Práticas EA

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 Eletrônica Analógica – Pratica 1  - ELETRÔNICA DIGITAL - ELETRÔNICA ANALÓGICA - ELETRÔNICA ANALÓGICA Prática Apostila sujeita a revisão

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Eletrônica Analógica – Pratica

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- ELETRÔNICA DIGITAL

- ELETRÔNICA ANALÓGICA- ELETRÔNICA ANALÓGICA

Prática

Apost i la suje i ta a rev isão

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Índice

EA 01: Resistores ......................................................................................................... 5 Primeira Lei de Ohm ............................................................................................ 5 Segunda Lei de Ohm ........................................................................................... 9 Lei de Kirchhoff .................................................................................................. 15 Teorema de Norton ............................................................................................ 19 Teorema de Thevenin ........................................................................................ 23 Teorema de Superposição ................................................................................. 27

EA 02: Multímetro Analógico ....................................................................................... 33 Medidas de Resistência com Ôhmímetro Analógico .......................................... 33 Medidas de Tensão com Multímetro Analógico ................................................. 41 Medidas de Corrente com Multímetro Analógico................................................ 45

EA 03: RLC/Filtros Passivos ....................................................................................... 49 Circuito RC série em CA .................................................................................... 49 Circuito RLC paralelo em CA ............................................................................. 55 Circuito RLC série em CA .................................................................................. 59 Medidas de ângulo de fase de capacitor em CA. ............................................... 65 Reatância Capacitiva ......................................................................................... 71

EA 04 : Transformadores Monofásicos ....................................................................... 77 Tapeamento de Transformadores Monofásicos ................................................. 77

EA 05: Diodos/Fonte DC ............................................................................................. 83 Curva característica do diodo ............................................................................ 83 Característica do diodo zener ............................................................................ 89 Retificador de meia onda ................................................................................... 95 Retificador de Onda Completa ......................................................................... 101 Retificador em ponte de diodos ....................................................................... 107 Capacitor de Filtro em retificador de meia onda ............................................... 111 Capacitor de filtro em retificador de onda completa ......................................... 117 Regulador Monolítico 7805 .............................................................................. 125

EA 07: Amplificador com Acoplamento Capacitivo .................................................... 131 Amplificador em emissor comum ..................................................................... 131

Amplificador em base comum .......................................................................... 137 Determinação de impedância de entrada e saída de um amplificador EC ....... 145 Amplificador em coletor comum ....................................................................... 151 Amplificador em cascata com acoplamento capacitivo .................................... 155 Resposta de freqüência em amplificador emissor comum ............................... 161

EA 08: Amplificador Classe A, B e AB ...................................................................... 167 Amplificador em emissor comum Classe A (sinal) ........................................... 167 Amplificador em classe B e AB (push–pull)...................................................... 171

EA 09: Características do BJT – JFET – MOSFET ................................................... 177 Curva característica de BJT ............................................................................. 177 Curva característica de JFET........................................................................... 181 Curva característica de MOSFET .................................................................... 185

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EA 11: UJT – SCR – DIAC – TRIAC ......................................................................... 189 Características do DIAC .................................................................................. 189 Características do SCR ................................................................................... 193 Deslocamento de fase por rede RC ................................................................. 199 Controle de disparo de SCR por deslocamento de fase................................... 205 Oscilador de relaxação com transistor UJT ...................................................... 213 Controle de disparo de SCR por UJT ............................................................... 219 Controle de disparo de TRIAC por rede RC ..................................................... 223

EA 17: Amplificadores Operacionais ......................................................................... 229 Amplificador Inversor ....................................................................................... 229 Amplificador não inversor ................................................................................ 233 Buffer (seguidor de tensão) ............................................................................. 237 Comparador ..................................................................................................... 241 Somador .......................................................................................................... 247 Subtrator .......................................................................................................... 253 Astável com AOP ............................................................................................. 257

EA 18: Amplificadores Operacionais ......................................................................... 261 Integrador com AOP ........................................................................................ 261 Diferenciador com AOP ................................................................................... 267

EA 19: Osciladores ................................................................................................... 273 Oscilador Harmônico Colpitts........................................................................... 273 Oscilador Harmônico Duplo T .......................................................................... 277 Oscilador a cristal com Portas Lógicas ............................................................ 281

EA 23: Resistores-Associação de Resistores ........................................................... 285 Código de cores em resistores ........................................................................ 285 Associação de resistores em série .................................................................. 289 Associação de resistores em paralelo .............................................................. 293 Associação mista de resistores ........................................................................ 297

EA 24: Amplificador com JFET e MOSFET ............................................................... 301 Amplificador com JFET autopolarizado ............................................................ 301 Amplificador com JFET polarizado com tensão DC ......................................... 307 Amplificador com MOSFET ............................................................................. 313

EA 27: Oscilador Temporizador 555 ......................................................................... 319 Temporizador 555 como Astável ..................................................................... 319 Temporizador 555 como Monoestável ............................................................. 323 Gerador de rampa com 555 ............................................................................. 327

Protoboard ................................................................................................................ 333 Matriz de Contatos para Montagens de Circuitos Eletrônicos Discretos .......... 333

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EA 01: ResistoresPrimeira Lei de Ohm

Objetivos:

1 – Comprovar experimentalmente a 1ª Lei de OHM.2 – Traçar o gráfico da curva característica em função de Tensão e corrente.

Material utilizado:

- Bastidor de Sistema de Treinamento em Eletrônica Analógica (DeLorenzo);- Módulo EA 01: Resistores;- Multímetro digital- Fonte de tensão ajustável de 0 –12V- Cabinhos de conexão.

Introdução teórica

O resistor é um componente que apresenta uma relação linear entre tensão ecorrente, como indica a curva característica ilustrada na figura a seguir.

O circuito consiste de uma fonte de tensão variável alimentando um resistor comomostra a figura.Para cada tensão ajustada teremos um respectivo valor de corrente, que colocadosnuma tabela, possibilitam o levantamento da curva. Na figura abaixo temos o exemplode gráfico de uma curva característica de um bipolo Ôhmico.

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Parte experimental

1 – Conectar o bastidor eletrônico (DeLorenzo) na rede elétrica adequada.

2 – Pegar o Módulo EA 01: Resistores e localizar o circuito a seguir.

3 – Calcular a resistência equivalente do circuito (R1, R2 e R3).

Req (calculada) = ________________ Ω

4 – Medir a resistência total do circuito com auxílio de um ohmímetro conectando aponta de prova entre os bornes indicados B7 e B9.

Req (medida) = __________ Ω O valor confere com a calculada? __________

5 – Conectar os bornes indicados por B6 e B7 utilizando cabinho de conexão.

6 – Ajustar a tensão da fonte para +5V e conecte o pólo positivo ao borne indicadopor B5 e o pólo negativo ao borne indicado por B9.

7 – Conectar o miliamperimetro entre os bornes B6 e B7 conforme está mostradona figura a seguir.

8 – Medir a corrente total e as tensões dos resistores R1 e R2 e registre no quadroa seguir.

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Note-se que a o resistor R3 está em paralelo com o resistor R2, portanto aqueda de tensão em R2 e R3 é a mesma.

9 – Calcular a corrente total e as quedas de tensões nos resistores R1 e R2completando a tabela, por meio dos valores de resistência total obtida item 04 ea tensão da fonte de 5V aplicada ao circuito.

10 – Confrontar os valores da corrente e das tensões calculados com os valoresmedidos. Justificar a validade da aplicação da Lei de Ohm.

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11 – Ajustar a fonte de tensão para 0V e conecte ao circuito conforme estámostrado na figura a seguir.

12 - Conectar o miliamperímetro ao circuito entre os bornes indicados B6 e B7.

Nota; mantenha a polaridade do miliamperímetro e a escala correta ao inseri-loao circuito.

13 – Ajustar a tensão da fonte para os valores (V) indicados no quadro. Medir acorrente do circuito e registre na tabela a seguir.

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14 – Observar as variações dos valores das correntes medidas em relação ao valor datensão aplicada ao circuito.O que podemos afirmar em relação à Lei de Ohm sobre essa ocorrência?

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15 – Traçar o gráfico da Corrente e Tensão na folha quadriculada abaixo a seguir,com base nos dados das medidas obtidas no item 13.Coloque os valores da corrente na posição vertical e os valores da Tensão nahorizontal.

16 – Comprovar a validade da Lei de Ohm, por meio das características observadasna experimentação realizada escrevendo a sua conclusão.

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EA 01: ResistoresSegunda Lei de Ohm

Objetivos;

1 - Comprovar experimentalmente a validade da 2ª lei de Ohm.2 - Comparar com as medidas de resistências teóricos e práticos.

Material utilizado;

- Bastidor de Sistema de Treinamento em Eletrônica Analógica (DeLorenzo);- Módulo EA 01: Resistores;

- Multímetro;- Cabinhos de conexão.

Introdução teórica

A resistência elétrica de um condutor depende fundamentalmente de quatro fatores asaber:

1. material do qual o condutor é feito;2. comprimento (L) do condutor;3. área de sua seção transversal (S);4. temperatura no condutor.

Para que se pudesse analisar a influência de cada um desses fatores sobre aresistência elétrica, foram realizadas várias experiências variando-se apenas um dosfatores e mantendo constantes os três restantes.Assim, por exemplo, para analisar a influência do comprimento do condutor,manteve-se constante o tipo de material, sua temperatura e a área da sessãotransversal e variou-se seu comprimento.

Com isso, verificou-se que a resistência elétrica aumentava ou diminuía na mesmaproporção em que aumentava ou diminuía o comprimento do condutor.

“A resistência elétrica é diretamente proporcional ao comprimento do”.Condutor”.

Para verificar a influência da seção transversal, foram mantidos constantes o

comprimento do condutor, o tipo de material e sua temperatura, variando-se apenassua seção transversal.

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Desse modo, foi possível verificar que a resistência elétrica diminuía à medida que seaumentava a seção transversal do condutor. Inversamente, a resistência elétricaaumentava, quando se diminuía a seção transversal do condutor.Isso levou à conclusão de que: “A resistência elétrica de um condutor é inversamenteproporcional à sua área de seção transversal”.

No caso de um dos condutores é de ouro e outro é de ferro.

Verifica-se experimentalmente que o condutor de ouro apresenta uma resistênciamenor. Como as dimensões são as mesmas, conclui-se que a resistência de umcondutor depende do material de que é feito.

RESISTIVIDADE ELÉTRICA

Resistividade elétrica é a resistência elétrica específica de um certo condutor com 1metro de comprimento, 1 mm 2 de área de seção transversal, medida em temperatura

ambiente constante de 20 o C.A unidade de medida de resistividade é o Ω mm 2 /m, representada pela letra grega ρ (lê-se “rô”).

A tabela a seguir apresenta alguns materiais com seu respectivo valor de resistividade.

Material ρρρρ (ΩΩΩΩ mm 2 /m) a 20°C Material ρρρρ (ΩΩΩΩ mm 2 /m) a 20°C Alumínio 0,0278 Níquel 0,0780

Cobre 0,0173 Zinco 0,0615Estanho 0,1195 Chumbo 0,21

Ferro 0,1221 Prata 0,30

A resistência elétrica de um condutor é diretamente proporcional ao produto. da resistividade específica pelo seu comprimento, e inversamente proporcional à sua área de seção transversal.

Matematicamente, essa lei é representada pela seguinte equação:

SL

R⋅⋅⋅⋅ρρρρ

====

Nela, R é a resistência elétrica expressa em ; L é o comprimento do condutor emmetros (m); S é a área de seção transversal do condutor em milímetros quadrados(mm 2 ) e ρρρρ é a resistividade elétrica do material em Ω . mm 2 /m.

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Parte experimental

1 – Conectar o bastidor eletrônico (DeLorenzo) na rede elétrica adequada.

2 – Pegar o Módulo 01: Resistores (DeLorenzo) e selecione os componentes da placa(2ª Lei de Ohm , Resistores de fio). Selecione os componentes conforme estámostrado na figura em seguida.

O comprimento do fio condutor de níquel cromo dos componentes A e Bmedem aproximadamente 57mm de comprimento a cada espira.

A espessura do fio do resistor A tem aproximadamente 0,4mm de espessura.A espessura do fio do resistor B tem aproximadamente 0,1mm de espessura.

3 – Observar os resistores de fio A e B.De acordo com o enunciado da segunda lei de Ohm, qual dos dois resistorespossui a menor resistência elétrica entre os seus terminais? Justifique a suaresposta.

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4 – Selecionar o resistor A. Ajuste a escala o ohmímetro para medição deresistência baixa.

Conectar a ponta de prova positiva do ôhmímetro na primeira espira à esquerdado resistor de fio (A) e a outra ponta de prova negativa na próxima espira

contando o número de espiras conforme os pedidos da tabela a seguir.6 – Medir a resistência elétrica de acordo com o número de espiras (comprimento)

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e registre-o completando a tabela a seguir.

7 – Mantendo-se a mesma espessura do fio condutor de níquel cromo, o que sepercebe com a resistência elétrica, quando aumenta o seu comprimento?

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8 – Contar o número de espiras total do resistor A.

Número de espiras: ____________

Considera-se que cada espira do fio possui aproximadamente 57mm decomprimento.

9 – Calcular o comprimento total aproximado do fio condutor, usando o valor docomprimento por espira.

Comprimento do fio condutor de 0,4mm = __________________Centímetros.

10 – Medir a resistência total do resistor A, entre os bornes indicados B1 e B2.

Resistência elétrica do resistor de fio = ________________ Ω

11 – Comparar o resistor A com a B localizado na placa, observar a espessura do fioe o número de espiras.

O que se percebe de diferente neste resistor em relação ao resistor B quanto asua Resistividade, considerando que, cada espira de ambos resistores tem5,7mm de comprimento?

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12 – Selecionar o resistor B. Observe que, este resistor possui maior número deespiras e a espessura do fio condutor são mais finas em relação ao resistor B.

13 – Conectar uma das pontas de prova do ôhmímetro no terminal e a outra na

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próxima espira do resistor de fio e medir a resistência elétrica completando oquadro em seguida.

14 – Considerando o número de espiras nos resistores A e B medidas e anotadasna tabela 1 e tabela 2, significa que o comprimento do fio condutor medido é amesma, ou seja, 40 espiras medidas.

Considerando o mesmo número de espiras (mesmo comprimento), qual oresistor possui maior ou menor resistência elétrica?Explicar a resposta.

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15 – De acordo com as medidas de resistência elétrica efetuada no condutor doresistor A e resistor B registrado na tabela do item 4 e item 9, o que se pode

afirmar sobre a 2ª Lei de Ohm quanto a sua resistividade?..............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................

16 – Fazer a conclusão validando a 2ª Lei de Ohm de acordo com ascaracterísticas observadas nesta experiência.

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EA 01: ResistoresLei de Kirchhoff

Objetivo;

1 – Comprovar experimentalmente a 1ª e a 2ª Lei de Kirchhoff.

Material utilizado;

- Bastidor de Sistema de Treinamento em Eletrônica Analógica (DeLorenzo);- Módulo EA 01: Resistores;- Fonte de tensão ajustável de 0 - 12V;

- Multímetro;- Cabinhos de conexão.

Introdução teórica

Leis de Kirchhoff

Um circuito elétrico pode ser composto por várias malhas, constituídas por elementosque geram ou absorvem energia elétrica.

Para calcularmos as tensões e correntes nesses elementos, necessitamos utilizar asLei de Kirchhoff, devido as complexidades dos circuitos.

Essas leis são empregadas para determinar valor e sentido das intensidades dascorrentes, quando são conhecidos os valores das resistências elétricas e as forçaseletromotrizes que agem de uma rede elétrica.

São também usadas para determinar as somas algébricas das correntes nos nós e assomas algébricas da quedas de tensões nos ramos da malha.

Assim sendo a 1ª lei de Kirchhoff, ou Lei dos nós, é enunciada como:A soma algébrica das correntes em um nó é nula.

Enquanto que a 2ª lei de Kirchhoff, ou Lei das malhas, é enunciada como:

A soma algébrica das tensões em uma malha é nula.

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Parte experimental

1 – Conectar o bastidor eletrônico (DeLorenzo) na rede elétrica adequada.

2 – Pegar o Módulo EA 01: Resistores e localizar o circuito mostrado na figuraa seguir.

3 – Montar o circuito utilizando os cabinhos conforme o circuito elétrico a seguir.Ajuste a tensão para +5V. Conecte o pólo positivo de +5V ao borne indicado porB11 e o negativo da fonte ao borne indicado por B14.

Nota: A comprovação experimental das Leis de Kirchhoff será feita por meio deuma montagem de circuito elétrico resistivo simples de duas malhas e umaúnica fonte de tensão.

A experimentação com dois ou mais fontes de tensões necessitam que sejamisolados e com as resistências internas exatamente iguais.Com os dados obtidos nesta experimentação serão aplicadas as respectivas Leis de

Kirchhoff para verificar a validade das mesmas.

4 – Medir as correntes do circuito e registre no quadro a seguir.

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Observar a forma correta de conectar os instrumentos de medida de corrente etensão ao circuito.

5 – Medir as tensões do dos componentes do ramo do circuito indicados no quadroa seguir anotando os valores das tensões no quadro a seguir.

Análise dos resultados

6 – Escrever as equações algébricas das correntes dos nós da primeira coluna doquadro as seguir.

7 – Completar a segunda coluna do quadro substituindo a equação da primeira

coluna com valores de correntes medidos experimentalmente no item 5.

Convencionar o sinal positivo para a corrente que chegam no nó e negativapara os que saem do nó. Por exemplo; Equação algébrica; I1 – I2 – I3 = 0.

8 – Verificar a validade das equações das correntes (Kirchhoff) confrontando comos valores medidos.

Nota: Podem ocorrer umas pequenas diferenças entre os valorescomprovados, isto devido a erros inseridos durante a medição

efetuada por intermédio de miliamperímetro e outras tolerâncias.

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9 – Escrever as equações algébricas das tensões das malhas da primeira coluna doquadro a seguir.

10 – Completar a segunda coluna do quadro mostrado no item 9 substituindo aequação da primeira coluna com valores das tensões medidosexperimentalmente no item 5.

11 – Verificar a validade das equações algébricas das tensões (Kirchhoff)confrontando com os valores medidos experimentalmente.

Nota: Podem ocorrer umas pequenas diferenças entre os valorescomprovados, isto devido a erros inseridos pelo instrumento de medida.

12 – Com os resultados obtidos nesta experimentação da lei de Kirchhoff, fazer asua conclusão.

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EA 01: ResistoresTeorema de Norton

Objetivos;

1 - Comprovar experimentalmente a validade do Teorema de Norton.2 - Medir as correntes e tensões do circuito equivalente de Norton.3 - Comparar com resoluções teóricos e práticos.4 - Analisar os resultados da experimentação com quadro comparativo.

Material utilizado;

- Bastidor de Sistema de Treinamento em Eletrônica Analógica (DeLorenzo);- Módulo EA 01: Resistores;- Multímetro;- Fonte de tensão DC ajustável de 0 - 12V;- Fonte de tensão DC fixa de 5V;- Cabinhos de conexão.

Introdução teórica

Quaisquer circuitos elétricos, lineares e ativos pode ser substituídos por um circuitoequivalente constituído de uma fonte de corrente e uma resistência em paralelo, oequivalente Norton, como ilustra a figura em seguida.

A corrente IN do equivalente Norton é aquela que atravessa um curto-circuito ligadoentre os pontos A e B do circuito original. A resistência RN do equivalente Norton é aresistência entre os pontos A e B do circuito original com a carga desconectada e comos geradores desativados

(geradores de tensão em curto e geradores de corrente em aberto).

Metodologia – A comprovação experimental da validade de Teorema de Nortonserá feita de uma maneira bastante direta e tradicional. Serão medidas a tensão ecorrente sobre um dos resistores que fará o papel da carga. Depois , o equivalenteNorton será determinado experimentalmente. Por fim, o equivalente Norton será feitoatravés das medidas de tensão e corrente sobre a carga para que se possa compará-las com aqueles valores obtidos a partir de um circuito original.Como uma fonte de corrente não e um dispositivo comum nos laboratórios didáticos,ela será simulada por uma fonte de tensão e um potenciômetro que ajustaráintensidade da corrente para o nível desejado.

