Gomez Laureano RE1 2017 S01 PDF

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Summary

profesora Jessica Benito. Simulacion obligatoria N°1. Año 2017. Informe introductorio al software Multisim. Se adjuntan capturas para comprender el desarrollo y los enunciados con sus respuestas. El informe fue aprobado durante el segundo cuatrimestre de 2017...

Description

Trabajo de máquina N°1 Introducción al Multisim

Universidad Nacional de San Luis Facultad de Ciencias Físico Matemáticas y Naturales

Carrera: Ingeniería Electrónica con Orientación en Sistemas Digitales Materia: Redes Eléctricas I Alumno: Gómez, Laureano Francisco Año: 2do Cuatrimestre de 2017

Introducción: Durante esta simulación aprendimos conceptos básicos de la herramienta Multisim, la cual nos sirve como entorno para el diseño y la simulación de circuitos electrónicos.

Figura 1. Circuito a implementar en el ejercicio 1

Ejercicio Nº1: A modo de ejemplo diseñe el circuito de la Figura 1. Para hacer esto seleccione los distintos componentes de sus respectivos menús, ubíquelos en sus posiciones y conéctelos con la ayuda del mouse. Para cambiar el valor de los componentes haga doble clic sobre el elemento. Se abrirá un menú en donde podrá seleccionar el valor numérico y las unidades que desee. Los circuitos deben ser prolijos y fácilmente legibles.

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Figura 2: Circuito implementado correspondiente al ejercicio 1

En la figura2 se puede ver el circuito del ejercicio 1 realizado. Para llevarlo a cabo, utilizamos algunos de los componentes disponibles en el Multisim. En este circuito utilizamos resistencias, una fuente, la salida a tierra y el voltímetro/amperímetro donde correspondía. Responder: ¿Por qué ciertos indicadores tienen valores negativos? ¿Hace falta utilizar 3 amperímetros? ¿Por qué? Ciertos indicadores tienen valores negativos por que el aparto de medición, ya sea voltímetro o amperímetro, está conectado al revés. No hace falta utilizar tres amperímetros, ya que la corriente que circula por el circuito es siempre la misma, porque el circuito no presenta nodos esenciales. Ejercicio Nº2: Armar el circuito de la siguiente figura.

Figura 3. Circuito a implementar

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a- Configure el generador de funciones para que entregue una señal cuadrada de 1 V de Amplitud y 1000 Hz de frecuencia. En el osciloscopio, establezca la base de tiempo en 0.1 ms/Div y el amplificador vertical en 1 Volt/Div. Grafique la señal que observa en el osciloscopio. Escriba que representan los ejes y sus respectivas unidades en todos los gráficos de este práctico.

Figura 4: señal cuadrada ej2-a

En la figura 4 se puede observar la onda cuadrada, con 1V de amplitud y 1000Hz de frecuencia. La escala usada en el osciloscopio fue: base de tiempo de 0,1ms/Div, lo que es equivalente a 100µs/Div, y el amplificador vertical en 1V/ Div. La gráfica representa la señal cuadrada. El eje x representa el tiempo (en este caso 1 cuadradito representa 0,1ms que es la unidad de la escala adoptada) y el eje y representa la tensión (en este caso un cuadradito representa 1V, que es la unidad de la escala adoptada). b- Mida desde la gráfica la amplitud pico a pico de dicha señal, el período y la frecuencia. Explique detalladamente cómo lo hizo. -La amplitud pico a pico, es la diferencia entre su pico máximo positivo y su pico negativo. Para medir esta amplitud, únicamente saqué la diferencia desde el pico máximo positivo hasta el pico máximo negativo. Como la amplitud es de 1V, el pico máximo positivo es 1V, y el pico máximo negativo es -1V. Entonces, la amplitud pico a pico es de 2V.

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-El periodo es el mínimo lapso que separa dos instantes en los que el sistema se encuentra exactamente en el mismo estado: mismas posiciones, mismas velocidades, mismas amplitudes, es decir, el periodo es el tiempo que dura un ciclo de la onda en volver a empezar. Para calcular el periodo, sabiendo que en la figura 4 cada unidad de la escala en el eje x representa 100µs, al ver que un periodo esta dado por 10 unidades en esta escala, al multiplicar 100µs x 10 se obtiene 1ms. -La frecuencia (f) es la inversa del periodo (T), y es una magnitud que mide el número de repeticiones por unidad de tiempo de cualquier fenómeno o suceso periódico. Como el ejercicio nos pidió utilizar 1000Hz de frecuencia en el generador de ondas, esa debería ser nuestra frecuencia, para corroborarlo podemos usar la formula f=1/T, teniendo en cuenta que la frecuencia es la inversa del periodo, como obtuvimos un periodo de 1ms, si hacemos 1/1ms obtenemos 1000Hz, y viceversa. Por lo tanto, el periodo y la frecuencia cumplen con la formula f=1/T y la frecuencia es 1000Hz. c- Cambie el amplificador vertical a 0.5 V/Div y la base de tiempo a 0.1 ms/Div. Dibuje y mida desde la gráfica la amplitud pico a pico de dicha señal, el período y la frecuencia. ¿Cambiaron la amplitud y la frecuencia de la señal al haber cambiado los valores del amplificador vertical y de la base temporal? ¿Por qué? Explique. Los valores de la amplitud pico a pico, el periodo y la frecuencia se mantienen constantes. Ya que lo único que hice fue cambiar la escala del osciloscopio, pero no se modificó la amplitud o frecuencia de la onda generada por el generador de ondas.

