Prática 1 – Osciloscópios, multímetros e geradores de sinais

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE OURO PRETO Curso de Engenharia de Controle e Automação Circuitos e Dispositivos eletrônicos Professor – Vinícius Marinho Silva                        DECAT - UFOP

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Prática 1 – Osciloscópios, multímetros e geradores de sinais

 

Ouro preto, 2018

GRUPO:

Alex Júnior Guimarães-17.1.1471

Breno Faria Grossi Gonçalves – 16.1.1355

Marlon de Oliveira Nunes Vieira -  16.1.1235

Thiago Machado Izidoro-17.1.1329

Sumário

1.        INTRODUÇÃO        4

2.        OBJETIVOS        4

3.        METODOLOGIA        4

4.        FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA        5

5.        SIMULAÇÃO COMPUTACIONAL        6

6.        SIMULAÇÃO EXPERIMENTAL        7

7.        RESULTADOS E DISCUSSÕES        7

8.        CONCLUSÕES        8

9.        REFERÊNCIAS        8

1. INTRODUÇÃO

O experimento tem como finalidade o aprendizado em relação a utilização de equipamentos de medição como: Osciloscópios, multímetros e geradores de sinais, para a análise pelo osciloscópio de dois circuitos elétricos (RC em série) para observação de como diferentes capacitâncias afetam o funcionamento do sistema.

1. OBJETIVOS

Mostrar o uso do osciloscópio, do multímetro (analógico e digital) e gerador de sinais, afim de medir dois sistemas com diferentes capacitâncias.

1. METODOLOGIA

Inicialmente se inicia uma análise dos controles do osciloscópios e do gerador de sinais em busca de familiarização com suas funções básicas.. Segue-se realizando a calibração do osciloscópio com o suporte do terminal de calibração conectado no canal 1 e dos controles de escala VOLTS/DIV e TIME/DIV sendo regulados em busca de se obter poucos períodos da onda de teste, permitindo tanto a análise da forma da onda, como também o valor da amplitude do sinal por meio escala configurada nos controles do equipamento.

Após a calibração, realiza-se a configuração do gerador de sinais com a seleção de um sinal senoidal de range de frequência entre 100Hz a 1kHz que é conectado no canal 2 do osciloscópio. Após a conexão, utiliza-se os controles VOLTS/DIV e TIME/DIV novamente em busca de medir a tensão pico a pico e a frequência da onda senoidal. Além disso, realiza-se o teste da medida de tensão DC e DA por meio de um multímetro digital. Com a medição em tensão DC, o multímetro registra, diferente do que ocorre com o osciloscópio, a tensão como 0V, pois neste modo ele indica a tensão média nos terminais. Como as tensões de pico ao serem somadas se anularam, a média também será nula. Já no modo DA, o valor mostrado pelo multímetro é coincidente a tensão eficaz (média quadrática), que ainda é diferente do que obtemos no osciloscópio (tensão pico a pico), mas que podemos obter uma a outra matematicamente.

Em seguida é feito uma análise do comportamento da evolução de tenção e de corrente em um circuito RC série quando é aplicado uma tensão contínua sobre ele e também quando essa tensão é desligada e os terminais do circuito são curto-circuitados. Com o comportamento teórico analisado, realiza-se a montagem do circuito RC série (Medição 1) com tensão do gerador de sinais configurado para 6V/300Hz, conectando o canal 1 do osciloscópio sobre a resistência e o 2 sobre a capacitância, prosseguindo com a inversão de polaridade do canal 2, leitura dos resultados, comparação dos valores no osciloscópio com os setados no gerador de sinal e visualização da soma dos resultados dos sinais obtidos pelas pontas de prova do osciloscópio sobre a resistência e o capacitor.

Com o estudo do primeiro circuito realizado, é iniciado um estudo semelhante no circuito RC série (Medição 2) conforme proposto em sua figura e em dois modos diferentes. Um deles utilizando um capacitor de capacitância de 3 a 4 vezes maior e também utilizando o inicial e o tocando por um outro capacitor com capacitância 10 vezes maior aproximadamente junto com verificação no efeito de carregamento do capacitor no circuito.

A seguir temos alguns tópicos, os quais são necessários para realização da prática:

A-Parâmetros que definem uma tensão alternada:

Um sinal alternado (tensão ou corrente) é denominado AC (alternate current) ou CA (corrente alternada).

A tensão alternada é aquela que altera sua polaridade periodicamente (a cada meio ciclo) e quando conectamos uma carga nos terminais desse sistema surge uma corrrente alternada com as mesmas características da tensão. A corrente alternada altera seu sentido periodicamente.

A tensão alternada pode ser senoidal ou cossenoidal. Sendo que ambas são iguais quanto a forma da onda e a tensão cossenoidal está noventa graus adiantada em relação à senoidal.

O valor de pico de uma tensão é a amplitude máxima (positiva ou negativa) que o sinal possui. Já o valor de pico a pico corresponde a amplitude total entre os dois pontos máximos, variando de –v a v. Logo ele é o dobro do valor de pico.

Valor eficaz ou RMS (Root Mean Square ou Raiz Média Quadrática): corresponde ao valor de uma tensão alternada que , se fosse aplicada a uma resistência, dissiparia uma potência média, em Watt, de mesmo valor numérico de uma tensão contínua aplicada à mesma resistência.