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Parte experimental

1 – Conectar o bastidor eletrônico (DeLorenzo) na rede elétrica adequada.

2 – Pegar o Módulo EA 01: Resistores e selecione os componentes da placa(Método de Kirchhoff /Superposição). Selecione os componentes conforme estámostrado na figura em seguida.

3 – Montar o circuito esquemático da figura em seguida.

4 - Ajustar a tensão da fonte para 5V e aplique

5 – Medir a tensão e a corrente no resistor RL do circuito montado. O resistor RLfaz o papel da carga do circuito.

RL (Carga)

Tensão (V) Corrente (mA)

..................V ..................mA

6 – Substituir o resistor RL por um curto circuito e meça a corrente que o atravessa.

Corrente IN (mA)

............................mA

Esse é o valor da corrente IN do equivalente Norton.

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7 – Desconectar a fonte de tensão do circuito. Substitua a fonte de tensão por umcurto circuito, deixe em aberto os pontos onde estava ligado o resistor RL.

8 – Medir com um ôhmímetro a resistência entre esses mesmos pontos indicadospor B13 e B22.

Esse valor é o valor da resistência RN do equivalente Norton.

Resistência equivalente Norton

____________ Ω

9 – Montar o circuito ilustrado na figura em seguida.

Esse é o equivalente Norton do circuito original.

Parte do circuito destacada pelas linhas tracejadas simula uma fonte decorrente.

10 – Ajustar a resistência do potenciômetro até que o valor da corrente IN seja igualàquele obtido no item 5.

RL (Carga)

Tensão (V) Corrente (mA)

................. V ............... mA

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Análise dos resultados:

11 – Comparar os valores de tensão e corrente no resistor RL obtidos nos doiscircuitos; o original e o equivalente.

Fazer um comentário da validade do Teorema de Norton, pelo menos para ocircuito montado neste ensaio.

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12 – Calcular teoricamente a corrente equivalente de Norton do circuito montado.Compare os valores obtidos através do cálculo teórico com aqueles obtidosexperimentalmente nos itens 5 e 6.

Equivalente IN calculado = ________ Equivalente IN Medido = __________

13 – Descrever um comentário conclusivo sobre equivalência Thevenin - Norton, ouseja, sobre a transformação do equivalente Thevenin em equivalente Norton evice-versa.

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Eletrônica Analógica – Pratica

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EA 01: ResistoresTeorema de Thevenin

Objetivos;

1 - Comprovar experimentalmente a validade do Teorema de THEVENIN.2 - Medir as correntes e tensões do circuito equivalente de THEVENIN.3 - Comparar com resoluções teóricos e práticos.4 - Analisar os resultados da experimentação com quadro comparativo.

Material utilizado;

- Bastidor de Sistema de Treinamento em Eletrônica Analógica (DeLorenzo);- Módulo EA 01: Resistores;- Multímetro;- Fonte de tensão DC ajustável de 0 - 12V;- Fonte de tensão DC fixa de 5V;- Cabinhos de conexão.

Introdução teórica

Quaisquer circuitos elétricos, lineares e ativos podem ser substituídos por um circuitoequivalente constituído de uma fonte de tensão em série com uma resistência, oequivalente Thevenin, como ilustra a figura em seguida.

A tensão ETH do equivalente Thevenin é a resistência entre os pontos A e B docircuito original com a carga desconectada e todos os geradores do circuito anulados(gerador de tensão em curto e gerador de corrente em aberto).

MetodologiaA comprovação experimental da validade de Teorema de Thevenin, será feita emcircuito elétrico resistivo e serão medidas a tensão e a corrente em um dos seusresistores que fará o papel da carga.

Depois será determinado experimentalmente o equivalente Thevenin.

O equivalente será montado e a tensão e a corrente na carga será medidas para que

se possa compará-los com os valores obtidos no circuito original.

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Parte experimental

1 – Conectar o bastidor eletrônico (DeLorenzo) na rede elétrica adequada.

2 – Pegar o Módulo EA 01: Resistores e selecione os componentes da placa(Método de Kirchhoff /Superposição). Selecione os componentes conforme estámostrado na figura em seguida.

3 – Montar o circuito esquemático da figura em seguida.

4 - Ajustar a tensão da fonte para 5V e aplique

5 – Medir a tensão e a corrente no resistor RL do circuito montado. O resistor RLfaz o papel da carga do circuito.

RL (Carga)

Tensão (V) Corrente (mA)

................ V ............. mA

6 – Retirar o resistor RL do circuito e meça a tensão entre os pontos indicados pelosbornes B13 e B22, ou seja, sobre a carga (470Ω).

ETH (volt)

......................................V

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Esse é o valor da corrente ETH do equivalente THEVENIN.

7 – Desconectar a fonte de tensão do circuito.

8 – Substituir a fonte de tensão por um curto circuito, deixe em aberto os pontosonde estava ligado o resistor RL.

9 – Medir a resistência entre os pontos B13 e B16.

Esse valor é o valor da resistência RTH do equivalente THEVENIN.

Resistência equivalente THEVININ

................................ Ω

10 – Montar o circuito equivalente Thevenin ilustrado em seguida. Utilizar opotenciômetro localizado na placa para simular a resistência RTH conformeestá ilustrado em seguida.

Esse é o equivalente THEVENIN do circuito original.

11 – Ajustar o potenciômetro para o valor da RTH obtido no item 8.

12 – Ajustar a tensão da fonte para o valor da tensão ETH obtido no item 5 eaplique ao circuito.

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13 – Medir a tensão e a corrente no resistor de carga RL do equivalente Thevenin eanote em seguida.

RL (Carga)

Tensão (V) Corrente (mA)

................. V ................m A

Análise dos resultados:

14 – Comparar os valores de tensão e corrente obtidos no item 5 e 12.

Fazer um comentário da validade do Teorema de Thevenin, pelo menos para ocircuito montado neste ensaio.

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15 – Determinar teoricamente o equivalente THEVENIN do circuito montado.Equivalente ETH = ____________ (calculado)

16 – Comparar os resultados de valores obtidos através do cálculo teórico comaqueles obtidos experimentalmente nos itens5 (tensão) e 8 (resistência).

Equivalente ETH = ____________ Equivalente RTH = ______________

17 – Concluir a experimentação descrevendo a validação do teorema de Thevenin...............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................

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EA 01: ResistoresTeorema de Superposição

Objetivos;

1 - Comprovar experimentalmente a validade do Teorema de superposição dosefeitos.

2 - Medir as correntes e tensões do circuito de superposição.3 - Comparar com resoluções teóricos e práticos.4 - Analisar os resultados da experimentação com quadro comparativo.

Material utilizado;

- Bastidor de Sistema de Treinamento em Eletrônica Analógica (DeLorenzo);- Módulo EA 01: Resistores;- Multímetro;- Fonte de tensão DC ajustável de 0 - 12V;- Fonte de tensão DC fixa de 5V;- Cabinhos de conexão.

Introdução teórica

O teorema da superposição dos efeitos estabelece que;

A corrente que circula por um ramo de um circuito composto por várias fontes é igual asoma algébrica das componentes tomadas separadamente, considerando-se apenasuma das fontes de cada vez, anulando as outras restantes.

É importante lembrar que o Teorema terá validade se a “palavra” corrente forsubstituída pela “palavra” tensão em seu enunciado.

Deve-se considerar a fonte de tensão de cada vez colocando em curto circuito asdemais.

A aplicação do teorema de superposição é para determinar a corrente num ramo deum circuito qualquer, considerando os efeitos parciais produzidos por cada fonte nesteramo.

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Parte experimental

1 – Conecte o bastidor eletrônico (DeLorenzo) na rede elétrica adequada.2 – Pegar o Módulo EA 01: Resistores e selecione o circuito mostrado na figura

a seguir.

3 – Conectar os bornes do Kit de acordo com o esquema elétrico a seguir.Ajuste a fonte de tensão para +12V, conecte o pólo positivo ao borne B11 e opólo negativo ao borne indicado por B14.

4 – Conectar a tensão +5V fixa ao borne B13 e o pólo negativo ao borne indicadopor B16.

5 – Fechar os bornes B12 e B15 com auxílio de um cabinho de conexão.

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6 – O resistor R6 (470Ω) da placa, simula a carga RL do circuito de superposiçãodos efeitos.

7 – Medir a tensão sobre a carga R6 = 470Ω com auxílio de um multímetro eregistrar na tabela 1 em seguida. Medir a corrente I da carga R5 e registrar natabela 1.

8 – Desconectar a fonte de tensão E1 do circuito. Substituir por um curto circuito.

Note que a fonte de tensão E2 (5V) permanece intacta sem nenhumaalteração.

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9 – Medir a corrente I1 no resistor RL de 470Ω (R6), meça a tensão sobre a cargaRL (R6 = 470Ω) e anote na tabela 2 em seguida.

10 – Retirar a fonte de tensão E2 do circuito e substituir por um curto circuito.

11 – Conectar novamente a fonte de tensão E1 de 12V nos bornes B11 e B14conforme está mostrado na figura em seguida.

12 – Medir a corrente I2 no resistor RL de 470Ω (R6), meça a tensão sobre a cargaRL (R6 = 470Ω) e anote na tabela 3 em seguida.

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Observar o circuito original, as fontes de tensão estão com as mesmaspolaridades para a carga, portanto, a corrente I da carga é a soma dascorrentes de E1 e E2, ou seja, I1 + I2 medidas no item 08 e item 10.

Em caso de fontes invertidas, as correntes se subtraem.

13 – Comparar as medidas de corrente I do item 06 com a soma das correntes I 1 eI 2 fornecidos por uma de cada fonte de tensão do item 08 e item 11.

I = ____________mA (medida no item 06 com as duas fontes conectadas)

I = I 1 + I 2 ______+ ______= _________mA

De acordo com o teorema de superposição, as correntes devem ser iguais(aproximadamente igual ao de pratica).

14 – Fazer os cálculos teóricos com os valores dos dados do circuito original,aplicando o teorema de superposição dos efeitos e compare com osresultados obtidos na pratica.

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15 – Transferir os valores das tensões e correntes medidas nas tabelas 1, 2 e 3 natabela 4 em seguida.

Anotar os valores calculados na tabela 4 e completar os valorescomparativos na tabela 4 em seguida.

O que se pode afirmar com os valores medidos e calculados...............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................

16 – Fazer a conclusão da experimentação comprovando a validação do teoremade superposição de efeitos.

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EA 02: Multímetro AnalógicoMedidas de Resistência com Ôhmímetro Analógico

Objetivos;

1 – Conhecer as características do Ôhmímetro Analógico.

Material utilizado;

- Bastidor de Sistema de Treinamento em Eletrônica Analógica (DeLorenzo);

- Módulo EA 02 – Multímetro Analógico (DeLorenzo);- Fonte de tensão ajustável de 0 - 12V;- Multímetro digital;- Cabinhos de conexão;- Resistores de 100Ω, 560Ω, 1kΩ, 5k6Ω, 10kΩ;- Matriz de pontos para montagem (protoboard).

Introdução teórica

O Ôhmímetro é um instrumento usado para medir a resistência dos componentes docircuito.Além disso, é usado para localizar componentes abertos ou em curto-circuito edeterminar a continuidade do circuito.A resistência é indicada numa escala calibrada em Ohms.

Na figura abaixo a seguir temos um exemplo de um painel de um ÔhmímetroAnalógico.

Observe a faixa indicadora de valores de resistência elétrica localizada na partesuperior do painel do galvanômetro.

A escala de valores de resistência elétrica mostrada no painel do galvanômetro não élinear. Ao contrário da escala de corrente e tensão.

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A não linearidade na escala pode apresentar erro de interpretação de valores médios.Este erro é conhecido por erro de interpolação.

Outro erro de interpretação de valores medidos é a chamada erro de paralaxe. Esteerro é devido a posição do observador.

Para que este tipo de erro seja reduzido, é necessário que o observador veja o “ponteiro” na perpendicular e fazer com que o reflexo do ponteiro no fundo espelhado permita ver apenas um “ponteiro” indicando o valor medido.

Na figura a seguir temos exemplo de um circuito básico de um Ôhmímetro série. Ummiliamperímetro de 0 –1mA com resistência interna de 200Ω.

Os conectores A e B são os pontos onde as pontas de prova são inseridas.

O borne A conecta-se a ponta de prova vermelha de polaridade negativa.O borne B conecta-se a ponta de prova preta de polaridade positiva.

O miliamperímetro é conectado com um resistor limitador de corrente R2 (2500Ω) eum potenciômetro de 500Ω e uma bateria de 3V.

Quando as pontas de prova A e B são curto - circuitada, o circuito fica completo fluindouma corrente no interior do galvanômetro.O potenciômetro R1 pode ser ajustado para que a resistência total do circuito seja3000Ω.

Sendo a tensão da fonte de 3V e aR total

do circuito (R1 + R2 + Rm) de 3KΩ temosuma corrente de 1mA.

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Essa deflexão máxima do medidor será a marca ZERO do ôhmímetro, onde o R2serve para o ajuste ZERO.

Conectando um resistor de 1000Ω teremos a resistência total de 4000Ω, logo acorrente do circuito será;

RtE

I == 4000

V3I =

= 0,75mA .

A posição do ponteiro indicando 0,75mA é a marcação do resistor de 1000Ω (10 OhmsX 100) do ôhmímetro.Esta posição corresponde a 3/4 da deflexão do ponteiro do galvanômetro.

Conectando um resistor de 2000Ω entre A e B do instrumento teremos: Rt + 2000Ω,ou seja, 5000Ω, logo a corrente será;

RtE

I == 5000

V3I =

= 0,6mA .

Neste caso o ponteiro deflexionará 3/5 da escala onde está indicado a corrente de0,6mA do galvanômetro, como mostra a linha interrompida na figura.

Podemos afirmar que este ponto da escala pode ser calibrado com 2000Ω.Pode ser mostrado igualmente que neste ôhmímetro:

1/2 escala corresponde a 3000Ω 3/8 da escala corresponde a 5000Ω 1/4 da escala corresponde a 9000Ω 1/8 da escala corresponde a 21000Ω

Pode-se observar que a tensão de 3V do instrumento dividido pela corrente assinaladana escala do miliamperímetro corresponde ao valor calibrado da resistência medida.

Os valores de resistores devem ser lidos entre 1/4 e 3/4 do mostrador do ôhmímetro afim de evitar erros de leitura de interpolação.O erro de interpolação se caracteriza por aglomeração de valores muitos próximos no

inicio e fim da escala do ôhmímetro.

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Quando ocorrerem o erro de interpolação, será necessário mudar de escala de medidaque facilite a leitura mais precisa.

Ôhmímetro do Módulo EA 02 – Multímetro Analógico (DeLorenzo)

Na figura abaixo a seguir está mostrado o circuito básico do ôhmímetro. Ogalvanômetro terá a corrente máxima quando aplicado uma tensão de 160mV.

Resistor R escala funciona como “shunt” alterando a tensão sobre o galvanômetro.Esta tensão depende do valor do resistor R teste, desta forma R escala assume váriosvalores para que a leitura da resistência de entrada seja mais precisa.

Para adequar a tensão de R escala ao galvanômetro é feito um divisor de tensãoformado por P1, R14 e R15.

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Parte experimental

1 – Conectar o bastidor eletrônico (DeLorenzo) na rede elétrica adequada.

2 – Pegar o Módulo EA 02 – Multímetro Analógico (DeLorenzo).

3 – Ajustar a tensão da fonte de alimentação para +5V e conecte ao Módulo2 – Multímetro Analógico nos bornes indicado por +5V e GND.

4 – Fazer a conexão da escala X10. Conecte cabinho de conexão entre o borne doextremo do P1 ao borne indicado X10.

5 – Manter a entrada Ponta de prova + e ponta de prova – “aberta”.Com auxílio de um multímetro, meça a tensão entre os bornes do resistor R15(shunt do galvanômetro).

Nota: Como a ponta de R teste está “aberta” a tensão sobre o ponto dogalvanômetro deverá ser nulo.

6 – Colocar a entrada das pontas de prova + e – em curto com auxílio de umcabinho de conexão. Com auxílio de um multímetro, meça a tensão a tensãoentre os bornes do resistor R15 (shunt do galvanômetro).

7 – Manter a entrada R teste em curto. Conecte o voltímetro entre os bornes doresistor R15 (shunt do galvanômetro). Varie o potenciômetro indicado por P1

e observe a tensão nos bornes do resistor R15 (shunt do galvanômetro).

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8 – Justificar a finalidade do ajuste P1 na corrente do galvanômetro utilizado nesteôhmímetro.

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9 – Conectar o galvanômetro ao ôhmímetro (DeLorenzo) com auxílio de cabinhos,respeitando as polaridades.

MEDIDAS DE RESISTENCIA COM OHMÍMETRO

10 – Fazer a conexão da escala X10. Conecte cabinho de conexão entre o bornedo extremo do P1 ao borne indicado X10.

11 – Conectar um cabinho preto ao borne indicado por ponta de prova +.Conecte um cabinho vermelho ao borne indicado por ponto de prova -.

12 – Colocar as pontas de prova + e – em curto-circuito e ajuste o potenciômetroP1 até que o ponteiro esteja sobre o zero (ohms) do galvanômetro indicado naescala do ôhmímetro.

13 – Pegar um resistor de 560Ω e conecte a ponta de prova + e – e registre o valormedido.

Note-se que a escala utilizada é X10 portando o valor da resistência é o valormarcado no painel X 10.

Nota; durante a medição do resistor, não deve segurar com as duas mãoso terminal do resistor. Caso ocorra, a medida da resistência pode ser

alterada.Deve-se segurar o terminal com uma das mãos e a outra, segurar a pontaDe prova isolada e efetuar a medida do componente.

Se a leitura for imprecisa, mude de escala X100 ou X1000 e observe qualescala é mais precisa para a leitura.Sempre que mudar a escala, ajuste o Zero novamente.

14 – Fazer as medições dos demais resistores completando a tabela a seguir.

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15 – Selecionar a escala que lhe dê a melhor precisão possível utilizado esteôhmímetro analógico. Anote na tabela conforme o exemplo a seguir.

Escala utilizada X100

Valor nominal doresistor (Ω)

Valor Ôhmicomedido (Ω)

Nota: O ôhmímetro utilizado nesta experiência pode não ser precisa. O objetivo desta experiência é conhecer a característica do medidor e adquirir habilidade de como medir a resistência elétrica de um componente com um ôhmímetro analógico.

16 – Concluir a experimentação com as características observadas em umôhmímetro analógico.

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EA 02: Multímetro AnalógicoMedidas de Tensão com Multímetro Analógico

Objetivos;

1 – Conhecer as características de um Voltímetro Analógico.

Material utilizado;

- Bastidor de Sistema de Treinamento em Eletrônica Analógica (DeLorenzo);

- Módulo EA 02 – Multímetro Analógico;- Fonte de tensão ajustável de 0 - 12V;- Multímetro;- Cabinhos de conexão;- Resistores de 4k7Ω, 15KΩ, 27KΩ;- Matriz de pontos par a montagem (Protoboard).

Introdução teórica

O Voltímetro o é um instrumento usado para medir a tensão elétrica contínua ealternado de um dispositivo ou circuito elétrico.

Na figura abaixo a seguir temos um exemplo de um painel de um VoltímetroAnalógico.

Observe a faixa indicadora de valores de medidas da tensão elétrica localizada nopainel do galvanômetro.

A faixa destinada para a interpretação dos valores das tensões medidas correspondea faixas limites de;10DCV50DCV250DCV

O valor máximo indicado no painel do galvanômetro para medir tensões correspondeao seletor de faixa de tensões a ser medido.

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Por exemplo,

A escala de valores de resistência elétrica mostrada no painel do galvanômetro não élinear. Ao contrário da escala de corrente e tensão.

