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Prática 07 - Osciloscopio (Relatório)
Tipologia: Provas
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Abstract—O presente documento apresenta dados relacionados a s´` etima pr´atica do Laborat´orio de Circuitos El´etricos I, que aborda o uso do instrumento Oscilosc´opio. Al´em disso, s˜ao ap- resentados gr´aficos obtidos usando o oscilosc´opio e algumas me- didas abordadas nesta pr´atica. Com o intuito de uma utilizac¸ ˜ao b´asica do oscilosc´opio, gerador de sinais e mult´ımetro.Al´em da medic¸ ˜ao de valores de tens˜ao de sinais el´etricos.
Index Terms—Oscilosc´opio, Gerador de Sinais, Mult´ımetro.
Durante o estudo de circuitos el´etricos ´e preciso se dispor das medic˜oes e/ou manipulac˜ao das grandezas f´ısicas envolvi- das, tais como: tens˜ao e corrente. Para tal prop´osito ´e uti- lizado, nesta pr´atica, o mult´ımetro, oscilosc´opio e gerador de sinais. Como ´e sabido, o mult´ımetro ´e o instrumento utilizado primariamente para medir tens˜ao e corrente sejam cont´ınua ou alternada, tamb´em ´e utilizado para medir continuidade e resistˆencia de um dado dispositivo eletrˆonico. J´a o oscilosc´opio e um equipamento utilizado para observar, graficamente, as´ variac˜oes da tens˜ao em um curto espac¸o de tempo. Al´em disso permite observar os valores m´aximos e m´ınimos, m´edio e RMS. No tocante ao gerador de sinais ´e utilizado no fornecimento de sinais peri´odicos, isto ´e, sinais que se repetem ao longo de um dado intervalo tempo. As formas de ondas mais comuns, proporcionadas por este instrumento, s˜ao: a onda senoidal, onda quadrada e onda triangular. Al´em de possuir a capacidade de adicionar, a sua sa´ıda, um sinal de valor constante aumen- tando ou diminuindo o valor m´edio do sinal. O n´umero de func¸ ˜oes variam entre modelo e fabricante deste equipamento, sendo as citadas as mais comuns. Estes equipamentos citados constituem a instrumentac˜ao para a disciplina de Laborat´orio de Circuitos El´etricos I. Onde os mesmo foram utilizados com o intuito do manuseio b´asico do oscilosc´opio, gerador de sinais e mult´ımetro. Al´em da medic¸ ˜ao de valores de tens˜ao de sinais el´etricos.
A. Materiais
B. Parte 1
Com os equipamentos ainda desligados, foi conectado um cabo coaxial a sa´ıda do gerador de sinais e outroa entrada do canal 1 do oscilosc´opio. Em que, foram ligadas as garras de mesma cor. Posteriomente, os equipamentos foram ligados, com o intuito de obter, no oscilosc´opio, uma onda senoidal de 1 KHz e 4Vpp. O gerador de sinais foi configurado, onde foi escolhida a forma de onda e a faixa de frequˆencia adequadas. No oscilosc´opio, foi selecionada a visualizac¸ ˜ao do canal 1 apenas, e ajustado adequadamente o circuito de disparo (SLOPE, LEVEL, MODE, SOURCE), o ajuste vertical do canal de entrada (POSITION, MODE, Acoplamento AC- DC, VOLTS/DIV) e o gerador de base de tempo (SEC/DIV). O oscilosc´opio foi ajustado at´e ser obtido dois per´ıodos completos da sen´oide, posteriormente, obtendo-se o esboc¸o de onda. Os passos descritos foram repetidos para uma onda quadrada de per´ıodo igual a 15 ms. Tamb´em para uma onda triangular de frequˆencia 500 Hz, amplitude de 4Vpp e uma componente de tens˜ao cont´ınua de 1V e, fazendo a mesma coisas descrita anteriormente, mas mudando o acoplamento do canal 1 para AC.