Figura 5: señal cuadrada ej2-c pág. 4

En la figura 5 se puede observar como solamente cambio la escala, ya que la amplitud pico a pico sigue siendo 2V, cada unidad de la escala en el eje y representa 0,5V, y la amplitud máxima positiva son 2 unidades, es decir 1V. La amplitud máxima negativa son dos unidades de la escala, es decir 1V, por lo que la amplitud pico a pico sigue siendo de 2V. En el periodo se dejo la misma escala y no se modificó el generador de ondas, por lo tanto se obtiene de la misma forma que en el inciso b del ejercicio 2. La frecuencia, al ser inversa del periodo, y al no modificar el generador de ondas, seguirá siendo de 1000Hz. d- Configure el generador para que le entregue una señal sinusoidal de 1000 Hz de frecuencia y de una amplitud pico a pico de 2 V. Fije la base de tiempo y la amplificación vertical en el osciloscopio para realizar una medida óptima. Dibuje la gráfica mostrada por el osciloscopio y a partir de esta MIDA la frecuencia y la amplitud y señale en el gráfico la amplitud de la señal, la amplitud pico a pico, el valor eficaz y el período. Indique la escala usada en cada eje.

Para que se genere una amplitud pico a pico de 2V, necesitamos darle al generador el valor de 1V de amplitud, para medir la amplitud pico a pico, medimos como antes, desde el pico máximo positivo hasta el negativo, y obtenemos una amplitud pico a pico de 2V. Para medir el periodo, podemos observar que en la figura 6 que 10 unidades de tiempo forman un periodo, y como la escala esta en 100µs, si lo multiplicamos por 10 obtenemos T=1ms, la inversa será la frecuencia, que es 1000Hz tal como la frecuencia que le dimos al generador de ondas.

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Figura 6: Señal sinusoidal del ej2-d.

La amplitud, será la distancia del cero a un pico máximo, sea negativo o positivo, y es de 1V, ya que cada unidad de tensión según la escala adoptada es de 500mV, es decir 0,5V, y desde el cero a cualquier pico tenemos 2 unidades de nuestra escala, es decir 1V. e- Configure el generador para que le entregue una señal sinusoidal de frecuencia 1 Hz y amplitud pico a pico 3.5 V. En el osciloscopio, establezca la base de tiempo y la amplitud vertical para que se vea en la pantalla un periodo lo más grande posible.

Figura 7: onda sinusoidal correspondiente al ej2-e. pág. 6

La base de tiempo utilizada, fue de 100ms/Div, y la amplificación vertical utilizada fue de 1V/Div. Como seleccionamos una amplitud de 1,75V en el generador de ondas, la amplitud pico a pico es de 3,5V como pide el enunciado. La frecuencia es 1Hz, por lo tanto el periodo es de 1s, tal como halle en la gráfica del osciloscopio (la figura6 dice -1s ya que puse al revés las barras que miden, pero el periodo es de 1s). f- Configure el generador de funciones para que entregue una onda triangular de 1 mV de amplitud y 1 Hz de frecuencia. En el osciloscopio, establezca la base de tiempo y la amplitud vertical para que se vea en la pantalla 4 periodos lo más grandes posible. Señale en el gráfico la base de tiempo y la amplificación vertical utilizadas.

Figura 8: onda triangula del ej2-f

La base de tiempo utilizada es de 500ms/Div, y amplificación vertical usada es de 500µV/Div. Para este inciso se utilizo 1mV de amplitud y 1Hz de frecuencia, por lo que 2 cuadraditos en el eje y, representarían dos unidades de 500µV, es decir 1000µV, lo que es 1mV, que es la amplitud. La amplitud pico a pico será 2mV, y el periodo es de 1s, ya que es la inversa de la frecuencia que es 1Hz. Conclusión: Gracias a esta simulación, aprendí a manejar conceptos básicos del programa Multisim, y practiqué el método para obtener los valores de la amplitud, amplitud pico a pico, valor eficaz, periodo y frecuencia. Se obtuvieron algunos valores analizando las graficas, y otros realizando los cálculos matemáticos correspondientes.

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