Caso for escolhido o seletor de faixa de tensão em 10V (fundo de escala). Ao medir atensão em um circuito, a leitura do valor medido seria a escala de 10V indicado nogalvanômetro.

Observe o painel do galvanômetro, como a faixa de tensão escolhida (fundo deescala) é a de 10V, a leitura da tensão medida neste caso seria 7,5V.Pode-se observar que a escala de tensão é linear.

Voltímetro analógico básico é constituído de um divisor de tensão conectado a um

galvanômetro (miliamperímetro ou microamperímetro).

Para medir a tensão de um dipolo, conectar a ponta de prova do voltímetro emparalelo com o dipolo, conforme está ilustrado na figura em seguida.

Os voltímetros analógicos apresentam impedâncias internas baixas e afetam na precisão das medidas de tensão. A impedância padrão para os voltímetros analógicos são de 20K Ω ΩΩ Ω /volt.

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Parte experimental

1 – Conectar o bastidor eletrônico (DeLorenzo) na rede elétrica adequada.

2 – Pegar o Módulo EA 02 – Multímetro Analógico e colocar no bastidor.

3 – Localizar os componentes que fazem parte de um voltímetro.

4 – Selecionar a faixa de 10V conectando uma ponta de prova ao borne indicadopor “10V”.

5 – Pegar um painel de montagem (protoboard). Montar o circuito da figura a seguir

6 – Ajustar a fonte de tensão DC para 5V e aplicar ao circuito.

7 – Medir as quedas de tensões dos componentes conforme a tabela 1 em seguida.

Tabela 1 (escala de 10V)Pontos VCD VBD VAC VAB VBC VADTensão

8 – Pegar um multímetro digital e meça as tensões novamente e anote na tabela 2

a seguir.

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Tabela 2Pontos VCD VBD VAC VAB VBC VAD

Tensão ...........V ...........V ...........V ...........V ...........V ...........V

9 – Comparar as medidas realizadas com o voltímetro analógico anotado natabela 1 com as tensões medidas com o voltímetro digital anotado na tabela 2.

Explique no que se deve a causa da diferença de valores medidos na tabela 1e tabela 2.

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10 – Mudar a faixa de medida de tensão do Voltímetro Analógico para a faixa de50V.

11 – Medir as quedas de tensões dos componentes conforme a tabela 3 emseguida.

Tabela 3 (escala de 50V)

Pontos VCD VBD VAC VAB VBC VAD

Tensão ...........V ...........V ...........V ...........V ...........V ...........V

Pode se dizer que a precisão de medidas de tensão é precisa quando a faixade fundo de escala é próxima do valor da tensão a ser medida?

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12 – Concluir a experimentação descrevendo as características de um voltímetroanalógico.

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EA 02: Multímetro AnalógicoMedidas de Corrente com Multímetro Analógico

Objetivos;

1 – Conhecer as características de um amperímetro analógico.2 – Medir a corrente de circuito elétrico com amperímetro analógico.

Material utilizado;

- Bastidor de Sistema de Treinamento em Eletrônica Analógica (DeLorenzo);- Módulo EA 02 – Multímetro Analógico;

- Fonte de tensão ajustável de 0 - 12V;- Multímetro;- Cabinhos de conexão;- Resistores de 270Ω; 560Ω; 1KΩ; 15KΩ, 27KΩ, 47KΩ;- Matriz de pontos par a montagem (Protoboard).

Introdução teórica

O Amperímetro o é um instrumento usado para medir a corrente elétrica contínua ealternado de um dispositivo ou circuito elétrico.

O amperímetro analógico é constituído de um galvanômetro (microamperímetro).

O desvio de corrente sobre um resistor shunt flui pelo galvanômetro. A escala éajustada para a corrente de fundo de escala para uma corrente que flui pelogalvanômetro e pelo resistor de shunt .

Para medir a corrente do circuito deve-se abrir o circuito elétrico e inserir omiliamperímetro com as polaridades corretas

A inversão da polaridade provoca o desvio inverso do ponteiro dogalvanômetro podendo danificá-lo.

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Parte experimental

1 – Conectar o bastidor eletrônico (DeLorenzo) na rede elétrica adequada.

2 – Pegar a placa 02 – Multímetro Analógico (KIT DeLorenzo).

3 – Localizar os componentes que fazem parte de um miliamperímetro no modulo.

4 – Conectar os resistores “shunt” do miliamperímetro ao galvanômetro ligando oborne amarelo com o vermelho e preto com o preto indicado porGalvanômetro.

5 – Montar o circuito da figura a seguir sobre o protoboard para efetuar a mediçãoda corrente.

6 – Conectar a ponta de prova vermelha no borne indicado por 0,5mA e a pontaprova preta no borne indicado pelo sinal negativo.

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7 – Medir as correntes do circuito e anotar na tabela 1 a seguir.

Tabela 1I total I R1 I R2 I R3

....................mA ....................mA ....................mA ....................mA

8 – Fazer a associação dos resistores do circuito determinando a resistênciaequivalente total.

R total = ______________ Ω

9 – Determinar a corrente total do circuito.

I total = __________mA

Comparar a corrente medida com a calculada. Pode-se afirmar que a correntemedida com o amperímetro é praticamente a mesma?

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

Caso haja diferença apreciável, escreva as causas que proporcionaram oserros de medida.

......................................................................................................................................

............................................................................................................................................................................................................................................................................

......................................................................................................................................

10 – Mudar a faixa de medida de corrente para a faixa indicada por 50mA.

11 – Medir as correntes do circuito com o miliamperímetro na faixa de 50mA.

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Eletrônica Analógica – Prática

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Anotar as correntes na tabela 2 em seguida.

Tabela 2I total I R1 I R2 I R3

....................mA ....................mA ....................mA ....................mA

Pelas medidas efetuado o que se pode dizer sobre a sensibilidade domiliamperímetro.

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

12 – Explicar por que a indicação do microamperímetro no circuito nãocorresponde exatamente a corrente no resistor.

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

13 – Concluir a experimentação descrevendo as características do miliamperímetroanalógico.

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

............................................................................................................................................................................................................................................................................

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

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EA 03: RLC/Filtros PassivosCircuito RC série em CA

Objetivo;

1 – Determinar experimentalmente os parâmetros de um circuito RC série em CA.

Material utilizado;

- Bastidor de Sistema de Treinamento em Eletrônica Analógica (DeLorenzo);

- Módulo EA 03 – RLC/Filtros Passivos;- Osciloscópio de duplo traço;- Gerador de funções;- Cabinhos de conexão.

Introdução teórica

CIRCUITO RC SÉRIE EM CA

O circuito RC série em CA é muito aplicado em equipamentos industriais como formade obter tensões CA defasadas.

Por esta razão este circuito é também denominado de rede de defasagem.Na figura a seguir temos os gráficos senoidal e vetorial de um circuito RC série.

No gráfico vetorial apresentado na figura (b) o vetor VT representa a tensão totalaplicada a rede RC. Por este gráfico se observa que a tensão sobre o resistor estádefasada de um ângulo ϕ da tensão aplicada e a tensão no resistor está defasada deum ângulo α.Tomando-se a tensão de saída da rede RC sobre o resistor ou capacitor pode-se obteruma tensão adiantada ou atrasada em relação à tensão aplicada.Na figura a seguir temos as situações de ângulos de defasagem VS = VR

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Vs adiantada de ϕ graus em relação ao VT.

Na figura a seguir temos as situações de ângulos de defasagem VS= VC.

Vs atrasada α graus em relação a VT.

O ângulo de defasagem entre as tensões depende:

• Freqüência da CA.• Resistência do resistor• Capacitância do capacitor

Esta defasagem não depende da tensão aplicada ao circuito RC série.A seguir temos as equações para a determinação dos parâmetros de um circuito RCsérie em CA.

Impedância (Z) 22 XCRZ +=

Corrente (I)Z

VTI = ou

RVR

I =

Tensão total (VT) 22 VCVRVT += VTVR

cos =α ouZR

cos =α

Ângulo ϕ = arc Z

R

cos = ou α = arc VT

VR

cos =

XCΩ é a reatância do capacitor (tensão e corrente);I

VCXC =Ω

XCf é a reatância do capacitor (freqüência e capacitância);fc2

1XCf

π

Z é a impedância total do circuito RC;I

VGZ =

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Parte experimental

Nota: Nesta experiência será caracterizado o circuito RC série. Serão medidas tensões e correntes para vários valores de freqüência do gerador.Será verificada a defasagem entre tensão e corrente do circuito. As correntes do circuito serão medidas de forma indireta sobre o resistor que atravessa a corrente do circuito.

1 – Conectar o bastidor eletrônico (DeLorenzo) na rede elétrica adequada.

2 – Pegar o Módulo EA 03 – RLC/Filtros Passivos e localizar o circuito a seguir.

3 – Interligar o circuito RC com auxílio de cabinhos de conexão conforme a figura aseguir.

4 – Conectar o gerador de funções na entrada do circuito, um sinal senoidal nafreqüência de 10kHz e amplitude de 4Vpp.

5 – Ajustar a base de tempo (Time/Div) do osciloscópio em 1ms.

6 – Conectar a ponta do osciloscópio sobre o resistor conforme a figura mostradano item 3.

Medir a tensão sobre o resistor R1 e a tensão do capacitor C1 de acordo coma freqüência do sinal registrando na tabela a seguir.

Fazer a medição simultânea da tensão VR e VC anotando na tabela.

Para medir a tensão no capacitor C1, mantenha a ponta de prova positiva no

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Eletrônica Analógica – Prática

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ponto B e mova a ponta negativa para o ponto A e para medir a tensão sobreR1, mova a referencial terra para o ponto indicado C, conforme está mostradona figura a seguir.

7 – Completar as colunas de VC e VR alterando a freqüência do circuito conformeestá indicado na tabela 1.

Tabela 1Freqüência

(Hertz)VR (V) VC (V) I (µA) XcΩ (KΩ) Xcf (KΩ) Z (KΩ)

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

3000

4000

5000

8 – Calcular os demais valores e completar a tabela.Usar as equações abaixo a seguir.Onde:

VG = tensão do geradorVC = tensão sobre o capacitorVR = tensão sobre o resistorF = freqüência do gerador

I é a corrente no circuito;R

VRI =

XCΩ é a reatância do capacitor (tensão e corrente);I

VCXC =Ω

XCf é a reatância do capacitor (freqüência e capacitância);fc2

1XCf

π=

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Z é a impedância total do circuito RC;I

VGZ =

9 – Traçar o gráfico de Impedância (Z) do circuito RC em função da variação dafreqüência.

10 – Concluir a experimentação descrevendo a características observadas em umcircuito RC em CA.

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

............................................................................................................................................................................................................................................................................

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

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EA 03: RLC/Filtros PassivosCircuito RLC paralelo em CA

Objetivos;

1 – Analisar experimentalmente Circuito RLC paralelo em CA.2 – Observar o efeito de ressonância em circuito RLC paralelo em CA.3 – Traçar o gráfico da curva característica do circuito ressonante paralelo.

Material utilizado;

- Bastidor de Sistema de Treinamento em Eletrônica Analógica (DeLorenzo);- Módulo EA 03 – RLC/Filtros Passivos;- Osciloscópio de duplo traço;- Gerador de funções.

Introdução teórica

O filtro passivo passa-faixa seleciona sinais de freqüências entre freqüência de corteinferior (fc1) e superior (fc2).

Na figura a seguir está mostrado um circuito ressonante RLC paralelo passa-faixa e ográfico da curva característica do circuito.

O filtro passivo passa-faixa LC funcionam relacionado com o fenômeno de

ressonância.Para determinar a freqüência de ressonância (fr) do circuito RLC emprega-se aseguinte expressão matemática;

CL2

1fr

⋅π=

Este tipo de circuito é utilizado como forma de selecionar freqüências emequipamentos da área de telecomunicações.

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Parte experimental

1 – Conectar o bastidor eletrônico (DeLorenzo) na rede elétrica adequada.

2 – Pegar o Módulo EA 0 3 – RLC/Filtros Passivos e localizar os componentesmostrados na figura a seguir.

3 – Conectar o circuito RLC usando os cabinhos de conexão conforme estámostrado na figura a seguir.

4 – Calcular a freqüência de ressonância do circuito utilizando os seguintes dados;C = 100nF e L = 1000µH.

Freqüência de ressonância = _____________Hertz.

5 – Conectar o gerador de funções na entrada do circuito aos bornes indicados porB1 e B17.

6 – Conectar a ponta de prova do canal 1 do osciloscópio na saída do circuito aosbornes indicados por B16 e B18 conforme está mostrado na figura do item 3.

7 – Ajustar a amplitude do sinal do gerador para 6Vpp e freqüência do sinal em5KHz.

Medir a tensão de saída Vs com auxílio de osciloscópio (canal 1) , sobre oresistor R4 ao borne indicado por B16 e B18.

Registrar o valor medido na tabela 1 a seguir.Depois meça a tensão VR sobre o resistor R1 (1K). Meça Vs e VR1

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simultaneamente movendo a ponta de prova de terra.

Observar a figura a seguir, de como medir a tensão sobre o resistor R1 (1kΩ)com a ponta de prova do osciloscópio.

8 – Ajustar os valores da freqüência do sinal mostrado na tabela. Meça a tensão Vse VR completando a tabela.

Nota; Não preencher a área em negrito.

Tabela 1Freqüência

(Khertz)Vs(V) VR (V) I (mA) Z (KΩ)

5810111213141516

17181920253035404550

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9 – Calcular a corrente I e a impedância Z do circuito completando a coluna databela 1.

Usar as seguintes expressões;

RVR

I =e I

VGZ =

10 – Traçar o gráfico da curva característica do circuito ressonante paralelo na folhaa seguir com os dados das medidas das tensões Vs de saída do circuito e comos valores das freqüências.

11 – Fazer a conclusão da experiência descrevendo as características deimpedâncias do circuito RLC paralelo na ressonância e fora de ressonância.

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

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EA 03: RLC/Filtros PassivosCircuito RLC série em CA

Objetivos;

1 – Observar as características do filtro RLC série.2 – Traçar o gráfico do filtro ressonante RLC série.

Material utilizado;

- Bastidor de Sistema de Treinamento em Eletrônica Analógica (DeLorenzo);- Módulo EA 03 – RLC/Filtros Passivos;- Osciloscópio de duplo traço;- Gerador de funções;- 1 Resistor de 1kΩ;- Multímetro.

Introdução teórica

O circuito RLC série em CA é utilizado principalmente para a seleção de freqüências.A seleção de freqüências baseia-se fundamentalmente na ressonância e na faixa depassagem do circuito ressonante.

O circuito ressonante serie, a faixa de passagem apresenta as menores impedâncias.A medida em que a freqüência se afastada faixa de passagem a impedância docircuito aumenta.

A equação para determinar a freqüência de ressonância é dada pela seguinteexpressão matemática.

CL2

1fr

⋅π=

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Parte experimental

1 – Conectar o bastidor eletrônico (DeLorenzo) na rede elétrica adequada.

2 – Pegar o Módulo EA 03 – RLC/Filtros Passivos e localizar o circuito aseguir.

3 – Conectar ao circuito um resistor de 1KΩ (ou o potenciômetro do bastidor) emsérie com o circuito com auxílio de cabinhos de conexão conforme estámostrado na figura a seguir.

4 – Conectar o gerador de funções na entrada do circuito. Ajuste a freqüência dogerador para 10kHz e amplitude de 4Vpp.

5 – Conectar a ponta de prova do canal 1 do osciloscópio ao borne indicado B13 eo referencial de terra no borne indicado por B18.

Medir simultânea de VL e VC. Mantenha a ponta de prova no borne indicadoB13.

Mova a ponta de prova negativa (terra) ao ponto indicado B2 para medir atensão do capacitor C2. Para medir a tensão sobre a bobina L1, basta mover aponta de prova terra ao borne indicado por B18.

6 – Medir a tensão sobre o indutor L e a tensão sobre o capacitor C.Complete a coluna VR (V) e VC (V) de acordo com a freqüência indicada natabela 1.

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Verificar periodicamente a tensão de entrada e manter a amplitude do sinal em 4Vpp .

Tabela 1Freqüência

(Khz)VL (V) VC (V) XC (Ω) XL (Ω)

10

15

19

20

21

22

2324

25

26

27

28

29

30

31

3540

45

50

60

80

100

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7 – Completar a coluna da tabela 1 com os valores de XC e XL através de cálculosteóricos.

Em que freqüência as tensões de VL e VC são aproximadamente iguais?

Freqüência = ___________________ Hertz

8 – Conferir a coluna XC e XL onde os seus valores conferem com o enunciado dasua freqüência de ressonância, ou seja, XL = XC.

Anotar a freqüência de ressonância do circuito RLC série.

Freqüência (XL = XC) = ___________________ Hertz

9 – Conectar a ponta de prova do canal 1 do osciloscópio na saída do circuito, aoponto indicado B2 e o referencial de terra ao borne indicado por B18.

10 – Ajustar a freqüência do gerador de funções para os valores indicados natabela 2.

Meça as tensões de acordo com a freqüência indicada anotando na tabela 2 aseguir.

Tabela 2Freqüência

(Khz)15 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 30 40 60

Vs(Volts)

11 – Traçar um gráfico da curva característica do circuito ressonante RLC sériecom os dados levantados na tabela 2.

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12 – Fazer um breve comentário sobre as características do circuito ressonanteRLC série.

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

............................................................................................................................................................................................................................................................................

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

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EA 03: RLC/Filtros PassivosMedidas de ângulo de fase de capacitor em CA.

Objetivos;

1 – Observar a defasagem entre a corrente e tensão em um capacitor em CA.2 – Determinar o ângulo de fase entre tensão e corrente num circuito RC em CA por

meio de figuras de Lissajous.

Material utilizado;

- Bastidor de Sistema de Treinamento em Eletrônica Analógica (DeLorenzo);- Módulo EA 03 – RLC/Filtros Passivos;- Multímetro digital;- Osciloscópio de duplo traço;- Gerador de funções;- 1 Resistor de 56Ω (sem o bastidor);- 1 Potenciômetro de 1kΩ;- 1 Potenciômetro de 10kΩ;- Cabinhos de conexão.

Introdução teórica

Medição de ângulo de fase de um capacitor em CA com Osciloscópio

Quando a carga puramente resistiva é aplicada a uma fonte de tensão CA, seobservam dois aspectos;

• Tensão e corrente no resistor estão em fase.• A queda de tensão e proporcional a corrente circulante (o que também acontece

em CC.)

O comportamento da tensão e corrente em um circuito ou componente puramenteresistivo pode ser expresso por meio de gráficos senoidal ou vetorial.A medida de ângulo de fase pode ser feita com osciloscópio de duplo traço, a relaçãode fase é medida com o auxílio das divisões horizontais na tela.

Figuras de Lissajous

Quando se usa um osciloscópio aplica-se o sinal na entrada 1 e outra na entrada 2 eposiciona-se a chave seletora da base de tempo em X – Y.É necessário que a amplitude vertical e horizontal da figura projetada na tela seja a

mesma.

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Dispondo-se da figura na tela aplica-se a seguinte equação;

A figura a seguir mostra um exemplo de como obter os valores de Yo e Xm a partir dafigura de lissajous projetada na tela de um osciloscópio.

XmYo

arcsen=ΘExemplo; Yo = 1,6 e Xm = 2,6 ⇒ 6,2

6,1arcsen=Θ

θ = arc sen 0,6153 = 37,97 graus

É importante que a amplitude dos sinais mostrados na tela do osciloscópio sejam amesma nos dois canais para obter a figura de lissajous.

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Parte experimental

1 – Conectar o bastidor eletrônico (DeLorenzo) na rede elétrica adequada.

2 – Pegar o Módulo EA 03 – RLC/Filtros Passivos e localizar o circuito a seguir.

3 – Ajustar a resistência do potenciômetro de 1kΩ localizado ao lado direito dobastidor para um valor de 56Ω .