C. Parte 2
Nesta parte do experimento, o mult´ımetro foi ligado em paralelo com o oscilosc´opio. O passo descrito, por ´ultimo, na sec¸ ˜ao Parte 2, foi repetido observando-se os valores medidos no oscilosc´opio e no mult´ımetro. O mult´ımetro foi utilizado para medic¸ ˜ao de tens˜ao AC e DC. Posteriormente, foi alterado o ajuste do gerador de sinais para forma de onda quadrada e senoidal sem variar a amplitude ou a frequˆencia do sinal gerado. Os valores medidos no oscilosc´opio e no mult´ımetro foram anotados para as trˆes formas de onda. Em seguida, foi substitu´ıdo o gerador de sinais por uma fonte de tens˜ao cont´ınua de 5V e anotados os valores medidos.
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A. Parte 1
Fig. 1. Forma de onda senoidal
Fig. 2. Forma de onda triangular
Fig. 3. Forma de onda quadrada
B. Parte 2
Os valores de tens˜ao medidos, para diferentes forma de onda, est˜ao na Tabela I, em que ´e poss´ıvel perceber algumas variac¸ ˜oes, mas pequenas, percebendo-se pertos entre si.
TABLE I MEDIC¸ ˜OES DE TENS AO RELACIONADA A DIFERENTES FORMA DE ONDA˜
tipo de onda osc. DC mult. DC osc. AC mult. AC triangular -727mV -718mV 970mV 976mV quadrada 107mV 110mV 1,89V 1,85V senoide 106mV 115mV 1,35V 1,33V
Em relac¸ ˜ao ao procedimento descrito na troca do gerador de sinais por uma fonte cont´ınua de 5V, tem-se a Tabela II
TABLE II VALORES DO MULT´IMETRO E OSCIL OSCOPIO COM BASE NA FONTE DE´ 5V Fonte de 5V Oscilosc´opio Mult´ımetro 5V 5,05V 5,06V
Com base na Tabela II, foi obtido o gr´afico de um reta cont´ınua no oscilosc´opio, como ilustrado na Figura 4.
Fig. 4. Forma de onda fornecida pela fonte de 5V
A pr´atica permitiu a utilizac¸ ˜ao e an´alise do funcionamento do mult´ımetro, do gerador de sinais e oscilosc´opio. Com isso, foi poss´ıvel atestar que um instrumento de medic˜ao pode interferir na grandeza medida, e por conseguinte, na medic˜ao de outros instrumentos, causando diferenc¸as nas medic˜oes individuais. Al´em disso, foi observado que a diferenc¸a no m´etodo de medic˜ao da tens˜ao oscilante no mult´ımetro e no oscilosc´opio produziu valores diferentes, comprovando que a forma de medic˜ao para valores cont´ınuos n˜ao ´e o mesmo para oscilantes.
Os autores agradecem as contribuic¸ ˜oes e orientac¸ ˜oes feitas pelo Prof. Dr. Aryfrance Rocha Almeida e ao monitor Jos´e Vitor Sekeff.
[1] Alexander, Charles K., and Matthew NO Sadiku, Fundamentos de cir- cuitos el´ectricos, 5 ed. M´exico: McGraw Hill, 2013. [2] Nilsson, James W.; Riedel, Susan A. Circuitos El´etricos, 8 ed. Brasil: Prentice Hall, 2008.
Aryfrance Rocha Almeida Atualmente ´e Prof. Dr. no curso de Engenharia El´etrica da Universidade Federal do Piau´ı - UFPI, na ´area de Sistemas El´etricos. Doutor em Engenharia El´etrica pela Universidade Federal do Cear´a - UFC, na ´area de Sistemas de Energia El´etrica. Mestre em Engenharia El´etrica pela Universidade Federal do Maranh˜ao - UFMA na ´area de Automac¸ ˜ao e Controle, graduado em engenharia el´etrica pela Universidade Federal do Maranh˜ao - UFMA. Tem experiˆencia na ´area de Engenharia El´etrica, com ˆenfase em Energia Solar e E´olica, Sistemas de Energia El´etrica e Processa- mento Digital de Sinais.
N´adia Raquel Matos El´etrica Graduanda em Engenharia El´etrica pela Universidade Federal do Piau´ı.
Bruno Ferreira de Sousa Graduando em Engenharia El´etrica pela Universi- dade Federal do Piau´ı.