Laboratório de Engenharia Elétrica ,Departamento de Engenharia Elétrica

Medidas de Tensão e Frequência (osciloscópio) 

Clara t. perini, Lídia s. Freitas, Mateus H. Anástacio

Laboratório de Engenharia Elétrica ,Departamento de Engenharia Elétrica

Universidade Federal de Viçosa
Viçosa, MG, Brasil

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Resumo⎯  Esse trabalho propõe a utilização do gerador de sinais para produzir diferentes formatos de ondas, e do osciloscópio para visualizá-las. Temos interesse em visualizar seu comportamento ao longo do tempo,  seu período e tensão de pico, e calcular sua tensão eficaz, que é o valor  de importância real nos cálculos e análise do circuito.

Palavras-chave⎯ Onda, Frequência, Período, Tensão eficaz.

1    Introdução

O osciloscópio é um instrumento de medição que permite visualizar graficamente sinais elétricos. Ele produz uma imagem que é uma representação gráfica de um fenômeno dinâmico, como, por exemplo, uma tensão que varia com o tempo. Nesse caso, a tensão é representada no eixo vertical e o tempo no eixo horizontal. A tela do aparelho apresenta vários quadrados, sendo que cada um representa uma divisão com a unidade pré-determinada pelo usuário.

O osciloscópio funciona em conjunto com um gerador de sinais, o qual permite gerar ondas com formatos diferentes (onda quadrada, triangular ou senoidal), com diferentes frequências e amplitudes de tensão. Ver Figura 1 e Figura2. As amplitudes de tensão que podem ser geradas variam de 1 a 10V e a frequência de oscilação vai de 0,2Hz a 2MHz.

Para produzir a onda esperada deve-se ter o conhecimento de algumas funções dos aparelhos em questão. Quanto ao gerador de sinais, a função WAVE modifica a forma da onda ( o número 1 indica onda senoidal, 2 é quadrada e 3 é triangular) ; O ajuste das faixas de frequencias é feito pela função RANGE ( no experimento em questão, foram usados os ajustes de canais 4,5 e 6); Há também ajustes para a amplitude das tensões, ajuste fino da frequência e controle da simetria da onda, entre outras.

O gerador de sinais possui uma impedância interna que reduz a amplitude da onda quando uma carga é ligada, devido à uma queda de tensão que ocorre no sistema. Quanto maior for a carga a ser alimentada, maior será a corrente fornecida pelo gerador e maior será também a queda de tensão interna no gerador e a redução na amplitude do sinal de saída. Dessa forma, quando esse equipamento for usado, o nível de saída deve ser ajustado com a carga conectada, por meio do osciloscópio.

[pic 1]

           Figura 1 – Exemplo visualização de uma onda senoidal em um osciloscópio.

[pic 2]

        Figura 2 – Exemplo visualização de uma onda quadrada  em um osciloscópio.

2  Metodologia Proposta

2.1 Equipamentos Utilizados

• 1 gerador de sinais
• 1 osciloscópio
• 1 resistor de 1,5 kΩ
• 1 protoboard

2.2 Procedimento

Iniciando o experimento, colocamos o resistor no protoboard ajustamos o gerador de sinais primeiramente para fornecer uma tensão de 6 volts,uma frequência de 1 KHz e também fornecer uma onda senoidal. Logo em seguida, ligamos o osciloscópio no resistor para verificarmos o formato da onda e ajustamos o osciloscópio na escala correta no intuito de descobrir o período da onda que está sendo emitida.

Visando nesse experimento encontrar a o período a partir do osciloscópio para por fim descobrir a tensão eficaz, repetimos o feito para as demais frequências na tensão determinada na tabela para uma onda senoidal,sempre regulando o osciloscópio na escala mais precisa possível para determinar  período da onda e enfim descobrir a tensão eficaz.

A segunda parte do experimento está na emissão de uma onda quadrada,em que para emití-la é necessário regular o gerador de sinais no botão “Wave” que modifica o formato da onda,que nesse caso será a indicação 2 no gerador. De modo análogo, ajustamos a frequência e a tensão como descrito na tabela e regulamos o osciloscópio afim de determinar o período da nova onda gerada e por fim encontrar a tensão eficaz. Assim, repetimos o procedimento para as demais frequências indicadas.

2.3 Dados obtidos

        Para as diferentes frequências dadas na tabela abaixo, nas tensões de pico ajustadas em 3V e em 6V, usando primeiro ondas senoidais e depois ondas quadradas, realizados as medições aproximadas dos períodos listadas na Tabela1 e Tabela2.

        

Voltagem (V pico)	Frequência Senóide (Hz)	Período medido (s)	Tensão eficaz  (calculada)
6V	1 Khz	1 ms	4,24 V
10 Khz	0,1 ms	4,24 V
20 Khz	50 µs	4,24 V
50 Khz	20 µs	4,24 V
3V	100 Khz	10 µs	2,12 V
200 Khz	5 µs	2,12 V

Tabela 1 – Dados onda senoidal

Voltagem (V pico)	Frequência Senóide (Hz)	Período medido (s)	Tensão eficaz  (calculada)
6V	2 Khz	0,4 ms	6 V
5 Khz	0,19 ms	6 V
30 Khz	30 µs	6 V
90 Khz	10 µs	6 V
3V	150 Khz	6 µs	6 V
300 Khz	3 µs	6 V

Tabela 2 – Dados onda quadrada