Lab. Medidas de Tensão e Frequência com o Osciloscópio

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Faculdade Estácio de Curitiba Eletrônica Medidas de Tensão e Frequência com o Osciloscópio Resumo - Este relatório tem o objetivo familiarizar com a utilização do osciloscópio e gerador de funções. Palavras-chaves - Osciloscópio, Gerador de Funções, Tensão, CA, CC. I. INTRODUÇÃO Este relatório tem como objetivo dar uma visão geral do uso pratico, do gerador de função e o osciloscópio verificando os seus funcionamentos, seus controles, como operá-los e como realizar medidas de sinais elétricos. II. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA “O osciloscópio é um instrumento que permite observar numa tela plana uma diferença de potencial (ddp) em função do tempo, ou em função de uma outra ddp. O elemento sensor é um feixe de elétrons que, devido ao baixo valor da sua massa e por serem partículas carregadas, podem ser facilmente aceleradas e defletidas pela ação de um campo elétrico ou magnético. A diferença de potencial é lida a partir da posição de uma mancha luminosa numa tela retangular graduada. A mancha resulta do impacto do feixe de elétrons num alvo revestido de um material fluorescente. Como muitas grandezas físicas são medidas através de um sinal elétrico, o osciloscópio é um instrumento indispensável em qualquer tipo de laboratório e em situações tão diversas como o diagnóstico médico, mecânica de automóveis, prospecção mineral, etc. O osciloscópio permite obter os valores instantâneos de sinais elétricos rápidos, a medição de tensões e correntes elétricas, e ainda frequências e diferenças de fase de oscilações.” [1] Figura 1. Osciloscópio Textronik. (Fonte própria). “O sinal a medir é ligado a um dos conectores de entrada, tipicamente coaxial. No geral os osciloscópios possuem uma resistência de entrada de 1 MOhm em paralelo com uma capacidade de entrada de 20 pF. De uma forma simples e resumida passa- se a mostrar como funciona o osciloscópio analógico:” [2] Figura 2. Funcionamento do Osciloscópio. “Um Gerador de Funções é um instrumento utilizado para gerar sinais eléctricos

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Medidas de Tensão e Frequência com o Osciloscópio

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Como escrever relatrios em forma de artigo

Faculdade Estcio de CuritibaEletrnicaMedidas de Tenso e Frequncia com o OsciloscpioResumo - Este relatrio tem o objetivo familiarizar com a utilizao do osciloscpio e gerador de funes.Palavras-chaves - Osciloscpio, Gerador de Funes, Tenso, CA, CC.

I. INTRODUOEste relatrio tem como objetivo dar uma viso geral do uso pratico, do gerador de funo e o osciloscpio verificando os seus funcionamentos, seus controles, como oper-los e como realizar medidasde sinais eltricos.II. FUNDAMENTAO TERICAO osciloscpio um instrumento que permite observar numa tela plana uma diferena de potencial (ddp) em funo do tempo, ou em funo de uma outra ddp. O elemento sensor um feixe de eltrons que, devido ao baixo valor da sua massa e por serem partculas carregadas, podem ser facilmente aceleradas e defletidas pela ao de um campo eltrico ou magntico. A diferena de potencial lida a partir da posio de uma mancha luminosa numa tela retangular graduada. A mancha resulta do impacto do feixe de eltrons num alvo revestido de um material fluorescente. Como muitas grandezas fsicas so medidas atravs de um sinal eltrico, o osciloscpio um instrumento indispensvel em qualquer tipo de laboratrio e em situaes to diversas como o diagnstico mdico, mecnica de automveis, prospeco mineral, etc. O osciloscpio permite obter os valores instantneos de sinais eltricos rpidos, a medio de tenses e correntes eltricas, e ainda frequncias e diferenas de fase de oscilaes. [1]

Figura 1. Osciloscpio Textronik. (Fonte prpria).

O sinal a medir ligado a um dos conectores de entrada, tipicamente coaxial. No geral os osciloscpios possuem uma resistncia de entrada de 1 MOhm em paralelo com uma capacidade de entrada de 20 pF.

De uma forma simples e resumida passa-se a mostrar como funciona o osciloscpio analgico: [2] Figura 2. Funcionamento do Osciloscpio.Um Gerador de Funes um instrumento utilizado para gerar sinais elctricos de formas de onda. A frequncia varivel (de alguns Hz a dezenas de MHz) assim como a amplitude do sinal (tenso). Estes aparelhos so muito utilizados em laboratrios como fontes de sinal para se efetuarem testes em diversos tipos de aparelhagem electrnica.

Um gerador de funes, normalmente, capaz de gerar ondas sinusoidais, triangulares, quadradas e dente-de-serra, todos com diversas frequncias e amplitudes. Normalmente ele possui um frequencmetro acoplado e diversos botes de ajuste e seleo, alm de sadas de sinal.

O uso deste instrumento est muitas vezes ligado utilizao do osciloscpio, com o qual se pode verificar as suas formas de onda, frequncia e amplitude do sinal.

O seu funcionamento baseado em circuitos electrnicos, osciladores, filtros e amplificadores. Eis como algumas formas de onda podem ser geradas: [3]

Figura 3. Formas de onda.

Figura 4. Gerador de funes Minipa. (Fonte prpria).

III. MATERIAIS UTILIZADOS Osciloscpio Tektronix TDS1001C-30EDU. Gerador de Funes Minipa MFG4202. Cabos para ligaes.

Fonte de Alimentao DC varivel.

