Download Práctica 2: Teorema Superposición

2º Ingeniería Industrial
curso 2005-2006
Prácticas de Teoría de Circuitos: Teorema de superposición
Prácticas de Teoría de Circuitos: Teorema de superposición
1. Introducción
•
Teorema de superposición
•
Presentación del circuito
•
Aplicación
2. Montaje de los circuitos
•
Montaje 1
•
Montaje 2
•
Montaje 3
3. Conexión de los aparatos de medida
4. Selección de especificaciones de la fuente de tensión
5. Osciloscopio
6. Medidas de Tensión. Desfase.
Prácticas de Teoría de Circuitos: Teorema de superposición
1. Introducción: Teorema de superposición
El Teorema de Superposición afirma que cualquier respuesta en un circuito lineal sometido a varias fuentes de excitación
puede calcularse como la suma de las respuestas obtenidas aplicando cada una de las excitaciones por separado.
V(t) = V1(t)+V2(t)
=
+
Si aplicamos una combinación lineal de las excitaciones las respuestas serán igual a la misma combinación lineal de las
respuestas obtenidas aplicando cada una de las excitaciones por separado.
V(t) =α V1(t)+βV2(t)
=
+
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Presentación del circuito
Aplicamos superposición:
UA=UA1+UA2
=
UB=UB1+UB2
=
+
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2. Montaje de los circuitos: Elementos
Resistencias: Z1(R1), Z2(R2) y Z5(R3)
Condensadores: Z3(C1) y Z4(C2)
Amperímetro
Fuente:
Generador
de Ondas
Voltímetro
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2. Montaje de los circuitos: Montaje 1
Z1
Z2
A
Z3
Z5
B
Z4
N
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2. Montaje de los circuitos: Montaje 2
Z1
Z2
A
Z3
Z5
B
Z4
N
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2. Montaje de los circuitos: Montaje 3
Z1
Z2
A
Z3
Z5
B
Z4
N
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3. Medidas: Tensión. Conexión de aparatos de medida de tensión.
Módulo: se leerá directamente del voltímetro
Fase: se medirá en el osciloscopio
Z1
Z2
A
medida Z5
B
Z4
Z3
N
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4. Selección de especificaciones
Fuente de tensión (Generador de ondas): 7V eficaces a 500 Hz (onda senoidal)
Multiplicador de frecuencia
Selectores de frecuencia
7V
Pulsar
Selector de onda
Generador de ondas
Voltímetro
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5. Osciloscopio.
5
6
Pantalla:
regular la luminosidad, 5,(Intensity), y el
enfoque de la onda, mediante 6 (Focus).
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Vertical:
Está formado por controles idénticos correspondientes al Canal 1 y 2.
 Posición vertical de la onda en la pantalla del osciloscopio:
Control 7 y Control 8.
 Voltios por división de cada uno de los canales: Control 12.
 Tipo de conexión de cada canal (Control 14). Se puede elegir
entre las siguientes:
o AC: La señal de entrada del canal en cuestión se filtra
para eliminar la componente de continua.
o DC: La señal de entrada se presenta sin filtrado de la
componente de continua.
o GND: Se pone el canal correspondiente a masa.
 Modo de presentación de los canales en la pantalla del
osciloscopio. Se puede elegir entre los siguientes modos:
o Control 9: Permite ver en pantalla el canal 1, el canal 2 o
ambos simultáneamente.
o Control 10. Permite ver en pantalla la señal de entrada del
canal 2 invertida (-canal 2)
o Control 11. Deberá estar en la posición ALT o CHOP; en la
posición ADD se represente en pantalla la suma de las
señales del canal 1 y el canal 2, o la diferencia del canal 1 y
canal 2, si el mando 10 está en la posición INV
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Horizontal:
Disparo:
 Posición horizontal de la onda en la pantalla: Control 17.
 Escalado en el tiempo de las ondas adquiridas en los
canales 1 y 2 (segundos/división): Control 18.
Los controles de disparo son los que fijan las condiciones que tiene
que cumplir la señal de entrada para que se visualice en dicha
pantalla.
 Pendiente ascendente o descendente:
Control 22. Pendiente de la señal a partir
de la cual se comienza a representar en la
pantalla.
 Nivel de disparo: Control 23. Tensión a
partir de la cual se presenta la señal de
entrada en la pantalla.
 Modo de disparo: Control 24. El modo de
disparo que se va a seleccionar será
siempre el NORMAL.
 Fuente de disparo: Control 25. Éste
puede estar configurado para el canal 1 o
el canal 2, dependiendo del origen de la
señal de entrada.
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6. Medidas de Tensión. Fase.
El objetivo será conseguir una imagen como la de la figura adjunta:
Haciendo pasar medio período (180º) de la señal de referencia
por los puntos A y B, a nueve cuadros de distancia, se tendrá
20º de desfase para cada cuadro (180/9), quedando reducida la
medida de desfase a un simple conteo de cuadros.
Señal de referencia (Canal 1)
Señal cuyo desfase se desea medir (Canal 2)
A y B: Paso por cero de la señal de referencia.
Se enumera a continuación los pasos necesarios para ajustar el osciloscopio.
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1. Una vez conectados los canales 1 y 2 del
osciloscopio se obtendrá una imagen como la de
la figura
2. El selector de canales estará en la posición
BOTH (ambos), y se pondrá los filtros de
entrada de ambos canales en GND (señal a
cero)
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3. Se centrarán ambas señales con los
mandos POSITION de cada canal, hasta que
se confundan las dos señales con el eje central
de la pantalla.
4. Seguidamente se seleccionará el canal 1 y
se dará señal a ambos canales poniendo los
filtros de entrada en la posición AC.
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5. Se conseguirá que la señal se dibuje desde
el extermo izquierdo de la pantalla (punto A)
usando el mando de disparo LEVEL.
6. Seguidamente, y usando el mando
SEC/DIV, se irá cambiando de posición dicho
mando hasta conseguir que el segundo paso
por cero de la señal diste 9 cuadros del
primero (punto B).
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7. Puesto que el paso anterior produce saltos
discretos, puede ser necesario el uso del ajuste
fino de dicho mando. Girándolo a derecha o a
izquierda, se consigirá el segundo paso por cero
de la señal 1 por el punto B.
8. Finalmente, se pondrá el selector de canales
en la posición BOTH, quedando ambas señales
perfectamente ajustadas.
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Para medir el desfase no hay más que centrarse en el paso por cero de la señal medida (punto C) que está comprendido entre
las marcas de la señal de referencia (puntos A y B). A modo de ejemplo:
Se observa que la señal 2 presenta un desfase de 3x20º=60º
respecto a la señal 1. En este caso es en retraso (-60º), pues
el paso por cero de la señal medida (punto C) es análogo al
punto A (ambos con pendiente negativa), y el punto C está
retrasado respecto al A.
En este caso, la señal presenta un adelanto de (1+1/2)x20=30º
(+30º), pues el paso por cero de la señal medida (punto C) se
produce antes que que el paso por cero análogo (pendiente
positiva) de la señal de referencia (punto B)
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