregar al inicio de las sesiones de laboratorio La asistencia a la clase de prelaboratorio no es obligatoria sin embargo se recomienda asistir a esta Es de hacer notar que los ex menes de control usualmente son realizados en el horario previsto para la clase de prelaboratorio Dado que la asignatura es eminentemente pr ctica no est previsto examen de reparaci n Informes de laboratorio Para un ingeniero la habilidad de poder comunicar por escrito el resultado de un trabajo experimental en forma clara breve y debidamente estructurada es de gran importancia ya que muchas veces este informe es el nico contacto que tiene con sus colegas superiores o clientes Uno de los objetivos de la asignatura Laboratorio de Ingenier a El ctrica I es aprender a redactar informes en los cuales el estudiante debe comunicar con claridad orden y precisi n el proceso y los resultados del trabajo realizado en las sesiones de laboratorio FM fm Laboratorio de Ingenier a El ctrica II Gu a de pr cticas Todo informe debe estar estructurado de la siguiente manera T tulo donde se identifica el n mero de la pr ctica de laboratorio y el t tulo de la misma Objetivo donde se expresa el objetivo u objetivos perseguidos con la pr ctic
22. o de una l nea de transmisi n viene dada por E E 1 T 1 E E x tensi n total en el punto E E x tensi n incidente en el punto G G x coeficiente de reflexi n en el punto El coeficiente de reflexi n es funci n de la impedancia de carga y de la distancia del punto a la carga donde G Gper e para la l nea sin p rdidas 2 Z Tp amp coeficiente de reflexi n en la carga Z o 0 CEDA ga po bl es la distancia el ctrica del punto a la carga 27 A La expresi n 1 se puede escribir para el m dulo como E ler 7 G 6 Evaluando el t rmino 7 G queda FM fm Laboratorio de Ingenier a El ctrica II Gu a de pr cticas 1 rT roe PP poe Roi z z 7 PpCos 0 2BI Po sen 87 2B1 Z 1 po cos 8y cos 9o 2B1 2 po sen 00 2B1 4 Para un cortocircuito queda To 1 11800 5 1 T 1 cos 180 2B1 sen 180 281 1 cos 281 sen 281 J1 2005 281 cos 2BI sen 2BI J2 2c0s 28I 2 1 1 2sen Bl J2 42sen BI 2 sen B1 6 Por tanto el campo el ctrico en cualquier punto resulta proporcional a senbl Por tanto si el cristal est operando en la zona cuadr tica la corriente ser proporcional a sen bl o sea KI 1 sen bl 7 donde Iim x ser el m ximo valor de la corriente medible en la l nea Medici n de impedancia e
23. orio los datos experimentales mediciones observaciones y equipos y materiales utilizados deber n ser anotados en una hoja de datos Esta hoja de datos debe ser llenada en letra clara sin enmiendas y en tinta y debe ser firmada por el profesor al finalizar la sesi n de laboratorio Esta hoja de datos debe ser anexada al informe de la laboratorio S lo es necesario la elaboracion de una hoja de datos por equipo de trabajo permiti ndose que los dem s miembros del equipo fotocopien la hoja de datos elaborada Una vez presentados los resultados experimentales se deber realizar una discusi n de stos Si a partir de los datos experimentales se calculan otras magnitudes se deber indicar un c lculo tipo del c lculo realizado FM fm Laboratorio de Ingenier a El ctrica II Gu a de pr cticas e Conclusiones en la cuales se deber hacer una completa discusi n de los resultados obtenidos haciendo nfasis en la comparaci n de los resultados obtenidos con los esperados las posibles causas de error y las dificultades y posibles mejoras de la metodolog a experimental empleada FM fm Laboratorio de Ingenier a El ctrica II Gu a de pr cticas PRACTICA Ne __ MEDICION DE ROE EN SISTEMAS COAXIALES Objetivo Determinaci n de la curva de calibraci n de un volt metro a cristal su utilizaci n en sistemas coaxiales para la medici n de impedancias Introducci n La medici n de diferencia de potencial
24. os operacionales e Aprender a comunicar con claridad orden y precisi n el proceso y los resultados del trabajo realizado Reglamento y evaluaci n El alumno regularmente inscrito deber realizar todas las pr cticas programadas asistiendo al laboratorio en la hora y fecha que le corresponde En caso de llegar con m s de veinte 20 minutos de retraso ser considerado inasistente y no le ser permitido trabajar El estudiante perder la asignatura en caso de dos 2 m s inasistencias a las pr cticas en este caso se le asentar en la planilla de notas como inasistente Debido a la estructura secuencial de las actividades de este laboratorio no est n previstas semanas de recuperaci n de pr cticas perdidas pero en caso de fuerza mayor justificada la persona afectada podr recuperar la pr ctica en otro grupo de laboratorio en un horario tal que el laboratorio este disponible para tal fin En tales casos el alumno interesado deber realizar la solicitud al coordinador de los laboratorios el cual previa consulta con el profesor del FM fm Laboratorio de Ingenier a El ctrica II Gu a de pr cticas grupo y en caso de que sea procedente la solicitud fijar la hora y el d a para la recuperaci n En todo caso el alumno no tendr derecho a m s de dos 2 pr cticas de recuperaci n por semestre Es un requisito indispensable llegar preparado al laboratorio para que los experimentos puedan realiz