IV. EXPERIMENTO O passo I consiste na montagem do circuito eltrico proposto seguindo as orientaes prvias fornecida pela professora..Passo I: Seleo de forma de onda e frequncia no gerador de funes. Ligue o gerador de funes boto POWER.

Inicialmente verifique que os botes de ciclo de operao, nvel CMOS, DC Offset, -20bD esto na posio desligado. Isto ir produzir uma forma de onda simtrica no influenciada pelos outros controles.

Seleo de forma de onda e frequncia no gerador de funes - ajuste o gerador de sinais para os valores de frequncias e formas de onda indicadas nas tabelas 1 e 2. Gire o boto COARSE de controle grosso de frequncia para selecionar o valor de frequncia O controle fino de frequncia pode ser posteriormente usado para escolher com preciso o valor desejado. A frequncia desejada esta disponvel na sada BNC OUTPUT.

Monte o circuito da Figura 1- ligue a entrada de um dos canais do osciloscpio sada do gerador de sinais.

Figura 5 Circuito a ser montado

Passo II: Executar as medies com os instrumentos usados no circuito proposto.

Pressione o boto 1(CH1 Menu). A tela indicara as opes de acoplamento, limite LB, ganho varivel, sonda e inverter selecionadas para o canal 1.

Pressione o boto de Trig Menu. Selecione a origem de entrada, canal 1, como o sinal de Trigger. A indicao do nvel de Trigger estar ajustada aproximadamente na metade da amplitude do sinal no canal 1. Com o boto Level (nvel) varie o nvel do Trigger e observe quando o osciloscpio no sincroniza mais com o sinal do CH1. Colocando a posio do nvel acima ou abaixo da amplitude do sinal do Canal 1 o osciloscpio no dever sincronizar mais com o canal 1.

Pressione o boto AutoSet (Config.Auto.).

Leia a escala vertical da voltagem e a base de tempo automaticamente selecionada.

Quando voc pressiona o boto AutoSet o osciloscpio identifica o tipo de forma de onda e ajusta os controles para gerar uma exibio til do sinal de entrada. O osciloscpio exibe as medies automticas relevantes na rea da forma de onda da tela com base no tipo de sinal detectado.

Usando diferentes escalas de medida: O osciloscpio define automaticamente as escalas vertical, horizontal e de Trigger. Se voc deseja alterar ou otimizar a exibio da forma de onda, ajuste manualmente esses controles.

Altere as escalas de voltagem para 0.5V, 1.0V, 2.0V e 5.0V por diviso.

Altere as escalas de tempo para 0.1ms, 0.2ms, 0.5ms e 0.05ms por diviso.

Selecione a melhor escala de voltagem e de tempo para a sua medida e apresente os valores de amplitude e frequncia nas tabelas 1 e 2.

Passo III - O passo 3 refere-se as medies em CC.

Ligue a entrada de um dos canais do osciloscpio sada da fonte DC.

Ajuste a fonte para os valores de tenso indicados na tabela 5;

Mea com o osciloscpio cada um dos valores, conforme procedimento j descrito para as medies com ondas senoidais.

V. RESULTADOS OBTIDOSAps a realizao dos experimentos, foi obtido os seguintes valores das tabelas 1 a 5.Forma de Onda Senoidal - Tenso

Frequncia (Gerador)Volts por divisoNmero de divisesTenso Pico a Pico

500Hz212,08V

5Khz212,24V

Tabela 1 Resultados obtidos relativos a Tenso em forma de onda senoidal.Forma de Onda Senoidal - Perodo

Frequncia (Gerador)Segundos por divisoNmero de divisesPerodoFrequncia Medida

500Hz499s42,01498,95Hz

5Khz50s4193 s5,06Khz

Tabela 2 Resultados obtidos relativos ao perodo da forma de onda senoidal.

Figura 6. Medio da forma de onda senoidal. (Fonte prpria).

Forma de Onda Quadrada - Tenso

Frequncia (Gerador)Volts por divisoNmero de divisesTenso Pico a Pico

1kHz1V22,4V

10khz1V22,4V

Tabela 3 Resultados obtidos relativos a forma de Onda Quadrada.Forma de Onda Quadrada - Perodo

Frequncia (Gerador)Segundos por divisoNmero de divisesPerodo TFrequncia Medida

1kHz500s29381,067kHz

10khz50s298,4s10,160kHz

Tabela 4 Resultados obtidos relativos ao perodo da forma de onda quadrada.

Figura 7. Medio da forma de onda quadrada. (Fonte prpria).

Tenso Contnua

Tenso

(V)Escala

N de

divisesValor

Medido (V)

55V15,02

105V210,3

155V315,1

Tabela 5 Resultados obtidos relativos as medies em CC.

Figura 8. Medio da tenso CC. (Fonte prpria).

VI. CONCLUSOAo trmino da nossa experincia podemos concluir que as formas de onda obtidas so compatveis com as esperadas. Os nveis de tenso podem apresentar diferenas devido a erros sistemticas presentes no circuito, como:

Erros na leitura na tela do osciloscpio para a medio da tenso de pico a pico.

M qualidade dos cabos do osciloscpio, multmetro, gerador de funo.

O experimento foi realizado com bastante xito no que se deve ao aprendizado e manuseio do aparelho osciloscpio.

VI. REFERNCIAS

[1]http://coral.ufsm.br/desp/luizcarlos/aula6.pdf acesso 03.03.2015, as 22:30.[2]http://paginas.fe.up.pt/~ee00264/equipamentos/osciloscopio.html acesso 03.03.2015, as 22:30.[3]http://paginas.fe.up.pt/~ee00264/equipamentos/gerador.html acesso 03.03.2015, as 23:30.