Miguel Alfonso Altuve Paredes - Análisis y simulación de circuitos eléctricos en corriente continua

Ejemplo 1.8.1.Considere la señal que se muestra en la figura 1.14. Esta señal tiene un período de 6,3 divisiones y una amplitud pico de 2 divisiones.

Figura 1.14: Pantalla del osciloscopio. Se observa una señal sinusoidal.

Si la base de tiempo está en 5 µ s/división y la base de amplitud está en 2 V/división entonces el período de la señal es de 31,5 µ s y la amplitud es de 4 V.

Si la base de tiempo está en 0,2 µ s/división y la base de amplitud está en 0,1 mV/división entonces el período de la señal es de 1,26 ms y la amplitud es de 0,2 mV.

Si la base de tiempo está en 10 ms/división y la base de amplitud está en 0,5 V/división entonces el período de la señal es de 63 ms y la amplitud es de 1 V.

Para observar una señal en el osciloscopio se utiliza una punta de prueba. La señal observada en el osciloscopio corresponde a la diferencia de potencial entre la punta de prueba y la tierra o referencia de dicha punta de prueba. La figura 1.15muestra una punta de prueba típica, en la que el conector pinza tipo caimán corresponde al valor de referencia (0 V).

Figura 1.15: Punta de prueba del osciloscopio.

Usaremos el símbolo de la figura 1.16(a)para representar la punta del osciloscopio y el símbolo de la figura 1.16(b)para representar la tierra o referencia de la punta.

Figura 1.16: En (a) el símbolo para representar la punta del osciloscopio y en (b) el símbolo para representar la tierra o referencia de una medición.

Por ejemplo, si se desea observar el voltaje del elemento 2 en el circuito de la figura 1.17(a), se debe conectar la punta del osciloscopio en una de las terminales del elemento y conectar la tierra de la punta de prueba en la otra terminal del elemento 2, tal como se muestra en la figura 1.17(b).

Figura 1.17: Representación de la conexión de la punta de prueba del osciloscopio.

1. ¿Cuál de las siguientes corrientes es la más grande y cuál la más pequeña: i 1= 3500 nA, i 2= 0,03 daA, i 3= 4,1 × 10 −4dA, i 4= 0,29 × 10 9fA. Respuesta:la más grande es i 2y la más pequeña es i 4.

2. Exprese 2.5 petámetros en metros. Respuesta:2,5 × 10 15m

3. Exprese 3 Zs en hs. Respuesta:3 × 10 20hs

4. Exprese 0.5 amol en hmol. Respuesta:5 × 10 21hmol

5. Exprese 250 MΩ en kΩ. Respuesta:2,5 × 10 5kΩ

6. Exprese 450,1 × 10 −3kA en µ A. Respuesta:4,501 × 10 8 µ A

7. ¿Cuánta carga representan 8 megaelectrones? Respuesta:−1,2816 pC

8. ¿Cuánta carga representan 15 yottaprotones? Respuesta:2,403 MC

9. ¿Cuántos protones se necesitan para obtener una carga de 18 fC? Respuesta:112,32 kiloprotones

10. Determine la corriente que circula por un elemento en t = 3 s, si la carga que entra a la terminal está dada por C. Respuesta:111,11 mA.

11. Determine la carga total que entra a una terminal entre t = 2 s y t = 6 s, si la corriente que circula por la terminal viene dada por i ( t ) = 3 e 2tA. Respuesta:244,05 kC.

12. Determine la energía absorbida por un elemento durante un intervalo de 1,5 s si el voltaje entre sus terminales es V = 12 V y la corriente que circula por este es I = 100 mA. Respuesta:1,8 W.

13. Un dispositivo electrónico se carga con una corriente constante de 2 A durante 180 minutos. El voltaje en los terminales del dispositivo es v = 50 sin(300 t ) V para t > 0, donde t se expresa en horas. Si la energía eléctrica tiene un costo de 60 centavos/kWh, determine el costo de cargar completamente el dispositivo. Respuesta:0,0187 centavos.

14. ¿Cuál es el valor de la resistencia de un resistor con código de colores azul, marrón, verde y plateado? Respuesta:6,1 MΩ ± 10 %.

15. ¿Cuál es el valor de la resistencia de un resistor con código de colores gris, azul, amarillo y dorado? Respuesta:860 kΩ ± 5 %.

16. ¿Cuál es el código de colores de un resistor de 520 kΩ ± 5 % ? Respuesta:Verde (1era), Rojo (2da), Amarillo (3era) y Dorado (4ta).

17. ¿Cuál es el código de colores de un resistor de 51 kΩ ± 5 %? Respuesta:Verde (1era), Marrón (2da), Anaranjado (3era) y Dorado (4ta).

18. Complete : Para medir la variable _________ de un elemento del circuito se debe utilizar el instrumento de medición _________, conectado en _________ con el elemento. Dado que la resistencia interna del instrumento de medición es muy pequeña ( R → 0 Ω), no se afecta el comportamiento del circuito eléctrico ni la variable a determinar. Respuesta:corriente, amperímetro, serie.

19. Considere la señal que se muestra en la figura 1.18. Calcule el período y la amplitud pico de la señal si:

La base de tiempo está en 5 µ s/división y la base de amplitud está en 2 V/división. Respuesta:Período = 14,5 µ s, amplitud = 5,6 V.

La base de tiempo está en 20 µ s/división y la base de amplitud está en 10 mV/división. Respuesta:Período = 58 µ s, amplitud = 28 mV.

La base de tiempo está en 10 ms/división y la base de amplitud está en 0.5 µ V/división. Respuesta:Período = 29 ms, amplitud = 1,4 µ V.

Figura 1.18: Señal en la pantalla de un osciloscopio.

20. Considere la señal que se muestra en la figura 1.19. Calcule el período y la amplitud pico de la señal si:

La base de tiempo está en 10 s/div y la base de amplitud está en 0,5 volts/div. Respuesta:Período = 20 s, amplitud = 0,9 V.

La base de tiempo está en 2 ns/div y la base de amplitud está en 2 volts/div. Respuesta:Período = 4 ns, amplitud = 3,6 V.

La base de tiempo está en 5 µ s/div y la base de amplitud está en 0,1 volts/div. Respuesta:Período = 10 µ s, amplitud = 0,18 V.

Figura 1.19: Señal en la pantalla de un osciloscopio.