25. r stica de 50 Ohm el estudiante proceder a medir la relaci n del voltaje reflejado entre el voltaje incidente en magnitud y fase y mediante la relaci n Ea O ZlZo Er Ei fP p 8 ER O se proceder a calcular la impedancia Z f del circuito en el rango comprendido entre 1Mhz y 20Mhz FM fm Laboratorio de Ingenier a El ctrica II Gu a de pr cticas PROCEDIMIENTO Encender el generador de RF fijar el generador en modo de operaci n de portadora fija escala 0 300 mv escala de frecuencia 570Khz 1 8Mhz ajustar voltaje de salida en un valor entre 200mv y 300mv NOTA EL VOLTAJE DE SALIDA DEL GENERADOR DE R F NO DEBE SOBREPASAR LOS 300mV Conecte el generador de RF a una deriva con el frecuencimetro MEDICION DE GANANCIA EN UNA RED DE DOS PUERTOS 1 Conecte una deriva del generador de RF en paralelo con entrada A y B del volt metro vectorial ajustar el vernier de fase hasta obtener lectura de cero grados esto es con el fin de compensar el desfase intr nseco que se produce en las sondas del volt metro Conecte el generador en paralelo con la entrada A del volt metro y el puerto El del circuito Conecte la entrada B del volt metro con el puerto E2 del circuito Obtenga la lectura de la frecuencia valor del voltaje r m s de las entradas A y B del volt metro y la lectura del desfase entra los dos canales Var e la frecuencia del generador y repita otra vez el procedimi
26. r que_es condici n indispensable para la aprobaci n de la asignatura que el promedio de las notas obtenidas en los controles sea mayor o igual a diez 10 puntos En caso de no cumplir con lo anterior el alumno reprobar la asignatura y se asentar en la panilla de notas el promedio de las notas obtenidas en los ex menes de control En caso que el promedio de los ex menes de control este comprendido entre 9 5 y 10 puntos se asentar la planilla la calificaci n de 9 puntos Si el promedio de la nota de los controles de laboratorio es mayor o igual a 10 puntos la nota total del laboratorio se calcular seg n los siguientes porcentajes e Promedio de notas de las pr cticas ooooooconnnonccccnnonacnnonnnancnononanacnnnnnns 50 e Primer examen de Control A ir 25 e Segundo examen de control iissa sao aa a aa area aa ao e Da a aa DEA ADE daroribeae seins 25 FM fm Laboratorio de Ingenier a El ctrica II Gu a de pr cticas en donde la nota de cada pr ctica se calcular seg n los siguientes porcentajes e PrEM OME eii ri ii 50 DIOE A A A A A A AA 30 Trabajo enel laboratorio sitial 20 y el promedio de las nota de las pr cticas se calcular en base a ocho 8 pr cticas Para aprobar el laboratorio el alumno deber obtener una calificaci n final calculada seg n los porcentajes anteriores mayor o igual a 9 5 puntos Adicionalmente a las sesiones de laboratorio se dicta una clase de prelaboratori
27. trica II Gu a de pr cticas donde w2 es la frecuencia donde la fase alcanza un valor de 45 grados y wl es la frecuencia donde la fase toma un valor de 45 grados PRE LABORATORIO e El estudiante debe traer en el pre informe las gr ficas en papel semi logaritmico correspondientes a E2 E1 normalizado a wo y la fase normalizado a wo para valores de k m 1 e Calculo detallado de wl y w2 en funci n de wo k m y obtener la expresi n correspondiente a Q e La expresi n y la gr fica para la impedancia parte resistiva y parte reactiva del circuito entre los bornes El tomando como valores R1 R2 110 Ohm y C1 C2 1 2 nf e La gr fica de E2 E2 sin normalizar en wo para los valores circuitales dados en el punto anterior e Ambas gr ficas deben ser efectuadas en papel semi logaritmico cubriendo el rango entre 1Mhz y 20Mhz LABORATORIO Dado el montaje como se indica en la figura anterior el circuito esta contenido dentro de una c psula de montaje blindado Tektronix de dos puertos donde el acceso El corresponde al conector BNC macho y el acceso E2 corresponde al conector BNC hembra y utilizando el volt metro vectorial HP 84053A el estudiante proceder a medir la ganancia y la fase del circuito para el rango comprendido entre 1Mhz y 20Mhz Con el mismo montaje circuital y utilizando el volt metro vectorial HP 8405A conjuntamente con el puente direccional HP 8721A l nea de transmisi n direccional con impedancia caracte
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