O resistor de 56Ω será usado como sensor de corrente do circuito.

Nota: A corrente circulante no resistor é a mesma ao da corrente do capacitor. A tensão e corrente no resistor estão em fase. O resistor serve para converter a corrente em tensão para que possa ser visualizado a “corrente” do capacitor na tela do osciloscópio.

4 – Conectar o resistor de 56Ω no circuito conforme está mostrado na figura aseguir.

5 – Conectar o gerador de funções na entrada do circuito. Selecione a forma deonda Senoidal. Ajuste a freqüência para 1kHz e 6Vpp.

6 – Conectar a ponta de prova do canal 1 do osciloscópio ao borne indicado por B2

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e o referencial de terra ao borne B17 , e a ponta de prova do canal 2 doosciloscópio ao borne indicado por B6 e o referencia de terra ao borne indicado porB17, conforme está mostrada na figura do item 4.

7 – Ajustar as entradas (Volt/Div) dos dois canais para que as amplitudes de seussinais ocupem a mesma quantidade de divisões vertical mostrada na tela doosciloscópio. Não importa que a sensibilidade (Volt/Div) seja diferente.

8 – Ajustar a base de tempo (Time/Div) para 0,2ms e observe os dois sinais na telado osciloscópio.

9 – Desconectar a ponta de prova do canal 2 do osciloscópio sobre o resistor de

56Ω (ou potenciômetro). Em seguida conecte novamente a ponta de prova docanal 2 ao sensor de corrente observando a posição do sinal.Este sinal (corrente) está adiantado de aproximadamente 90°da tensão medidano capacitor.

10 – Desenhar os dois sinais senoidais com suas respectivas defasagensprojetados na tela doosciloscópio no espaço a seguir.

11 – Medir o ângulo de fase dos dois sinais (corrente e tensão no capacitor)projetados na tela do osciloscópio.

Ângulo de fase = _____________ graus

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Determinação de ângulo por meio de figuras de lissajous

12 – Montar o circuito da figura abaixo a seguir.

13 – Conectar o potenciômetro de 10kΩ ao circuito.

14 – Ajustar o potenciômetro para 2KΩ, mude a base de tempo novamente para0,2ms.

Reajustar a amplitude dos sinais para que ambas ocupem as mesmasdivisões na tela do osciloscópio. Não importa que as sensibilidades de entradassejam diferentes.

15 – Posicionar a base de tempo para X-Y e observe a figura de Lissajous.Desenhe-o no espaço a seguir.

16 – Por meio de a equação a seguir determine o ângulo de fase do sinal.

XmYo

arcsen=Θ

A defasagem da corrente e tensão são de = ___________ graus

17 – Ajustar o potenciômetro para 5kΩ, mude a base de tempo novamente para

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Eletrônica Analógica – Prática

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0,2ms e reajuste os sinais para que a amplitude de ambas seja igual.

18 – Posicionar a base de tempo para X-Y e observe a figura de Lissajous.Posicionar a figura no centro da tela. Desenhe-o no espaço a seguir.

19 – Determinar o ângulo de fase do sinal através da equação.

A defasagem da corrente e tensão são de = ___________ graus

20 – Qual a observação feita em relação a defasagem entre as tensões do resistor

em relação à tensão do capacitor quando aumentamos o valor da resistênciaf em série com o capacitor?..........................................................................................................................................................................................................................................................................

21 – Fazer a conclusão da experimentação.

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

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EA 03: RLC/Filtros PassivosReatância Capacitiva

Objetivos;

1 – Verificar experimentalmente as características do capacitor em CA.2 – Determinar experimentalmente a reatância capacitiva.

Material utilizado;

- Bastidor de Sistema de Treinamento em Eletrônica Analógica (DeLorenzo);- Módulo EA 03 – RLC/Filtros Passivos;- Osciloscópio de duplo traço;- Gerador de funções;- Multímetro;- 1 capacitor de 100nF;- 1 resistor de 56Ω;- Cabinhos de conexão.

Introdução Teórica

Um capacitor ao ser conectado em CA apresenta uma oposição a passagem dacorrente, denominada Reatância Capacitiva (Xc) que pode ser determinada a partir daequação.

Cf21

Xc⋅⋅π⋅

=

A tensão eficaz, reatância capacitiva e corrente eficaz em um circuito se relacionamconforme a lei de Ohm.Estes três valores estão relacionados entre si nos circuitos CA da mesma forma quenos circuitos CC, por meio da LEI DE OHM. Para determinar a corrente CA, aplica-

se a lei de Ohm.

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Eletrônica Analógica – Prática

72

Parte experimental

1 – Conectar o bastidor eletrônico (DeLorenzo) na rede elétrica adequada.

2 – Colocar o Módulo EA 03 – RLC/Filtros Passivos, no bastidor eletrônico.

3 – Procurar o componente (capacitor C2 de 47nF) na placa 3 – RLC/FiltrosPassivos.

4 – Conecte um resistor de 56Ω no circuito conforme mostra a figura a abaixo.(Bastidor DeLorenzo) - Ajuste o potenciômetro de 1kΩ, entre o borne C (cursor) e

oterminal B para um valor de 56Ω de resistência, para utilizar como sensor decorrente do circuito.

5 – Fazer as conexões do circuito com auxílio de cabinhos, faça a ligação docircuito conforme o esquemático a seguir.

6 – Conectar o gerador de funções na entrada do circuito.Ajuste o gerador de funções para 800Hz e tensão de saída para 6Vpp.

Nota: O resistor RX de 56ΩΩΩΩ, potenciômetro de 1kΩΩΩΩ do bastidor ajustadoem 56ΩΩΩΩ funciona como sensor de corrente, serve para medirindiretamente a corrente do capacitor por meio de cálculo (Lei de Ohm).O valor deste resistor deve ser baixo (abaixo de 56ΩΩΩΩ) em relação areatância capacitiva do capacitor para não alterar consideravelmente a

corrente do circuito.

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Eletrônica Analógica – Pratica

73

7 – Conectar a ponta de prova do canal 1 do osciloscópio ao ponto indicado peloborne B6 (C) e a ponta negativa ao borne indicado B17 (B) circuito para medira tensão no sensor de corrente RX.

8 – Ajustar sensibilidade da entrada (Time/Div) para que possa visualizar o sinal nosensor de corrente. Com auxílio de osciloscópio, meça a tensão e registre ovalor medido no quadro abaixo a seguir.

Tensão VRX (mV)(Sensor de corrente)

Corrente IRX(Corrente do capacitor) (mA)

...................................mV .......................................mA

9 – Calcular a corrente IRX aplicando a lei de Ohms e completar o quadro.

Nota: Como a corrente e a tensão no resistor RX estão em fase, podemosafirmar que a corrente que circula no resistor é a mesma que circula no

capacitor, ou seja, a corrente IRX é a corrente do capacitor.

10 – Calcular a reatância capacitiva do capacitor (Xc) com base na correntemedida.

Lembrar-se que a tensão aplicada sobre o capacitor, VG é de 6Vpp.

IppVG

Xc =

Reatância capacitiva (Xc) calculada = __________________ Ω

11 – Determinar o valor do capacitor a partir dos dados da reatância capacitivacalculada.

Cf21

Xc⋅⋅π⋅

=onde Xcf2

1C

⋅⋅π⋅=

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74

Capacitância doCircuito

Corrente IRX(Corrente do capacitor) (mA)

47nF ..........................mA

12 – Comparar o valor da capacitância obtida experimentalmente com o valornominal marcado no corpo do capacitor.

O valor calculado pode ser considerado correto? Justificar a resposta.

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

13 – Ajustar a freqüência do gerador para 1600Hz e mantenha a tensão de 6Vpp nasaída do gerador. Meça a tensão em RX e registre o valor medido no quadroabaixo a seguir.

Tensão VRX (mV)(Sensor de corrente)

Corrente IRX(Corrente do capacitor) (mA)

__________________mV ________________ mA

14 – Calcular a corrente IRX aplicando a lei de Ohm e complete o quadro.

15 – Que característica pode ser observada na corrente, quando aumenta afreqüência aplicada ao circuito capacitivo?

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

Justificar a resposta do item 15.........................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................

16 – Calcular a reatância capacitiva do capacitor (Xc) com base na corrente medidano item 14.

IppVG

Xc =

Reatância capacitiva (Xc) calculada = _______________ Ω

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Eletrônica Analógica – Pratica

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17 – Que característica se observa na reatância capacitiva (Xc) de um capacitorquando se aumenta a freqüência do sinal?

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

18 – Que característica do Capacitor em CA, se tem observado nestaexperimentação, quando se altera a freqüência. Fazer a sua conclusão.

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

19 – Reajustar novamente a freqüência do gerador para 800Hz.Manter a tensão de 6Vpp na entrada do circuito.

20 – Conectar o capacitor de 100nF em paralelo com o circuito utilizando cabinhosde conexão (capacitor localizado no painel eletrônico DeLorenzo).

21 – Conectar a ponta de prova do osciloscópio nos pontos indicados C e B.Meça a tensão do sensor RX. Calcule a corrente IRX aplicando a lei de Ohm.

Tensão VRX (mV)(Sensor de corrente)

Corrente IRX(Corrente do capacitor) (mA)

__________________mV ________________ mA

22 – Que característica se observa na corrente do circuito, quando a capacitânciado circuito aumenta?

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

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Eletrônica Analógica – Prática

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23 – Calcular a reatância capacitiva do capacitor (Xc) com base na correntemedida.

Lembre-se que a tensão aplicada sobre o capacitor, VG é de 6Vpp.

IppVG

Xc =

Reatância capacitiva (Xc) calculada = ________________ Ω

24 – Comparar o valor da reatância capacitiva encontrada no item 10, comcapacitor de 47nF e 800Hz, com a associada de 147nF do circuito montadono item 20 operando na mesma freqüência.

O que se pode afirmar nesta comparação?........................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................

25 – Que característica do Capacitor em CA, se tem observado nestaexperimentação, quando na variação de freqüência e variação dacapacitância do capacitor?

............................................................................................................................................................................................................................................................................

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

26 – Concluir a experimentação.

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......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

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EA 04 : Transformadores MonofásicosTapeamento de Transformadores Monofásicos

Objetivos;1 – Reconhecer as características de um transformador monofásico.2 – Identificar os terminais de um transformador.3 – Observar o transformador como redutor e elevador de tensão.

Material utilizado;

- Bastidor de Sistema de Treinamento em Eletrônica Analógica (DeLorenzo);

- Módulo EA 04 – Transformadores;- Multímetro;- Cabinhos de conexão.

Introdução teórica

Transformador

O transformador é um dispositivo que permite rebaixar ou elevar os valores de tensõesou correntes CA de um circuito.

Os transformadores para tensões de entrada em 110V e 220V podem ter dois, três ouquatro fios no primário, conforme está mostrado na figura 1 e 2.

As figuras a seguir mostram as formas de ligações de cada tipo de transformadoresem 110V e 220V.

Na figura abaixo está mostrada a conexão para a tensão VCA para 110VCA ou para atensão de 220VCA.

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Parte experimental

1 – Conectar o bastidor eletrônico (DeLorenzo) na rede elétrica adequada.

2 – Pegar o módulo 4 – Transformadores colocar no bastidor.

3 – Desenhar o símbolo gráfico dos transformadores da placa com seus respectivosterminais.

a) Transformador 1

b) Transformador 2

4 – Medir a resistência ôhmica entre cada par de enrolamentos do transformador 1.

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Nota: Normalmente um transformador de rede, redutor de tensão, oenrolamento do primário tem a resistência ôhmica mais alta que oenrolamento do secundário, isto devido ao número de espiras e aespessura do fio.

5 – A medida de maior resistência ocorre entre os fios extremos do enrolamentoprimário do transformador de força?

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

6 – Medir a resistência de isolamento entre o enrolamento P1 e S1.Use a escala mais alta do ôhmímetro.

Resistência de isolamento = _________________ Ω

7 – Medir a resistência ôhmica de cada par de enrolamentos do transformador 2.

É possível identificar o enrolamento do primário de um transformador de força(rede elétrica) por meio de medidas de resistência (resistência do fio) do enrolamento? Justifique a sua resposta.

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

Transformador redutor de tensão

8 – Conectar o transformador 1 indicado por 110V e 24V 250mA na rede elétrica de110V conforme mostra a figura a seguir.

Cuidado para não conectar o enrolamento S1 e S2 (24V) na rede elétrica.

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Tome cuidado ao conectar o transformador na rede elétrica, observe se oscabos de conexão não estão soltos, a fim de evitar choques elétricos.

9 – Medir as tensões dos enrolamentos (primário de secundário).

Certifique se a opção de medida da tensão e a escala estão correta.

Anote as medidas no quadro a seguir.

V primário (P1 e P2) ____________Volts

V secundário (S1 e S2 ) ____________Volts

10 – Explicar qual a razão da presença da tensão no enrolamento do secundário, jáque há uma resistência elétrica alta de isolamento entre o enrolamento doprimário e secundário do transformador.

......................................................................................................................................

............................................................................................................................................................................................................................................................................

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

Transformador elevador de tensão

11 – Desconectar o transformador 1 de 110V e 24V 250mA da rede elétrica.

12 – Pegar o transformador 2. Faça a conexão dos bornes indicados por S2 e S3de tal forma que possa aplicar uma tensão de 24V entre os terminais S1 e S4de seu enrolamento conforme está mostrado na figura a seguir.

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13 – Conectar o borne indicado por S1 do secundário do transformador 1 ao borneindicado por S1 do transformador 2.Conectar o borne indicado por S2 do transformador 1 ao borne indicado por S4do transformador 2 conforme está ilustrado no item 13.

Nota; É considerado enrolamento primário aquele que vai conectado a rede VCA que fornece a energia elétrica de tensão específica.Confira cuidadosamente as conexões do circuito antes de conectá-lo a rede elétrica.

14 – Conectar o transformador 1 de 110V e 24V 250mA a rede elétrica.Com auxílio de um multímetro e meça as tensões VCA dos enrolamentos e

anote no quadro a seguir.

Tensão no enrolamento doPrimário (S1 e S4)

Tensão no enrolamento doSecundário 1 (P1 e P2)

Tensão no enrolamento doSescundário 2 (P3 e P4)

__________Volts __________Volts __________Volts

15 – Observar a elevação da tensão no enrolamento do secundário (P1 e P2) dotransformador 2 em relação a tensão a tensão aplicada na entrada dos bornesindicadas por S1 e S4.

16 – De acordo com as características observadas na experimentação comtransformador, faça a sua conclusão validando a teoria.

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......................................................................................................................................

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EA 05: Diodos/Fonte DCCurva característica do diodo

Objetivos;

1 – Verificar a condição do diodo semicondutor.2 – Analisar as condições de condução e bloqueio do diodo em CC.3 – Traçar a curva característica do diodo semicondutor.

Material utilizado;

- Bastidor de Sistema de Treinamento em Eletrônica Analógica (DeLorenzo);- Módulo EA 05 – Diodos/Fonte DC;- Fonte de tensão ajustável de 0 – 30V;- Multímetro.

Introdução teórica

DiodoO diodo é um componente fabricado com material semicondutor, cuja característica é

de se comportar como condutor ou isolante, dependendo da polaridade da tensãoaplicada aos seus terminais.

O comportamento do diodo semicondutor é apresentado em curva característica,

conforme mostra a figura a seguir.

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Parte experimental

1 – Conectar o bastidor eletrônico (DeLorenzo) na rede elétrica adequada.

2 – Identificar Módulo EA 05 – Diodos/Fonte DC o circuito de a figura a seguir.

3 – Pegar o multímetro e selecione a opção Diodo, faixa de medidas de resistênciado Ohmímetro.

4 – Medir a resistência elétrica do diodo D1 conectando a ponta de prova doOhmímetro, entre B2 e B5 e anote a seguir.

Resistências (Ω) __________Volts Condução Bloqueio

1N4007 ______________ Ω ______________ Ω

5 – A medida de resistência entre os terminais de um diodo possibilitaria aidentificação do catodo e anodo?

......................................................................................................................................

Explique a sua resposta.........................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................

É possível verificar as condições do diodo semicondutor (aberto ou curto) comauxílio de um ôhmímetro?

......................................................................................................................................

Polarização direta do diodo

6 – Fazer a ligação do circuito da figura a seguir com auxílio de cabinhos de

conexão.

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7 – Conectar a fonte de tensão ajustável na entrada do circuito.

8 – Medir a tensão VD (sobre os terminais do diodo) com auxílio de multímetro naopção de Volts (escala de 2V), meça a tensão VD entre os bornes indicados B2e B5 do diodo ajustando a tensão de entrada para o valor indicado natabela 1 a seguir.

9 – Medir a corrente elétrica ID conectando o miliamperímetro em série com ocircuito conforme está mostrado a figura no item 7 e registre-o na tabela 1 aseguir.

Tabela 1

TensãoVD

(mV)250mV 300mV 400mV 500mV 600mV 680mV 700mV 720mV 730mV

Corrente

ID (mA)

10 – Observar as medidas de correntes anotadas na tabela 1.

Pode se afirmar que o diodo começa a conduzir na polarização direta a partirde que tensão?

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

Anotar a tensão mínima e máxima de condução do diodo na polarização direta.

Vd mínima = ___________mV Vd máxima = _____________mV

Polarização inversa do diodo

11 – Montar o circuito da figura a seguir.

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Para polarizar o diodo inversamente inverta a tensão da fonte conforme está mostrado no diagrama elétrico do item 12.

12 – Conectar a fonte ajustável na entrada do circuito de forma a manter o diodopolarizado inversamente conforme está mostrado na figura.

13 – Ajustar a tensão de entrada (fonte ajustável do bastidor) até obter a tensãoinversa sobre o diodo (VR) conforme segue a tabela.

Meça a corrente IR (escala de microamper). Registre-o na tabela 2 a seguir.

Nota: A corrente reversa do diodo é da ordem de microamperes.No caso deste diodo (1N4001), a tensão nominal de trabalho é de 100V e o efeito avalanche só iniciará a partir desta tensão.

Tabela 2

TensãoVR(V)

0V - 5V -10V -15V -20V -25V -30V -35V -40V

CorrenteID (mA)

14 – Utilizar os dados das tabelas do item 9, 14 e traçar um gráfico da curva

característica da condução e bloqueio do diodo semicondutor (1N4001).

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15 – Concluir a experimentação descrevendo as características de condução ebloqueio do diodo semicondutor na polarização direta e inversa.

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EA 05: Diodos/Fonte DCCaracterística do diodo zener

Objetivos;

1 – Traçar a curva característica do diodo zener.2 – Analisar o comportamento do diodo zener como regulador de tensão.

Material utilizado;

- Bastidor de Sistema de Treinamento em Eletrônica Analógica (DeLorenzo);- Módulo EA 05 – Diodos/Fonte DC;- Osciloscópio de duplo traço;- Fonte de tensão ajustável de 0 – 12VDC;- Multímetro;- Cabinhos de conexão.

Introdução teórica

Um circuito regulador de tensão com diodo zener se compõem de um resistor limitador

e um diodo zener.

O diodo é polarizado inversamente para atuar como regulador de tensão. A carga aser alimentada pelo circuito regulador é conectada em paralelo com o diodo zener.

Por meio da variação de corrente zener, as modificações na tensão de entrada sãoabsorvidas pelo resistor limitador e as variações da corrente de carga sãocompensadas pela modificação na corrente do diodo zener.

A tensão fornecida para a entrada do circuito regulador deve ser maior que a tensãoregulada necessária à saída.A regulação baseia-se na variação automática da corrente que circula no diodo zener.

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Parte experimental

1 – Conectar o bastidor eletrônico (DeLorenzo) na rede elétrica adequada.

2 – Pegar o módulo EA 05 – Diodos/Fonte DC e localizar os componentes do circuitoa seguir.

3 – Fazer as ligações do circuito regulador com auxílio de cabinhos de conexãoconforme o diagrama esquemático a seguir.

4 – Conectar o pólo positivo da fonte de tensão ajustável ao borne indicado por B21e o pólo negativo ao borne indicado por B19.

5 – Ajustar a tensão da fonte VCC para as tensões VZ indicadas na tabela.Conectar o miliamperímetro em série com o circuito entre os bornes B21 e ao

borne +15V da fonte DC, conforme a figura mostrada no item 3.

Medir a corrente IZ e registre-o na tabela.

Nota: A corrente IZ que circula no resistor limitador é a mesma, pelo fatode o diodo não estar conectado a uma carga.

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6 – Determinar os valores pedidos de acordo com as anotações feitas na tabela 1.

7 – Escrever o que vem a ser a chamada tensão de “joelho” de um regulador detensão zener.

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......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

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8 – Traçar o gráfico da curva característica do diodo zener com os dados anotadosna tabela 1.

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Regulador zener com carga

9 – Montar o circuito regulador com carga de a figura a seguir.

10 – Ajustar a tensão da fonte DC para +12V. Conecte o pólo positivo ao borneindicado por B21 e o pólo negativo ao borne indicado por B19.

11 – Conectar a carga de 470Ω (R5) ao circuito regulador conforme está mostradona figura.Conecte o miliamperímetro em série com o resistor R3 (220Ω) e medir acorrente IRX e anotar o valor da corrente no quadro a seguir.

12 – Medir a tensão sobre o diodo zener VZ e anote no quadro a seguir.

Corrente IRX (mA)Com a carga R5 desconectada ____________mA

Tensão Zener VZ (V)Com a carga R5 conectada ____________Volts

13 – Desconectar a carga R5 do circuito do circuito regulador zener.

14 – Medir a corrente IRX (R3) e a tensão VZ (5V1) e anote na tabela.

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Corrente IRX (mA)Sem a carga R5 ____________mA

Tensão Zener VZ (V)Sem a carga R5 ____________Volts

15 – Comparar os valores das correntes obtidas de IRX das tabelas 1 e 2 comcarga e sem a carga. O que se pode afirmar com estas medidas?

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......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

16 – Calcular a corrente na carga considerando a tensão VZ medida e anotada noquadro 1. Onde:

5RVZ

IRL =IRL = _____________mA

Os valores obtidos na corrente total IRX devem ser a mesma, tanto parao regulador com a carga ou sem a carga. Isto significa que, quando acorrente flui na carga, a corrente do diodo zener diminui e sem a carga acorrente IZ aumenta, mantendo a corrente IRX constante.

17 – Calcular teoricamente o valor das correntes do circuito com base no circuitooriginal mostrado no item 9 e complete o quadro a seguir.

18 – Comparar os valores das correntes medidos com a calculada e fazer aconclusão da validade de comprovação das características do diodo zenercomo regulador de tensão.

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......................................................................................................................................

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EA 05: Diodos/Fonte DCRetificador de meia onda

Objetivos;

1 – Reconhecer um retificador de meia onda.2 – Observar as formas de ondas de um retificador de meia onda.3 – Medir as tensões de valor médio de um retificador de meia onda.

Material utilizado;

- Bastidor de Sistema de Treinamento em Eletrônica Analógica (DeLorenzo);- Módulo EA 05 – Diodos/Fonte DC;- Osciloscópio de duplo traço;- Transformador de 12VCA 250mA;- Multímetro.

Introdução teórica

O circuito retificador mais simples é o de meia onda, que emprega apenas um diodosemicondutor.

A tensão presente na saída de um circuito retificador de meia onda é denominada deCC pulsante.Para calcular alguns parâmetros de uma retificação de meia onda temos a seguir asequações de corrente e tensão média na saída.

Tensão média de saída; π

−=

)VDEM(VCC

Corrente média de saída; RLVCC

ICC =

%100VCAVCC

entodimnRe =⋅=

Tensão máxima (tensão de pico) 2VCAEM ⋅=

VD = queda de tensão típica do diodo de silício = a 0,7V.RL = resistência da carga.

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Parte experimental

1 – Conectar o bastidor eletrônico (DeLorenzo) na rede elétrica adequada.

2 – Pegar o módulo EA 05 – Diodos/Fonte DC e localizar o circuito a seguir.

3 – Conectar o transformador de 12VCA na entrada do circuito retificador comauxílio de cabinhos de conexão e montar o circuito retificador de meia ondaconforme está mostrado na figura a seguir.

4 – Medir as tensões e corrente do circuito com auxílio de um multímetro,completando a tabela 1.

Confira cuidadosamente a escala e o modo DC e ou AC e as suas polaridadespara efetuar as medidas de corrente e tensão do circuito observe a figura aseguir.

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Análise de formas de ondas do circuito retificador de meia onda

5 – Conectar a ponta de prova do canal 1 do osciloscópio ao circuito, de forma aobservar a tensão entre o borne B2 (12VCA) e ao borne B3 (CT) da fonte VCA,conforme ilustra a figura a seguir. Ajustar o modo de entrada do canal 1 paraAC.

6 – Ajustar a base de tempo (Time/Div) para 5ms de forma a visualizaraproximadamente dois ciclos da onda CA completos na tela do osciloscópio.

Ajustar a entrada (Time/Div) na escala adequada a fim de observar o sinalcompleto na tela do osciloscópio.

Registrar a forma de onda observada no gráfico abaixo a seguir.

7 – Conectar a ponta de prova do canal 1 do osciloscópio à carga indicado peloborne B8 e o referencia de terra ao borne indicado por B3. Ajustar o modo deentrada do canal 1 do osciloscópio para DC. Reproduzir a forma de ondaretificada a seguir.

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8 – Quantos semiciclo “passam” para a carga a cada ciclo completo da correntealternada da entrada? Por quê?

......................................................................................................................................

............................................................................................................................................................................................................................................................................

......................................................................................................................................

9 – Visualizar o sinal da tensão sobre o diodo D1. Conectar a ponta de prova docanal 1 do osciloscópio ao borne indicado por B2 e o referencial de terra aoborne indicado por B8 e observe o sinal.

Ajustar a entrada (Time/Div) na escala adequada a fim de observar o sinalcompleto na tela do osciloscópio.

10 – Registrar a forma de onda no gráfico a seguir.

11 – Transportar para o gráfico a seguir as três formas de ondas obtidas nasmedidas nos itens, 6, 7 e 10

Desenhar os sinais mantendo o mesmo período de forma a observarsimultaneamente os tipos de formas de ondas encontradas nos diversospontos do circuito retificador.

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Eletrônica Analógica – Pratica

99

12 – Observar os gráficos dos sinais reproduzidos no item 13.

É possível afirmar que a tensão média sobre o diodo deve ter um valor

aproximadamente igual a tensão média sobre a carga? Justifique.........................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................

13 – Fazer a conclusão da experimentação descrevendo as características doretificador de meia onda

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

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Eletrônica Analógica – Prática

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Eletrônica Analógica – Pratica

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EA 05: Diodos/Fonte DCRetificador de Onda Completa

Objetivos;

1 – Determinar o rendimento de uma retificação de onda completa.2 – Observar as formas de onda no circuito retificador de onda completa.

Material utilizado;

- Bastidor de Sistema de Treinamento em Eletrônica Analógica (DeLorenzo);- Módulo EA 05 – Diodos/Fonte DC;- Osciloscópio de duplo traço;- Transformador de 12VCA 250mA;- Multímetro;- Cabinhos de conexão.

Introdução teórica

O retificador de onda completa faz um aproveitamento dos dois semiciclo da tensão deentrada.Este tipo de retificação pode ser obtido a partir de dois circuitos retificadores CA para

CC conforme está mostrado na figura a seguir.

Nas retificações de onda completa, a freqüência da CC pulsante de saída é o dobro dafreqüência VCA aplicada à entrada do circuito retificador. Equações para determinar atensão e corrente de saída das retificações;

π

−⋅=

VDEM2VCC

%100

VCAVCC

entodimnRe =⋅=

RLVCC

ICC =

Onde; VCC = tensão CC de saída.

EM = tensão de pico de entrada: EM = VCA. 2 VD = queda de tensão típica do diodo.

RL = resistência da carga.Parte experimental

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Eletrônica Analógica – Prática

102

1 – Conectar o bastidor eletrônico (DeLorenzo) na rede elétrica adequada.

2 – Pegar o módulo EA 5 – Diodos/Fonte DC; e localizar o circuito a seguir.

3 – Montar o circuito com auxílio de cabinhos de conexão conforme está mostradoa seguir.Conectar o transformador de 12VCA na entrada do circuito retificador.

O transformador se encontra no painel do bastidor.

4 – Medir a tensão CC de saída sobre a carga (R1) usando um multímetro.

VCC na carga R1 = 330Ω ..............................V

5 – Medir a tensão VCA entre o terminal central, CT, (transformador) a um dosextremos, 12VCA de entrada do retificador (entre os bornes B2 e B3).

Tensão VCA de entrada ..............................V

6 – Determinar o rendimento da retificação de onda completa com os valores dasmedidas obtidas nos itens 4 e 5.

Rendimento ..............................%

7 – Desconectar uma das fases do VCA, desativando o diodo D1 do retificador

conforme está mostrado na figura abaixo a seguir.

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Eletrônica Analógica – Pratica

103

O que acontece com o valor da tensão de saída, quando um dos diodos doretificador é desconectado?

...........................................................................................................................................

...........................................................................................................................................

............................................................................................................................

8 – Medir a tensão CC de saída sobre a carga (R1) ao borne indicado por B8 e B3com auxílio de um multímetro e registre em seguida.

VCC na carga R1 = 330Ω ..............................V

Conhecendo-se a tensão fornecida pelo transformador e a tensão de saída épossível determinar se uma fonte fornece onda completa ou meia onda?

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

9 – Comparar o valor da tensão VCC obtida na carga R1 (330Ω) no item 4 com aobtida no item 9. Descreva a ocorrência.

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

Análise de formas de ondas do circuito retificador de meia onda

10 – Conectar o terminal do transformador 12VCA ao borne B2 do circuitoretificador para que funcione como retificador de onda completa.

11 – Conectar a ponta de prova do canal 1 do osciloscópio entre o terminal central(CT) e um dos extremos 12VCA, conforme está mostrado na figura a seguir.

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Eletrônica Analógica – Prática

104

12 – Ajustar a base de tempo (Time/Div) para 5ms até visualizar aproximadamentedois ciclos completos na tela do osciloscópio.

13 – Reproduzir a seguir a figura projetada na tela do osciloscópio no gráfico abaixoa seguir.

14 – Mover a ponta de prova do canal 1 do osciloscópio para a carga (R1) indicadopelo borne B8 mantendo o terra da ponta de prova do osciloscópio ao borneB3. Reproduza a figura projetada na tela do osciloscópio no gráfico a seguir.

15 – Manter o ajuste a base de tempo (Time/Div) para 5ms até visualizaraproximadamente dois ciclos completos na tela do osciloscópio.

16 – Desconectar uma das fases de VCA do transformador desativando o diodo D1do retificador para que o circuito funcione como um retificador de meia onda.

17 – Conectar a ponta de prova do canal 1 do osciloscópio à carga R1, indicadopelo borne B8, mantendo o referencial de terra da ponta de prova doosciloscópio ao borne B3.

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Eletrônica Analógica – Pratica

105

18 – Reproduzir a forma de onda visualizada na tela do osciloscópio no gráficoa seguir.

19 – Comparar o gráfico das tensões obtidas na retificação de onda completa emeia onda.Fazer a conclusão da experimentação validando as características de umcircuito retificador de meia onda e onda completa.

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

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............................................................................................................................................................................................................................................................................

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106

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Eletrônica Analógica – Pratica

107

EA 05: Diodos/Fonte DCRetificador em ponte de diodos

Objetivos;

1 – Determinar o rendimento de uma retificação de onda completa.2 – Observar as formas de onda no circuito retificador de onda completa em ponte.

Material utilizado;

- Bastidor de Sistema de Treinamento em Eletrônica Analógica (DeLorenzo);- Módulo EA 05 – Diodos/Fonte DC;- Osciloscópio de duplo traço;- Transformador de 12VCA 250mA;- Multímetro;- Cabinhos de conexão.

Introdução teórica

O retificador de onda completa por meio de ponte de diodos se faz o aproveitamentodos dois semiciclo da tensão de entrada.Este tipo de retificação pode ser obtido a partir de dois circuitos conforme está

mostrado na figura abaixo a seguir.

Na retificação de onda completa, a freqüência da CC pulsante de saída é o dobro dafreqüência VCA aplicada à entrada do circuito retificador.Equações para determinar a tensão e corrente de saída das retificações;

π

−⋅=

VD2EM2VCC

%100

VCAVCC

entodimnRe =⋅=

RLVCC

ICC =

Onde; VCC = tensão CC de saída.

EM = tensão de pico de entrada: EM = VCA. 2 VD = queda de tensão típica do diodo.

RL = resistência da carga.Parte experimental

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Eletrônica Analógica – Prática

108

1 – Conectar o bastidor eletrônico (DeLorenzo) na rede elétrica adequada.

2 – Pegar o Módulo EA 05 – Diodos/Fonte DC e localizar o circuito a seguir.

3 – Montar o circuito a seguir conectando o transformador de 12VCA à entrada docircuito aos bornes indicados por B15 e B13 com auxílio de cabinhos deconexão conforme está mostrado o circuito a seguir.

4 – Conectar o borne B16 ao referencial de terra indicado pelo borne B3.Conectar a carga R2= 330Ω, borne B17 ao borne indicado por B14.

5 – Medir a tensão CC de saída sobre a carga R2 = 330Ω com auxílio de ummultímetro e registrar no quadro a seguir.

VCC na carga R2 = 330Ω ..............................V

6 – Medir a tensão VCA entre o terminal central, CT, (transformador) a um dosextremos, 12VCA de entrada do retificador (entre os bornes B15 e B13).

Tensão VCA de entrada ..............................V

7 – Determinar o rendimento da retificação de onda completa.

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Eletrônica Analógica – Pratica

109

%100VCAVCC

entodimnRe =⋅=

Rendimento ..............................%

O que acontece com a tensão de saída se um dos diodos retificador fordesativado? Justificar a resposta.

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

8 – Conectar a ponta de prova do canal 1 do osciloscópio entre o terminal central(CT) e um dos extremos da tensão 12VCA do transformador.

9 – Ajustar a base de tempo (Time/Div) para 5ms até visualizar aproximadamentedois ciclos completos na tela do osciloscópio.

10 – Reproduzir a figura projetada na tela do osciloscópio no gráfico a seguir.

11 – Mover a ponta de prova do canal 1 do osciloscópio à carga R2 = 330Ω.Reproduza a figura projetada na tela do osciloscópio no gráfico a seguir.

12 – A retificação em ponte tem aproximadamente o mesmo rendimento da

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Eletrônica Analógica – Prática

110

retificação com derivação central?............................................................................................................................................................................................................................................................................

......................................................................................................................................

13 – Fazer a sua conclusão justificando a vantagem e desvantagem em relaçãoa retificação de onda completa em ponte e derivação central.

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

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......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

............................................................................................................................................................................................................................................................................

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EA 05: Diodos/Fonte DCCapacitor de Filtro em retificador de meia onda

Objetivos;

1 – Observar as formas de ondas de ondulação (ripple) da tensão retificada comfiltro.

2 – Analisar os fatores que influenciam na tensão de ondulação de um filtro.

Material utilizado;

- Bastidor de Sistema de Treinamento em Eletrônica Analógica (DeLorenzo);- Módulo EA 5 – Diodos/Fonte DC;- Osciloscópio de duplo traço;- Multímetro;- Transformador de 12V 250mA;- Cabinhos de conexão.

Introdução teóricaDurante o período de condução do diodo, o capacitor armazena cargas elétricas.Quando o diodo entra em bloqueio, o capacitor fornece corrente à carga, mantendo atensão de saída praticamente constante.

Devido a descarga do capacitor surge uma ondulação (componente CA) na forma deonda de saída. Este ondulação é conhecida de “ripple”.

A ondulação de filtro depende:

• Corrente do filtro.• Capacitância do filtro.• Tipo de retificação, meia onda ou onda completa.

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Eletrônica Analógica – Prática

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A tensão de saída de um circuito retificador com filtro é dada pela equação;

2

VEMVCC ondpp

−=

VCC = Tensão CC de saídaEM = tensão de pico (Emáx) fornecida pela retificaçãoVond Vpp = tensão de pico a pico da ondulação (ripple).

A capacitância do capacitor de filtro pode ser determinada por meio da seguinteequação:

VondppáxIm

TC ⋅=

onde C = Farad. F1

T =(Retificador de meia onda, F = 60Hz)

I máx = corrente na carga (RL)

Esta equação provém de uma série de aproximações que introduzem erros, mas quepode ser considerado em função da grande tolerância de fabricação dos capacitoreseletrolíticos.

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Eletrônica Analógica – Pratica

113

Parte experimental

1 – Conectar o bastidor eletrônico (DeLorenzo) na rede elétrica adequada.

2 – Pegar o Modulo EA 05: Diodos/Fonte DC e localize os componentes docircuito a seguir.

3 – Conectar a tensão de 12VCA do transformador à entrada ao borne indicado porB2 e o CT do transformador ao borne indicado por B3.

4 – Conectar o transformador à rede elétrica adequada.

5 – Conectar o capacitor de filtro C1 de 100uF e a carga R5 (470Ω) ao circuitoconforme está mostrado na figura do item 3.

6 – Medir a tensão CC de saída sobre a carga ao borne indicado por B28(R5 = 470Ω) com auxílio de um Multímetro.

VCC na carga R5 = 470Ω ..............................V

7 – Conectar a ponta de prova do canal 1 do osciloscópio na carga R5 (470Ω).Ajuste a base de tempo (Time/Div) para 2ms. Selecionar a opção AC para medira ondulação. Selecionar a opção Volt/Div até que visualize a ondulação na telado osciloscópio.

8 – Desenhar a forma de onda observada na tela do osciloscópio a seguir.

Anote a escala vertical e base de tempo utilizado nesta medição.

Volt/Div = _____________ Time/Div = _______________

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Eletrônica Analógica – Prática

114

9 – Substituir o resistor R5 (B28) de carga de 470Ω por R6 (B29) de 100Ω.Meça a tensão CC de saída sobre a carga (R6) com auxílio de um multímetro.

VCC na cargaC = 100uf RL = 100Ω ..............................V

10 – Conectar a ponta de prova do canal 1 do osciloscópio na carga R6 (100Ω) aoborne indicado por B29. Mantenha a base de tempo (Time/Div) para 2ms.

11 – Desenhar a forma de onda (ripple) observada na tela do osciloscópio a seguir.

Anote a escala vertical e base de tempo utilizado nesta medição.

Volt/Div = _____________ Time/Div = _______________

A alteração do valor da resistência de carga significa variação de sua corrente.A tensão medida no item 6 pode ser considerada a mesma que a medida noitem 9?

......................................................................................................................................

Escrever a ocorrência.............................................................................................................................................................................................................................................................................

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Eletrônica Analógica – Pratica

115

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

O que se pode notar na amplitude da ondulação (ripple) com a variação dacorrente na carga?

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

12 – Substituir o capacitor C1 indicado pelo borne B7 pelo capacitor C2 de 1000uFindicado pelo borne B18 e B20.

13 – Medir a tensão VCC de saída sobre a carga de 100Ω (R6) com auxílio de ummultímetro.

VCC na cargaC = 1000uf RL = 100Ω ..............................V

14 – Comparar a tensão VCC medida no item 9 e item 15 empregando a mesma

carga, porem com o capacitor de filtro com capacidade diferente.

O que se observa nestas medidas. Explicar a ocorrência...............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................

15 – Conectar a ponta de prova do canal 1 do osciloscópio à carga R6 (100Ω).Manter a base de tempo (Time/Div) para 2ms.

Desenhar a forma de onda observada na tela.Anote a seguir a escala vertical e a base de Tempo utilizada nesta medição.

Volt/Div = _____________ Time/Div = _______________

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Eletrônica Analógica – Prática

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16 – Comparar o nível de ripple das medidas efetuada no item 11 utilizando umcapacitor de filtro de 100uF com um filtro utilizando um capacitor de filtro de1000uF efetuada no item 17.

Escrever a ocorrência.........................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................

17 – Fazer a conclusão da experimentação escrevendo os fatores que influenciamna tensão VCC de saída do retificador.

......................................................................................................................................

............................................................................................................................................................................................................................................................................

......................................................................................................................................

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Eletrônica Analógica – Pratica

117

EA 05: Diodos/Fonte DCCapacitor de filtro em retificador de onda completa

Objetivos;

1 – Observar as formas de ondas de ondulação (ripple) de tensão.2 – Analisar os fatores que influenciam na tensão de ondulação.3 – Comparar a ondulação em retificador de meia onda e onda completa.

Material utilizado;

- Bastidor de Sistema de Treinamento em Eletrônica Analógica (DeLorenzo);- Módulo EA 05 – Diodos/Fonte DC;- Osciloscópio de duplo traço;- Multímetro;- Transformador de 12VCA + 12VCA 250mA;- Cabinhos de conexão.

Introdução teórica

Durante o período de condução do diodo, o capacitor armazena cargas elétricas.Quando o diodo entra em bloqueio, o capacitor fornece corrente à carga, mantendo atensão de saída praticamente constante.

Devido a descarga do capacitor surge uma ondulação (componente CA) na forma deonda de saída. Este ondulação é conhecida de “ripple”.

A ondulação de filtro depende:

• Corrente do filtro.• Capacitância do filtro.• Tipo de retificação, meia onda ou onda completa.

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Eletrônica Analógica – Prática

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A tensão de saída de um circuito retificador com filtro é dada pela equação;

2

VEMVCC ondpp

−=

VCC = Tensão CC de saídaEM = tensão de pico (E máx) fornecida pela retificaçãoV ond Vpp = tensão de pico a pico da ondulação (ripple).

A capacitância do capacitor de filtro pode ser determinada por meio da seguinteequação:

VondppáxIm

TC ⋅=

onde C = Farad. F1

T =(Retificador de onda completa, F =

120Hz)

I máx = corrente na carga (RL)

Esta equação provém de uma série de aproximações que introduzem erros, mas quepode ser considerado em função da grande tolerância de fabricação dos capacitoreseletrolíticos.

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Parte experimental

1 – Conectar o bastidor eletrônico (DeLorenzo) na rede elétrica adequada.

2 – Pegar o Módulo EA 05 – Diodos/Fonte DC e localizar os componentes docircuito a seguir.

3 – Fazer as conexões do transformador ao circuito conectando o terminal 12VCAao borne indicado por B2 e o terminal CT ao borne indicado por B3 e o outroterminal 12VCA ao borne indicado por B4.

O transformador que fornece as tensões alternadas se encontra no bastidor eletrônico.

4 – Medir a tensão CC de saída sobre a carga R5 usando um multímetro.

VCC na carga R5 = 470Ω ................................... V

5 – Conectar o miliamperímetro entre os bornes indicados B20 e B28 respeitandoas polaridades. Medir a corrente na carga R5 e anote a seguir.

Corrente na cargaR5 = 470Ω ................................... mA

6 – Conectar a ponta de prova do canal 1 do osciloscópio na saída do retificador

indicado pelo borne B28.

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Eletrônica Analógica – Prática

120

7 – Mudar o modo de entrada vertical do osciloscópio para GND. Posicione a linhade varredura no centro da tela.

8 – Selecionar o modo de entrada do canal 1 do osciloscópio para AC. Ajustar aopção de escala (Volt/Div) de tal forma que o sinal ocupe pelo menos duasdivisões verticais na tela do osciloscópio.Ajustar a base de tempo (Time/Div) para 2ms.

9 – Medir a tensão de ondulação (ripple) e registre em seguida.

Tensão de ondulação(ripple) ................................... Vpp

10 – Alterar a carga do circuito retificador para 100Ω (R6) indicado pelo borne B29.

11 – Medir a tensão CC de saída sobre a carga (R6) usando um multímetro.

VCC na carga R6= 100Ω ................................... V

12 – Conectar o miliamperímetro entre os bornes indicados B20 e B29 respeitandoas polaridades. Medir a corrente de carga R6 = 100Ω.

Corrente na carga R6= 100Ω ................................... mA

13 – Medir a tensão de ondulação (ripple) com auxílio de um osciloscópio eregistre-o em seguida.

Tensão de ondulação

(ripple)

................................... Vpp

De acordo com as medidas efetuadas com a variação na carga, o que se podeafirmar quanto a tensão de saída e o ripple do retificador?

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

Comparação de um retificador de onda completa e meia onda

14 – Manter o mesmo circuito. Desconectar um dos diodos do circuito de tal formaque funcione como retificador de meia onda.

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Eletrônica Analógica – Pratica

121

15 – Medir a tensão CC de saída sobre a carga de 100 Ω (R6) usando ummultímetro.

VCC na carga R6 = 100Ω ................................... Vpp

16 – Comparar as tensões medidas no item 11 com a medida no item 16.Houve diferença no valor de tensão VCC medida? Escrever a ocorrência.

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

17 – Medir a tensão de ondulação (ripple) com auxílio de um osciloscópioe registre a tensão no quadro a seguir.

Tensão de ondulação(ripple) ................................... Vpp

18 – Comparar a amplitude da tensão de ondulação do retificador de ondacompleta e meia onda com a mesma carga.

Que característica se pode observar nesta comparação?......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

19 – Conectar a ponta de prova do osciloscópio na carga R6 (100Ω). Manter a basede tempo para 2ms de modo a observar a forma de onda na tela.

Desenhar a forma de onda e anote a tensão de pico a pico no gráfico a seguir.

Volt/Div = _____________ Time/Div = _______________

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Eletrônica Analógica – Prática

122

20 – Medir a freqüência da ondulação (ripple) com auxílio de um osciloscópio eanote a seguir.

Freqüência de ondulação,retificação de meia onda (ripple) ............................Hertz

21 – Conectar o diodo D1 do circuito para que funcione como retificador de ondacompleta.

22 – Manter a mesma base de tempo (Time/Div) do osciloscópio.Conectar a ponta de prova do osciloscópio na carga R6 (100Ω) e Desenhar aforma de onda e anotar a tensão de pico a pico no gráfico a seguir.

Volt/Div = _____________ Time/Div = _______________

23 – Medir a freqüência da ondulação (ripple) com auxílio de um osciloscópio eregistrar em seguida.

Freqüência de ondulação, retificaçãode onda completa (ripple) .........................Hertz

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Eletrônica Analógica – Pratica

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24 – Observar o sinal do “ripple” da tensão CC sobre a carga conectando e

desconectando um dos diodos do circuito retificador, ou seja, funcionandocomo retificador de onda completa e meia onda.

O que se pode afirmar em relação ao ripple numa retificação de onda completae meia onda?

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

25 – Concluir a experimentação descrevendo as características observadas noretificador de meia e onda completa.

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

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Eletrônica Analógica – Prática

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Eletrônica Analógica – Pratica

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EA 05: Diodos/Fonte DCRegulador Monolítico 7805

Objetivos;

1 – Conhecer o funcionamento de um regulador monolítico.2 – Observar a regeneração produzida num regulador monolítico.3 – Observar as características de regulação do regulador monolítico 7805.4 – Verificar o funcionamento de regulador com saída de tensão ajustável.

Material utilizado;

- Bastidor de Sistema de Treinamento em Eletrônica Analógica (DeLorenzo);- Módulo EA 5 – Diodos/Fonte DC;- Osciloscópio de duplo traço;- Fonte de tensão CC variável 0 - 12V;- Multímetro;- Potenciômetro linear de 1kΩ;- Cabinhos de conexão.

Introdução teórica

Reguladores de tensão de três terminaisO regulador de tensão fixa de saída é alimentado por uma tensão não regulada.Existem reguladores de tensão de saída positiva e negativa.Os circuitos integrados reguladores positivos são a série 7800 e a de saídas negativasa série 7900.Na figura a seguir temos a conexão de um regulador monolítico da serie 7800.

A tensão de saída típica do regulador possui limite de tensão mínima e tensãomáxima. Por exemplo, um regulador 7812 pode apresentar limite inferior de 11,5V elimite superior de 12,5V.A relação mínima de tensão de entrada e saída para manter a regulação é de 2 Volts.Se a tensão de entrada for menor que 2V a regulação não é mais mantida. Destaforma a tensão de entrada deve ser elevada para garantir a regulação.

Nota: O capacitor C1 e C2 servem para desacoplar ruídos da linha do VCC. Aausência desses capacitores pode gerar oscilações (regeneração) e interferir noscircuitos eletrônicos. Os reguladores monolíticos possuem no seu interior amplificadorlinear e as capacitâncias parasitas podem produzir realimentação positiva e gerar

oscilações na sua saída .

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Eletrônica Analógica – Prática

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Parte experimental

1 – Conectar o bastidor eletrônico (DeLorenzo) na rede elétrica adequada.

2 – Pegar o Módulo EA 05 – Diodos/Fonte DC e localizar os componentes docircuito abaixo a seguir.

3 – Conectar os cabinhos de conexão, conforme o esquema elétrico do reguladormonolítico a seguir.

4 – Conectar o pólo positivo da fonte de tensão DC ajustável ao borne indicado porB25 e o referencial de terra ao borne indicado por B19.

5 – Ajustar a tensão da fonte DC aos valores indicados na tabela 1 a seguir.Com auxílio de um multímetro, meça a tensão de saída sobre a carga(R5 = 470Ω) e anote-o na tabela a seguir.

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Eletrônica Analógica – Pratica

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6 – Observar os valores da tensão de saída do regulador 7805.Analisar as medidas das tensões obtidas na saída do regulador e a tensãoaplicada à sua entrada na tabela 1.

Qual o valor da tensão mínima de regulação deste regulador monolítico?Anote a seguir.

Tensão Mínima de regulação(7805) ..............................V

Verificação de oscilação (regeneração) do regulador.

Os reguladores de tensão monolíticos possuem amplificadores internos queproduzem regenerações e apresentam oscilações de alta freqüência na suasaída. A freqüência desse sinal pode chegar a algum Megahertz.

7 – Ajustar a base de tempo do osciloscópio para 0,2 µS/Div e a sensibilidade deentrada para 0,5V/Div. Posicionar o modo de entrada para AC.

8 – Conectar a ponta de prova do canal do osciloscópio na saída do circuitoindicado pelo borne B27 e observar o sinal de RF.

Quando a fonte é utilizada para alimentar um circuito que opera com sinais dealta freqüência, esta regeneração pode prejudicar o funcionamento.Para eliminar esta regeneração coloca-se um capacitor by-pass na saída.

9 – Selecionar o capacitor de 100nF localizado no painel do bastidor eletrônico econectar na saída do circuito por meio de cabinhos de conexão.

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Eletrônica Analógica – Prática

128

Pode se afirmar que o capacitor elimina a regeneração de radiofreqüência?......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

Regulador ajustável com limitação de tensão mínima.

10 – Montar o circuito da figura abaixo a seguir.

11 – Conectar o potenciômetro de 1kΩ localizado no painel do bastidor eletrônicoao circuito. Fazer a ligação do terminal GND (2), borne indicado por B26 aocursor do potenciômetro e o extremo inferior ao borne indicado por B1, B3,B19 (terra), conforme está mostrado no item 7.

12 – Ajustar a tensão da fonte para 12V e conectar o pólo positivo ao borneindicado por B25 e o pólo negativo ao borne indicado por B1, B3, B19 (terra).

13 – Posicionar o potenciômetro totalmente para a esquerda.Com auxílio de um multímetro, medir a tensão sobre de saída sobre a cargaR5 (470Ω) indicado no borne B28 e anote-o em seguida.

Tensão Mínima de regulação(7805) ..............................V

14 – Conectar um voltímetro na saída sobre a carga R5 indicada pelo borne B28.Variar o potenciômetro suavemente para a direita e observar a variação datensão de saída no display do voltímetro.

15 – Girar o eixo do potenciômetro totalmente para a direita, ou seja, para amáxima resistência.

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Eletrônica Analógica – Pratica

129

Medir a tensão de saída sobre a carga R5 (470Ω) e registrar no quadro aseguir.

Tensão Máxima de saídaregulada (7805) ..............................V

16 – Manter o voltímetro conectado na saída do circuito indicado pelo borne B28 eB1. Alterar o valor da resistência do potenciômetro para o mínimo e aumentegradativamente observando a tensão de saída sobre a carga R5.

É possível obter uma tensão regulada ajustável por meio de um reguladormonolítico de tensão fixa?

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

17 – Com base nas observações feitas nesta experiência, fazer a sua conclusãosobre as características do regulador monolítico 7805.

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

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......................................................................................................................................

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Eletrônica Analógica – Prática

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EA 07: Amplificador com AcoplamentoCapacitivo

Amplificador em emissor comum

Objetivos;

1 – Determinar, por processo prático, o ganho de um amplificador emissor comum;2 – Verificar a influência do resistor de emissor e desacoplamento sobre o ganho do

estágio;

Material utilizado;

- Bastidor de Sistema de Treinamento em Eletrônica Analógica (DeLorenzo);- Módulo EA 07: Amplificador com Acoplamento Capacitivo;- Fonte de tensão ajustável de 0 -15V;- Osciloscópio;- Gerador de funções;- Cabinhos de conexões.

Introdução teórica

As características importantes do estágio amplificador em emissor comum são:Ganho de corrente = alto (dezenas de vezes)Ganho de tensão = alto (dezenas de vezes)Impedância de entrada = média (centenas de ohms)Impedância de saída = alta (centenas e até milhares de ohms)

O circuito emissor comum tem a polarização de base por meio de um divisor de tensãoe um resistor de emissor.

A colocação do resistor de emissor (R4) melhora a estabilidade térmica do circuito,mas reduz sensivelmente o seu ganho.

Por esta razão o resistor de emissor é desacoplado por meio de um capacitor

(C3) que possibilita obter um estágio de alto ganho mais estável termicamente.

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Eletrônica Analógica – Prática

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Parte experimental

1 – Conectar o bastidor de treinamento eletrônico na rede elétrica apropriada.

2 – Colocar a placa EA 07: Amplificador com Acoplamento Capacitivo no bastidor.

A placa contém dois circuitos amplificadores EC semelhantes.

3 – Reconhecer o circuito amplificador do diagrama elétrico da placa a seguir.

4 – Ajustar a tensão da fonte de alimentação para +12V. Conectar o pólo positivoao borne indicado por +VCC (B4) e o pólo negativo ao borne B1 (GND).

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Eletrônica Analógica – Pratica

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5 - Manter o capacitor de emissor C5 (borne B9) desconectado.

Ajustar o potenciômetro P1 (ajuste de polarização de corrente de base) deforma a obter a tensão de aproximadamente 7 Volts entre o coletor e oreferencial de terra. Isto seria a tensão de VRE + VCE = 7V e VR3 = 5V

Este ajuste é a forma prática de definir o ponto quiescente de um amplificadorclasse A para pequenos sinais, VRC ± ½ de VCC, VCE ± 40% de VCC eVRE ± 10% de VCC.

6 – Medir a tensão de polarização DC do circuito e anotar na tabela 1.

Tabela 1

VR2 (VRB2) VR1(VRB1+VRPot) VR3 (VRC) VCE VR4 (VRE) VBE (VCE+VRE)

.............V ................V ............V ..........V .............V .............V .............V

7 – Observar os valores medidos.

Pode-se dizer que as medidas estão dentro do padrão de polarização dotransistor?

...........................................................................................................................................

...........................................................................................................................................

Que resultado teria se a tensão VRC for um valor menor que ½ de VCC?........................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................

8 – Conectar o capacitor de desacoplamento de emissor por meio de um cabinhode conexão curta ligando o borne B9 B10.

9 – Efetuar as medidas de tensões pedidas na tabela 1.Fazer uma comparação com as medidas já efetuadas no item 7.

Houve alteração nas medidas de tensão DC do circuito com o capacitor deemissor conectado ao referencial de terra do circuito?

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

Desconectar o capacitor C5 do circuito retirando a conexão entre os bornes B9 e B10.

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Eletrônica Analógica – Prática

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Amplificador com sinal AC (com realimentação negativa)

10 – Ajustar o gerador de funções para um sinal senoidal, 1KHz, 1Vpp.Conectar ao circuito conforme está mostrado no diagrama elétrico a seguir.

Utilizar o potenciômetro de 1K Ω ΩΩ Ω do bastidor para obter sinal de baixa amplitude a ser aplicado na entrada do amplificador entre os bornes B2 e B3.

11 – Conectar a ponta de prova do canal 1 do osciloscópio na saída do circuito aoborne indicado por B8. Conectar a ponta de prova do canal 2 do osciloscópiona entrada do circuito ao borne indicado por B2.

Ajustar os feixes e a base de tempo de forma a observar ambos sinais dequatro ou cinco ciclos do sinal na tela do osciloscópio.

12 – Ajustar o sinal de entrada senoidal entre os bornes B2 e B3 por meio dopotenciômetro Pot (1kΩ) de forma a obter um sinal senoidal na saída doamplificador sem deformação.

13 – Observar as formas de ondas e fases do sinal de entrada e saída.

Desenhar as formas de ondas de entrada e saída respeitando as respectivasfases.

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Eletrônica Analógica – Pratica

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14 – Registrar as tensões de entrada e saída a seguir.

Tabela 2

Tensão de entrada (Ve)(mVpp)

Tensão de saída (Vs)(Vpp)

........................mV ........................Vpp

15 – Calcular o fator de amplificação (sem o capacitor de emissor).

VeVs

AV =AV = __________ dB = ____________

Amplificador com sinal AC (com desacoplamento de emissor)

Conectar o capacitor de emissor C5 (capacitor de desacoplamento CA).Conectar um cabinho de ligação entre os bornes B9 e B10.

16 – Ajustar o sinal de entrada senoidal do gerador por meio do potenciômetro Pot

forma a obter um sinal senoidal sem deformação na saída do amplificador.

A conexão do capacitor de emissor reduz sensivelmente a realimentação negativa à entrada amplificadora. A amplificação do circuito se torna elevada.

17 – Ajustar a amplitude do sinal do gerador e o do sinal de entrada (pot) de formasimultânea até obter amplitude do sinal desejado sem deformação.Medir as tensões do sinal de entrada e saída com auxílio de osciloscópio eanotar na tabela 3.

Tabela 3Tensão de entrada (Ve)

(mVpp)Tensão de saída (Vs)

(Vpp)

........................mV ........................Vpp

18 – Calcular o fator de amplificação do circuito amplificador, com capacitor deemissor.

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VeVs

AV =AV = __________ dB = ___________

19 – Comparar os resultados da tabela 1 e tabela 2.

Explicar como se origina a realimentação negativa de emissor.........................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................

20 – Concluir a experimentação descrevendo as características do amplificador naconfiguração EC em relação a ganho e inversão de fase do sinal.....................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................

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Eletrônica Analógica – Pratica

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EA 07: Amplificador com AcoplamentoCapacitivo

Amplificador em base comum

Objetivos;

1 – Familiarizar com o circuito amplificador na configuração base comum;2 – Observar a forma de onda de um circuito amplificador na configuração base

comum.

Material utilizado;

- Bastidor de Sistema de Treinamento em Eletrônica Analógica (DeLorenzo);- Módulo EA 07: Amplificador com acoplamento capacitivo- Fonte de tensão ajustável de 0 -15V;- Osciloscópio;- Gerador de funções;- Cabinhos de conexões.

Introdução teórica

Amplificadores configuração base comum

A configuração base comum possui alguns valores típicos como resistência de entradabaixa da ordem de 50 ohms, resistência de saída superior a 1MΩ.O fator de amplificação de corrente é o alfa (αααα), ganho de corrente menor queunidade.

O transistor configurado em base comum, cada miliamper de corrente que se aplicaentre o emissor e a base, faz-se passar pelo coletor uma corrente de 1 x 0,97, ouseja, 0,97 miliamper.Considerar-se-á a resistência de entrada, entre o emissor e a base é da ordem de 50Ω

e no coletor a resistência é superior a 1M Ω.Na prática, pode-se considerar o valor do resistor de carga conectado no coletor dotransistor como valor total da impedância de saída.

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Eletrônica Analógica – Prática

138

O transistor amplifica tensão graças a diferença de resistências existentes entre aentrada e saída.

Calculando o ganho de tensão Av do circuito.

Tomando como exemplo uma corrente de 1mA aplicado na entrada e resistência típicade entrada de 50 Ω, a tensão de entrada será de:

Aplicar-se-á a lei de Ohms tem; Tensão de entrada (Ve)

V = R x I = Ve =

310150 −⋅⋅

= 0,05 Volts = 50 milivoltA tensão aplicada na entrada do circuito é de 50 milivolt.

Considera-se o fator de amplificação alfa (α) igual a 0,97, temos a corrente Ic igual a

97,0101 3 ⋅⋅ −

= 0,97 miliamper, ou seja, 970 µA.

Qual é a queda de tensão desenvolvida no resistor de carga Rc? O resistor conectadono coletor (Rc) é de 1kΩ.

Vs = Rc . Ic = 97.01097,0101Vs 33=⋅⋅⋅= −

Volts

A tensão de saída é de 0,97V, ou seja, 970 milivolt.

O ganho de tensão é a relação entre o sinal de saída e a entrada, ou seja;

GV = VeVs

= Gv =3

3

1050

10970−

= 19,4

O ganho de tensão é de 19,4 vezes

Conclui –se que, com apenas 50 milivolts na entrada e uma carga de 1k ohms nocoletores obtêm uma tensão de aproximadamente 1 Volt na saída.

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Eletrônica Analógica – Pratica

139

Parte experimental

1 – Conectar o bastidor de treinamento eletrônico na rede elétrica apropriada.

2 – Colocar o Módulo EA 07: Amplificador com acoplamento Capacitivo no bastidor.

3 – Reconhecer o circuito amplificador do diagrama elétrico da placa a seguir.

4 – Conectar o capacitor C1 ao referencial de terra de modo que o circuito funcionena configuração base comum. Fazer a conexão entre os bornes B2 e B3conforme está mostrado no diagrama esquemático.

Um amplificador na configuração base comum, a base é aterrada através do

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Eletrônica Analógica – Prática

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capacitor C1 (10uF) sendo que o sinal de entrada é aplicado no emissoratravés do capacitor C5 (100uF). O sinal de saída é retirado no coletor atravésdo capacitor C4 (100uF).

5 – Ajustar a tensão da fonte de alimentação para +12V. Conectar o pólo positivoao borne indicado por +VCC (B4) e o pólo negativo ao borne B1(GND).

Ajustar o potenciômetro P1 (ajuste de polarização de corrente de base) deforma a obter a tensão de aproximadamente 7 Volts entre o coletor e oreferencial de terra. Isto seria a tensão de VRE + VCE = 7V e VR3 = 5V

Este ajuste é a forma prática de definir o ponto quiescente de um amplificadorclasse A para pequenos sinais, VRC ± ½ de VCC, VCE ± 40% de VCC eVRE ± 10% de VCC.

Observar que a forma de polarização DC é semelhante para outrasConfigurações.

6 –Medir a tensão de polarização DC do circuito e anotar na tabela 1.

Tabela 1

VR2 (VRB2) VR1(VRB1+VRPot)

VR3 (VRC) VCE VR4 (VRE) VBE (VCE+VRE)

.............V ................V ............V ..........V .............V .............V .............V

7 – Observar os valores medidos.

Pode-se dizer que as medidas estão dentro dos parâmetros de polarização dotransistor?

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

Amplificador com sinal AC (com base acoplada)

8 – Ajustar o gerador de funções para um sinal senoidal, 1KHz, 1Vpp.Conectar ao circuito conforme está mostrado no diagrama elétrico a seguir.

Utilizar o potenciômetro de 1K Ω ΩΩ Ω do bastidor para obter sinal de baixa amplitude a ser aplicado na entrada do amplificador entre os

bornes B9 e B10 (emissor).

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Eletrônica Analógica – Pratica

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9 – Conectar a ponta de prova do canal 1 do osciloscópio na entrada do circuitoindicado pelo borne B9 e B10 (cursor do potenciômetro). Conecte a ponta deprova do canal 2 na saída indicada pelo borne B8 e ao referencial de terra.

Ajustar os feixes e a base de tempo de forma a observar ambos sinais dequatro a cinco ciclos de sinal na tela do osciloscópio.Colocar no modo do canal de a fim de observar os sinais de entrada e saídade forma simultânea.

10 – Ajustar o potenciômetro Pot (1k) até obter na saída do amplificador uma formade onda senoidal de amplitude máxima sem distorção. Desenhar os sinais deentrada e saída respeitando as fases.

11 – Medir as tensões Vpp dos sinais e anotar na tabela 2 a seguir.

Tabela 2Tensão de entrada (Ve)

(mVpp)Tensão de saída (Vs)

(Vpp)

........................mV ........................Vpp

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Eletrônica Analógica – Prática

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12 – Calcular o ganho de tensão do circuito amplificador utilizando a seguinteequação.

VeVsGV =GV = ______________ dB = ______________

Com base no gráfico de sinais de entrada e saída ilustradas no item 10, o quee pode dizer quanto as fases do sinal amplificado?

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

Desconectar o capacitor C1 da base do amplificador retirando a ligação entre

os bornes B2 e B3.

13 – Conectar a ponta de prova do canal 1 do osciloscópio na entrada do circuitoindicado pelo borne B14 e B5 (cursor do potenciômetro). Conecte a ponta deprova do canal 2 na saída indicada pelo borne B13.

14 – Ajustar o potenciômetro Pot (bastidor) do sinal de entrada de forma a obter omáximo de sinal na saída sem deformação.

15 – Medir as tensões Vpp dos sinais e anotar na tabela 3 a seguir.

Tabela 3Tensão de entrada (Ve)

(mVpp)Tensão de saída (Vs)

(Vpp)

........................mV ........................Vpp

16 – Calcular o ganho de tensão do circuito amplificador utilizando a seguinte

equação.

VeVs

GV =GV = ______________ dB = ______________

O que se pode afirmar quando o capacitor C2 é desconectado da base doamplificador?

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

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Eletrônica Analógica – Pratica

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17 – Concluir a experimentação descrevendo as características do amplificadorconfigurado em base comum.

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

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EA 07: Amplificador com AcoplamentoCapacitivo

Determinação de impedância de entrada e saída deum amplificador EC

Objetivos;

1 – Verificar a relação de fase entre os sinais;2 – Medir a impedância de entrada e saída pelo método prático por meio de

Potenciômetro.

Material utilizado;

- Bastidor de Sistema de Treinamento em Eletrônica Analógica (DeLorenzo);- Módulo EA 07: Amplificador com Acoplamento Capacitivo;- Fonte de tensão ajustável de 0 -15V;- Osciloscópio;- Gerador de funções;- Multímetro.

Introdução teórica

Na pratica, a impedância de entrada e saída de um amplificador transistorizado podeser medida por meio de um potenciômetro.

A Impedância de entrada de um amplificador emissor comum é média(centenas de ohms).

A Impedância de saída de um amplificador emissor comum depende do valor daresistência elétrica da carga do coletor, pode chegar a centenas e até milhares deohms.

É muito importante a determinação da impedância de entrada e saída de umamplificador, isto permite a obter um bom casamento de impedâncias emamplificadores de múltiplos estágios.

O acoplamento de estágios pode ser feitos por meio de transformadores, capacitores eresistores. A máxima transferência de potencia se obtém com o perfeito casamento deimpedâncias.

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146

Parte experimental

1 – Conectar o bastidor de Eletrônica Analógica a uma rede de tensão adequada.

2 – Colocar o Módulo EA 07: Amplificador com Acoplamento Capacitivo no bastidor.

3 – Reconhecer o circuito amplificador do diagrama elétrico da placa a seguir.Completar as ligações do circuito. Utilizar cabinhos de conexões curtas.

4 – Ajustar a tensão da fonte de alimentação para +12V. Conectar o pólo positivoao borne indicado por +VCC (B4) e o pólo negativo ao borne B1 (GND).

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Eletrônica Analógica – Pratica

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5 – Conectar o capacitor de emissor C5 ligando os bornes B9 e B10.

Ajustar o potenciômetro P1 (ajuste de polarização de corrente de base) deforma a obter a tensão de aproximadamente 7 Volts entre o coletor e oreferencial de terra. Isto seria a tensão de VRE + VCE = 7V e VR3 = 5V

Este ajuste é a forma prática de definir o ponto quiescente de um amplificadorclasse A para pequenos sinais, VRC ± ½ de VCC, VCE ± 40% de VCC eVRE ± 10% de VCC.

6 – Ajustar o gerador de funções para um sinal senoidal, 1KHz, 1Vpp.Conectar ao circuito conforme está mostrado no diagrama elétrico a seguir.

Utilizar o potenciômetro de 1K Ω ΩΩ Ω do bastidor para obter sinal de baixa

amplitude a ser aplicado na entrada do amplificador entre os bornes B9 e B10 (emissor).

7 – Conectar a ponta de prova do canal 1 do osciloscópio à saída do circuitoindicado pelo borne B8.

8 – Conectar a outra ponta de prova do canal 2 do osciloscópio à entrada docircuito indicado pelo borne B5 ou B3.

9 – Ajustar o potenciômetro Pot (bastidor) do sinal de entrada de forma a obter omáximo de sinal na saída sem deformação.

Desenhar as formas de ondas de entrada e saída respeitando as suas fases.

Determinação da Impedância de entrada

10 – Montar o circuito conforme o diagrama elétrico.

Utilizar o potenciômetro de 10K localizado no bastidor eletrônico para determinar a impedância de entrada do amplificador EC

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Eletrônica Analógica – Prática

148

11 – Ajustar o potenciômetro Pot (10K) para a mínima resistência. Ajustar a

amplitude do sinal do gerador de forma a obter o máximo de seu sinal semdistorção na saída do amplificador.

Em caso de ajuste da tensão na entrada for dificultada, utilizar opotenciômetro de 1K localizado do bastidor e conectar à saída do gerador a fimde obter um nível de sinal adequado para o amplificador.

12 – Medir a tensão pico a pico do sinal aplicado na entrada do amplificador aoponto indicado por A e indicado por VA com auxílio de osciloscópio.

VA = ____________Vpp

13 – Mover a ponta de prova do osciloscópio para o ponto B indicado por VB.Ajustar o potenciômetro de forma que o sinal presente no ponto B tenha ametade da amplitude do sinal medido no ponto A (VA).

VB = ____________Vpp

14 – Manter cuidadosamente o posicionamento do eixo do potenciômetro.Desconectar os fios de conexão do potenciômetro.Medir a resistência elétrica entre os bornes indicados por 2 e 3.

Resistência medida (Zi) =________________ Ω (com capacitor de emissor).

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Eletrônica Analógica – Pratica

149

A resistência elétrica medida do potenciômetro é a impedância de entrada doamplificador com o capacitor de emissor conectado.

O desacoplamento de CA de emissor altera sensivelmente na impedância deentrada do amplificador.

Para obter a melhor precisão nas medidas de impedâncias pelo método pratico, repetir as operações pelo menos duas vezes.

Impedância de entrada com o componente CA acoplado

15 – Desconectar o capacitor de emissor desligando a conexão dos bornes B9 eB10.

16 – Repetir as operações dos itens 13, 14, 15.

17 – Desconectar o capacitor retirando a conexão entre os bornes B8 e B9 e repitaa operação dos itens 12, 13, 14.

Resistência medida (Zi) =______________ Ω (sem o capacitor de emissor).

Determinação da Impedância de saída

18 – Montar o circuito conforme o diagrama esquemático da figura a seguir.

Utilizar os potenciômetros localizados no bastidor eletrônico para ajustar a amplitude do sinal de entrada e para determinar a impedância de saída do amplificador EC.

19 – Conectar um fio de ligação para simular a chave S1 da carga.

Manter a chave S1 aberta (sem carga).

20 – Conectar a ponta de prova do osciloscópio na saída do circuito ao borneindicado por B8.

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Eletrônica Analógica – Prática

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21 – Ajustar o nível do sinal de entrada por meio de Pot (1KΩ) de forma a obter omáximo de sinal de saída possível sem deformação.

22 – Medir a tensão de pico a pico do sinal de saída no borne indicado por B8 coma chave S1 aberta.

V saída = ____________Vpp

Manter a ponta de prova do osciloscópio na saída do circuito ao borne B8.

23 – Fechar a chave S1 conectando a carga (P2) à saída do amplificador.

24 – Manter o mesmo nível de sinal na entrada. Ajustar o potenciômetro Pot (10K)de carga de forma a obter a metade do valor da tensão medida no item 23(sem carga).

Abrir a chave S1 conectando a carga (P2) à saída do amplificador.

25 – Medir a resistência elétrica do potenciômetro Pot (10K) entre os bornes 2 e 3 .

O valor da resistência medida entre os pontos 2 e 3 é o valor da impedânciade saída do amplificador.

Resistência medida (Zout) =______________ Ω

Para obter a melhor precisão nas medidas de impedâncias por meio deste método, deveria repetir as operações pelo menos duas vezes.

Se a saída deste estágio amplificador tivesse que ser ligada à entrada de outrocircuito, qual deveria ser a impedância de entrada deste outro circuito paraobter a máxima transferência de potência?

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

26 – Descrever a validade da medição de impedâncias de entrada e saída realizadanesta experimentação.

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Eletrônica Analógica – Pratica

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EA 07: Amplificador com AcoplamentoCapacitivo

Amplificador em coletor comum

Objetivos;

1 – Analisar a característica do amplificador na configuração coletor comum.2 – Determinar a ganho de tensão.3 – Observar a inversão de fase do sinal.

Material utilizado;

- Bastidor de Sistema de Treinamento em Eletrônica Analógica (DeLorenzo);- Módulo EA 07: Amplificador com Acoplamento Capacitivo;- Fonte de tensão ajustável de 0 -15V;- Gerador de funções;- Osciloscópio de duplo traço;- Multímetro;- Cabinhos de conexões.

Introdução teórica

O amplificador possui o coletor conectado diretamente a alimentação e o sinalamplificado é o sinal segue pelo resistor de carga de emissor (seguidor de emissor).É empregado para casamento de alta para baixa impedância.

O circuito coletor comum possui ganho de tensão baixo e ganho de corrente elevada.Quando um sinal positivo é aplicado na base, a tensão que eleva na base faz comque o sinal na saída se eleve igualmente no mesmo valor.

Quando o semiciclo negativo é aplicado na base, ocorre o inverso, a tensão da basediminui e a tensão de saída também diminui. Desta forma pode-se afirmar que o sinalna saída não sofre a inversão de fase.

O amplificador seguidor de emissor é um amplificador de corrente e possui inúmerasaplicações.

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Eletrônica Analógica – Prática

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Podemos citar, por exemplo; fontes de tensões reguladas, casamento de impedânciaetc.Parte experimental

1 – Conectar o bastidor de Eletrônica Analógica à uma rede de tensão adequada.

2 – Colocar o Módulo EA 07: Amplificador com Acoplamento Capacitivo no bastidor.

3 – Reconhecer o circuito amplificador do diagrama elétrico da placa a seguir.

Conectar o capacitor C4 ao referencial terra ligando os bornes B8 e B10.Utilizar cabinhos curtos para a conexão.

Note-se que nesta configuração o coletor está aterrado via capacitor eletrolítico C4. O sinal de saída é retirado no emissor.O coletor comum também é conhecido por seguidor de emissor.

4 – Ajustar a tensão da fonte de alimentação para +12V. Conectar o pólo positivoao borne indicado por +VCC (B4) e o pólo negativo ao borne B1 (GND).

Ajustar o potenciômetro P1 (ajuste de polarização de corrente de base) deforma a obter a tensão de aproximadamente 7 Volts entre o coletor e o

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Eletrônica Analógica – Pratica

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referencial de terra. Isto seria a tensão de VRE + VCE = 7V e VR3 = 5V

Este ajuste é a forma prática de definir o ponto quiescente de um amplificadorclasse A para pequenos sinais, VRC ± ½ de VCC, VCE ± 40% de VCC eVRE ± 10% de VCC.

5 – Medir a tensão de polarização DC do circuito e anotar na tabela 1.

Tabela 1

VR2 (VRB2) VR1(VRB1+VRPot)

VR3 (VRC) VCE VR4 (VRE) VBE (VCE+VRE)

.............V ................V ............V ..........V .............V .............V .............V

6 – Observar os valores medidos.

Pode-se dizer que as medidas estão dentro das características de polarizaçãodo transistor?

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

Amplificador com sinal AC

7 – Ajustar o gerador de funções para um sinal senoidal, 1KHz, 4Vpp.Conectar ao circuito conforme está mostrado no diagrama elétrico a seguir.

Utilizar o potenciômetro de 1K Ω ΩΩ Ω do bastidor para obter sinal de baixa amplitude a ser aplicado na entrada do amplificador entre os bornes B2 e B3.

8 – Conectar a ponta de prova do canal 1 do osciloscópio na saída do circuito aoborne indicado por B9 (Saída no emissor).Conectar a ponta de prova do canal 2 do osciloscópio na entrada do circuito aoborne indicado por B2.

Ajustar os feixes e a base de tempo de forma a observar ambos sinais de

quatro a cinco ciclos do sinal na tela do osciloscópio.

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Eletrônica Analógica – Prática

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9 – Ajustar o sinal de entrada senoidal por meio do potenciômetro Pot (1k) de formaa obter o máximo de seu sinal senoidal sem deformação na saída doamplificador.

10 – Observar as formas de ondas e fases do sinal de entrada e saída.Desenhar as formas de ondas de entrada e saída respeitando as respectivasfases.

11 – Registrar as tensões de entrada e saída a seguir.

Tabela 2Tensão de entrada (Ve)

(mVpp)Tensão de saída (Vs)

(Vpp)

........................ Vpp ........................Vpp

12 – Calcular o fator de amplificação.

VeVs

AV =AV = __________ dB = ____________

13 – Concluir a experimentação descrevendo as características do amplificador emrelação a fase do sinal de entrada e saída e o ganho de tensão.

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......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

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Eletrônica Analógica – Pratica

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EA 07: Amplificador com AcoplamentoCapacitivo

Amplificador em cascata com acoplamentocapacitivo

Objetivos;

1 – Verificar a influencia da tensão DC de acoplamento entre os estágiosamplificadores.

2 – Ajustar a impedância de saída à entrada do estágio seguinte.

3 – Determinar experimentalmente o ganho total dos amplificadores.

Material utilizado;

- Bastidor de Sistema de Treinamento em Eletrônica Analógica (DeLorenzo);- Módulo EA 07; Amplificador com acoplamento Capacitivo;- Fonte de tensão ajustável de 0 -15V;- Gerador de funções;- Osciloscópio;- Multímetro;

- Cabinhos de conexão.

Introdução teórica

A ligação de amplificadores cascata consiste na aplicação do sinal de saída de umestágio à entrada do seguinte, e assim sucessivamente.

A ligação em cascata permite que se obtenha um ganho total igual a produto dosganhos individuais de cada estágio:Acoplamento entre estágios consiste no elo de ligação entre um estágio e o outro.As características fundamentais do acoplamento são;Bloquear a passagem de níveis CC de polarização de um estagio para oseguinte.Permitir a passagem dos sinais CA amplificados de um estágio para o outro.Para se obter a máxima transferência de potência de um estágio para outro énecessário um casamento de impedâncias perfeito.A situação ideal, de casamento de impedâncias perfeito, raramente pode ser obtida

na pratica, procurando sempre obter a melhor aproximação possível.

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Eletrônica Analógica – Prática

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Parte experimental

1 – Conectar o bastidor eletrônico na rede de tensão apropriada.

2 – Colocar o Módulo EA 07: Amplificador com acoplamento Capacitivo no bastidor.

Ajuste de polarização do primeiro circuito amplificador

3 – Ajustar a fonte de tensão DC para +12V. Conectar o pólo positivo da fonte aoborne indicado por +VCC (B4) e o pólo negativo da fonte ao borne indicado porGND (B1).

Ajustar o potenciômetro P1 (ajuste de polarização de corrente de base) de

forma a obter a tensão de aproximadamente 7 Volts entre o coletor e oreferencial de terra. Isto seria a tensão de VRE + VCE = 7V e VR3 = 5V

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Eletrônica Analógica – Pratica

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Este ajuste é a forma prática de definir o ponto quiescente de um amplificadorclasse A para pequenos sinais, VRC ± ½ de VCC, VCE ± 40% de VCC eVRE ± 10% de VCC.

Ajuste de polarização do segundo circuito amplificador

Para ajustar a polarização do segundo circuito, fazer o mesmo ajuste feito noprimeiro circuito amplificador ajustando o potenciômetro P2(ajuste de polarização de corrente de base) de forma a obter a tensão deaproximadamente 7 Volts entre o coletor e o referencial de terra. Isto seria atensão de VRE + VCE = 7V e VR3 = 5V

4 – Medir as tensões de polarização DC do circuito 1 (Q1) e circuito (Q2) e anotar

na tabela 1 em seguida.

Tabela 1 Circuito amplificador 1 (transistor Q1)

VR2 (VRB2) VR1(VRB1+VRPot)

VR3 (VRC) VCE VR4 (VRE) VBE (VCE+VRE)

.............V ................V ............V ..........V .............V .............V .............VCircuito amplificador 2 (transistor Q2)

VR2 (VRB2) VR1

(VRB1+VRPot)

VR3 (VRC) VCE VR4 (VRE) VBE (VCE+VRE)

.............V ................V ............V ..........V .............V .............V .............V

Amplificador 1 como amplificador CA

5 - Ajustar o gerador de funções para onda senoidal, freqüência de 1KHz e 0,5Vpp

Utilizar o potenciômetro de 1K Ω ΩΩ Ω do bastidor para obter sinal de baixa amplitude a ser aplicado na entrada do amplificador entre os

bornes B2 e B3.

6 – Conectar o gerador de funções e o potenciômetro conforme o esquemático aseguir. Utilizar cabinhos curtos para a conexão.

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Eletrônica Analógica – Prática

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7 – Conectar o capacitor de emissor C5 (capacitor de desacoplamento CA) aoemissor do transistor Q1 entre os bornes B9 e B10, conforme está mostrado na

figura.

8 – Conectar o canal 1 do osciloscópio na saída do primeiro estágio amplificadorao borne indicado por B8.

9 – Ajustar o potenciômetro Pot (bastidor) do sinal de entrada de forma a obter omáximo de sinal na saída sem deformação.

10 – Conectar a ponta de prova do canal 2 do osciloscópio na entrada

do amplificador no ponto indicado por B2. Registrar a tensão do sinal deentrada e saída do primeiro amplificador.

Ve = __________mVpp Vs =____________Vpp

11 – Calcular o ganho de tensão do primeiro estágio amplificador (Q1) AV e dB.

Ganho AV ⇒ VeVs

AV = Ganho em dB ⇒VeVs

log20

AV =____________ dB =_____________

Acoplamento dos amplificadores em cascata

12 – Conectar o capacitor de emissor C4 e C7 ligando os bornes B8 e B11.

13 – Conectar o capacitor “by-pass” C11 ao referencial de terra ligando os borneB16 ao borne B17.

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Eletrônica Analógica – Pratica

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14 – Ajustar a amplitude do sinal de entrada por intermédio do potenciômetro Pot(1k) do bastidor e amplitude do sinal do gerador de forma a obter um sinalsenoidal sem deformação na saída.

Em virtude do amplificador do segundo estágio com o capacitor de desacoplamento AC, o amplificador se torna muito sensível.O sinal aplicado na entrada será muito pequeno da ordem de 5 a 10mV.

15 – Conectar a ponta de prova do canal 2 do osciloscópio na entrada doamplificador no ponto indicado por B2.

Medir a tensão do sinal de entrada (borne B2) e saída do segundo estágioamplificador ao borne B15 e anotar em seguida.

(Q2) e registre-o.

Ve = __________mVpp Vs =____________Vpp

16 – Calcular o ganho de tensão total do estágio amplificador AV e dB.

Ganho AV ⇒ VeVs

AV = Ganho em dB ⇒VeVs

loh20

AV =____________ dB =_____________

17 – Comparar os resultados do fator de amplificação do estágio amplificador 1 e oganho global (amplificador 1 + amplificador 2). Fazer um comentário.

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18 – Concluir a experimentação descrevendo as características de umamplificador em cascata com acoplamento de estágios com capacitor.

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EA 07: Amplificador com AcoplamentoCapacitivo

Resposta de freqüência em amplificador emissorcomum

Objetivos;

1 – Observar a resposta de freqüência de um amplificador montado na configuraçãoemissor comum.

2 – Traçar a curva característica de resposta de freqüência de um amplificador.

Material utilizado;

- Bastidor de Sistema de Treinamento em Eletrônica Analógica (DeLorenzo);- Módulo EA 07: Amplificador com Acoplamento Capacitivo;- Osciloscópio de duplo traço;- Fonte de tensão ajustável de 0 -15V;- Gerador de funções;- Cabinhos de conexão.

Introdução teórica

Um amplificador de deve possuir a característica de reproduzir fielmente os sinaisdentro da margem dessas freqüências.A capacidade de reprodução de um amplificador de uma determinada faixa defreqüência do sinal denomina resposta de freqüência.Um amplificador de áudio de alta fidelidade deve proporcionar o nível da tensão desaída constante em toda a gama de freqüências de áudio em relação a tensão do sinalde entrada.

A resposta de freqüência de um amplificador pode ser determinada utilizando umgerador de funções e um osciloscópio para medir e observar o nível dos sinais deentrada e saída.Para determinar o ganho de amplificação numa freqüência determinada são aplicar naentrada uma tensão conhecida numa determinada freqüência e registrar a tensão desaída.

É muito importante manter a tensão do sinal de entrada constante. Geralmente osgeradores de sinais de baixa qualidade não apresentam a amplitude do sinal de saídaconstante em toda a gama de freqüências e sendo necessário fazer um ajuste préviopara cada freqüência registrada.

A resposta de freqüência de um amplificador é representada em um gráfico de ganhode tensão em função da freqüência do sinal.

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Eletrônica Analógica – Prática

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Parte experimental

1 – Conectar o bastidor de treinamento eletrônico na rede elétrica apropriada.

2 – Colocar o Modulo 07: Amplificador com Acoplamento Capacitivo no bastidor.

3 – Reconhecer o circuito amplificador do diagrama elétrico da placa a seguir.

4 – Ajustar a tensão da fonte de alimentação para +12V. Conectar o pólo positivoao borne indicado por +VCC (B4) e o pólo negativo ao borne B1 (GND).

5 – Manter o capacitor de emissor C5 desconectado.

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Eletrônica Analógica – Pratica

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Ajustar o potenciômetro P1 (ajuste de polarização de corrente de base) deforma a obter a tensão de aproximadamente 7 Volts entre o coletor e oreferencial de terra. Isto seria a tensão de VRE + VCE = 7V e VR3 = 5V

Este ajuste é a forma prática de definir o ponto quiescente de um amplificadorclasse A para pequenos sinais, VRC ± ½ de VCC, VCE ± 40% de VCC eVRE ± 10% de VCC.

Utilizar o potenciômetro de 1K Ω ΩΩ Ω do bastidor para obter sinal de baixa amplitude a ser aplicado na entrada do amplificador entre os bornes B2 e B3.

6 – Conectar a ponta de prova do canal 1 do osciloscópio na saída ao borneindicado por B8. Conectar a ponta de prova do canal 2 na entrada ao borneindicado por B2 e o referencial de terra ao borne B3 (GND).

7 – Ajustar o potenciômetro Pot (1K) de forma a obter um sinal de amplitudeaproximadamente de 2Vpp na saída sem deformação. Medir a amplitude dosinal de entrada.

V entrada =___________mVpp V saída 2Vpp

8 – Ao alterar a freqüência do gerador, mantenha o nível de tensão de entradaconstante para todos os valores de freqüências pedidas na tabela.

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Eletrônica Analógica – Prática

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9 – Com os dados obtidos da tabela 1.

Traçar a curva característica de resposta de freqüência do amplificador

emissor comum sem o capacitor de desacoplamento.

10 – Anotar a freqüência de corte no gráfico onde ocorre a queda do sinal de 3db

(70,7% da tensão de entrada).

Resposta de freqüência com o capacitor de emissor conectado

11 – Conectar o capacitor de emissor C5 ligando os bornes B9 e B10.

12 – Reajustar a amplitude do sinal de entrada de forma a obter 2Vpp e 1kHz na

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Eletrônica Analógica – Pratica

165

saída sem deformação.

V entrada =_________mV V saída 2Vpp (sem o capacitor de emissor)

13 – Cuidar para que o nível do sinal do gerador aplicado na entrada sejaconstante.

14 – Alterar as freqüências do sinal do gerador conforme pedidos na tabela 2 eanotar tensão de saída.

Ao alterar a freqüência do gerador, manter o nível de tensão de entradaconstante para todos os valores de freqüências pedidas na tabela.

15 – Com os dados obtidos da tabela 1. Traçar a curva característica de respostade freqüência do amplificador emissor comum com emissor acoplado(realimentação negativa).

16 – Anotar a freqüência de corte no gráfico onde ocorre a queda do sinal de 3db(70,7% da tensão de entrada).

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Eletrônica Analógica – Prática

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A realimentação negativa de emissor afeta na resposta de freqüência doamplificador?

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......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

17 – Comparar os resultados da curva característica do amplificador como ocapacitor de emissor e sem o capacitor, ou seja, emissor desacoplado ouacoplado.

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EA 08: Amplificador Classe A, B e ABAmplificador em emissor comum Classe A (sinal)

Objetivos;

1 – Observar o ponto de trabalho de um amplificador classe A;2 – Verificar a corrente de repouso de um amplificador classe A.

Material utilizado;

- Bastidor de Sistema de Treinamento em Eletrônica Analógica (DeLorenzo);- Módulo EA 08: Amplificador Classe A, B e AB;- Fonte de tensão ajustável de 0 -15V;- Osciloscópio;- Gerador de funções;- Cabinhos de conexões.

Introdução teóricaAmplificadores classe A

Como citado acima, os amplificadores classe A terão o ponto quiescente localizadopróximo ao centro da reta de carga.

Esse fato possibilita, aos amplificadores desse tipo, operarem com os dois semiciclosdo sinal de entrada, fazendo a excursão máxima do ponto quiescente, como na figuraabaixo.

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Eletrônica Analógica – Prática

168

Parte experimental

1 – Conectar o bastidor eletrônico (DeLorenzo) na rede de tensão elétrica adequada.

2 – Colocar a placa EA 08: Amplificador Classe A, B, e AB no bastidor.

3 – Localizar o circuito amplificador configuração par complementar na placaconforme está mostrado no diagrama esquemático a seguir.

4 – Conectar a fonte de alimentação de +12 Volts ao circuito. Pólo positivo no borne

indicado B4 e pólo negativo no borne indicado B1.

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Eletrônica Analógica – Pratica

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5 – Conectar o capacitor de emissor C5 ligando os bornes B9 e B10.

Ajustar o potenciômetro P1 (ajuste de polarização de corrente de base) deforma a obter a tensão de aproximadamente 7 Volts entre o coletor e oreferencial de terra. Isto seria a tensão de VRE + VCE = 7V e VR3 = 5V

Este ajuste é a forma prática de definir o ponto quiescente de um amplificadorClasse A para pequenos sinais, VRC ± ½ de VCC, VCE ± 40% de VCC eVRE ± 10% de VCC.

6 – Medir a tensão de polarização DC do circuito e anotar na tabela 1.

Tabela 1

VR2(VRB2) VR1(VRB1+VRPot) VR3(VRC) VCE VR4(VRE) VBE (VCE+VRE)

.............V ................V ............V ..........V .............V .............V .............V

Pode-se dizer que as medidas estão dentro do padrão de polarização dotransistor para funcionar em classe A com relação aos valores medidas dastensões do circuito?

...........................................................................................................................................

...........................................................................................................................................

Amplificador de sinal AC (tensão) em classe A

7 – Ajustar o gerador de funções para um sinal senoidal, 1KHz, 1Vpp.Conectar ao circuito conforme está mostrado no diagrama elétrico a seguir.

Utilizar o potenciômetro de 1KΩ do bastidor para obter sinal de baixaamplitude a ser aplicado na entrada do amplificador entre os bornes B2 e B3.

8 – Conectar a ponta de prova do canal 1 do osciloscópio na saída do circuito ao

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Eletrônica Analógica – Prática

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borne indicado por B8. Conectar a ponta de prova do canal 2 do osciloscópiona entrada do circuito ao borne indicado por B2.

Ajustar os feixes e a base de tempo de forma a observar ambos sinais dequatro ou cinco ciclos do sinal na tela do osciloscópio.

9 – Ajustar o sinal de entrada senoidal entre os bornes B2 e B3 por meio doPotenciômetro Pot (1kΩ) de forma a obter um sinal senoidal na saída doAmplificador sem deformação.

10 – Reproduzir as formas de ondas de entrada e saída no gráfico de tela em seguida.

Observando os sinais de entrada e saída, pode se dizer que o amplificador possuia configuração classe A?

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...........................................................................................................................................

O que caracteriza um amplificador de sinal em classe A?...........................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................

11 – Concluir a experimentação descrevendo as características de um amplificadorclasse A.

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EA 08: Amplificador Classe A, B e ABAmplificador em classe B e AB (push–pull)

Objetivos;

1 – Familiarizar com amplificador push-pull com par complementar NPN e PNP.2 – Observar a característica de impedância de saída do amplificador coletor

comum.

Material utilizado;

- Bastidor de Sistema de Treinamento em Eletrônica Analógica (DeLorenzo);- Módulo EA 08: Amplificador Classe A, B, e AB;- Osciloscópio de duplo traço;- Gerador de funções;- Fonte de tensão ajustável de 0 – 15V;- Cabinhos de conexão.

Introdução teórica

Amplificadores classe B

Nesse tipo de amplificador, o ponto quiescente está localizado no corte, ou seja,VBEQ = 0V.Esse fato faz com que as montagens classe B tenham algumas peculiaridades.A primeira peculiaridade é que são necessários dois transistores operando em contra-fase, ou seja, cada um opera em um dos semiciclos de sinal de entrada.O segundo ponto peculiar é o de que a forma de onda de saída apresenta umapequena distorção nos pontos próximos à passagem por zero do sinal. Essa distorçãoé causada pela não linearidade da curva de entrada (Vbe x ib) dos transistores. Essadistorção é conhecida como distorção de cruzamento (crossover).

O terceiro fato peculiar da classe B é o de que não há consumo de potência da fontequando o sinal de entrada é nulo.

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Eletrônica Analógica – Prática

172

Esse consumo de corrente, que é muito grande nos amplificadores classe A, édenominado corrente de repouso.O fato de haver uma corrente de repouso implica em um consumo de energia da fonte,

mesmo que o amplificador não esteja atuando.Outro ponto importante é o de que o rendimento dos amplificadores classe B é maiorque a classe A, exatamente por causa da ausência de uma corrente de repouso.

O rendimento pode ser definido através da relação entre potência entregue à carga e aabsorvida da fonte.

Fórmula; 100PFPL

⋅=η

Onde:PL = Potência RMS entregue à carga.PF = Potência Média drenada da fonte.

Amplificadores classe AB

Nos amplificadores classe B há o inconveniente do crossover (deformação detransição).

Para resolver esse problema, basta que os transistores sejam polarizados um poucoacima do corte.

O amplificador Classe AB deve possuir uma pequena corrente de repouso da ordem

de 10 a 20mA. Quando o sinal na base de V4 e V5 recebe um sinal de entrada menorque 0,7 Vpp, o circuito comporta-se como amplificador de classe A.Quando o sinal de entrada for de valor superior a 0,7Vpp o amplificador comporta-secomo amplificador de Classe B.A configuração do amplificador é coletor comum ou seguidor de emissor. O ganho detensão deste tipo de amplificador é menor que unidade. O ganho de corrente éelevada, portanto produz ganho de potência. O amplificador apresenta impedância deentrada média e uma impedância de saída bastante baixa.

O amplificador de potência de áudio push-pull classe AB constituído de doistransistores em par complementar NPN e PNP. Basicamente o circuito é conectado naconfiguração coletor comum, ou seguidor de emissor. Esta configuração permite obter

impedância de saída bastante baixa e uma elevada corrente sobre a carga RL.

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Parte experimental

1 – Conectar o bastidor eletrônico (DeLorenzo) na rede de tensão elétrica adequada.

2 – Colocar a placa EA 08: Amplificador Classe A, B, e AB no bastidor.

3 – Localizar o circuito amplificador configuração par complementar na placa

conforme está mostrado no diagrama esquemático a seguir.

4 – Conectar a fonte de alimentação de +12 Volts ao circuito. Pólo positivo no borneindicado B4 e pólo negativo no borne indicado B1.

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Amplificador classe B (par complementar PNP e NPN)

5 – Conectar um miliamperímetro entre os bornes B15 e B16. Pólo positivo aoborne indicado por B15 (A) e o pólo negativo ao borne indicado por B16 (B).

6 – Ajustar a corrente de coletor por meio do potenciômetro P2 de forma a obter auma corrente nula (0A) circulante pelo circuito.

Esta medida pode ser efetuada ligando um cabinho de conexão entre os bornes B12 e B13. Utilizar cabinho de conexão curta.

Retirar o miliamperímetro do circuito. Conectar um fio de conexão entre osbornes B14 (A) e B15 (B) de forma a conectar a alimentação do circuitoamplificador.

7 – Medir as tensões do circuito.

Tabela 1

VCC VBE (Q2) VBE (Q3) VCE (Q2) VCE (Q3)

.............V ................V ............V .............V .............V

O amplificador com transistor em par complementar PNP e NPN, a tensãoVCE deverá ser aproximadamente a metade do valor da tensão de VCC.

8 – Conectar a ponta de prova do canal 1 do osciloscópio na saída do circuito aoborne indicado por B18, carga de 270Ω.

9 – Ajustar o gerador de funções para uma onda senoidal, 1kHz.

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Ajustar a amplitude do sinal para 2Vpp e aplicar na entrada do amplificador.

Notar a forma de onda na saída do amplificador.O efeito de cruzamento dos sinais pode ser visto o cruzamento de linhas do semiciclo (cross-over).

10 – Desenhar a forma de onda, com efeito, de cruzamento de linhas (cross-over)

Amplificador classe AB (par complementar PNP e NPN)

11 – Manter o circuito nas mesmas condições. Retirar o, “curto”, o cabinho de

conexão entre os bornes B12 e B13, caso tenha feito esta opção de correntenula nos transistores.

Desconectar o gerador de funções da entrada do amplificador.

12 – Conectar um miliamperímetro entre os bornes B14 e B15.

13 – Ajustar o potenciômetro P2 vagarosamente até obter uma corrente deaproximadamente de 10mA , com o gerador de sinais desconectado da entradado amplificador.

Com a corrente de repouso, o efeito de cruzamento deverá desaparecer.A presença da corrente de repouso nos transistores, o amplificador passa afuncionar com classe AB. Classe A para sinais inferiores a 0,7V e classe Bpara sinais superiores a 0,7V.

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14 – Conectar o gerador de funções na entrada.

Pode-se manter o miliamperímetro conectado aos bornes B14 e B15 de forma

a observar o consumo do amplificador de potencia.

15 – Ajustar a amplitude do sinal do gerador de forma a obter o máximo deamplitude do sinal na saída do amplificador sem distorção.

16 – Medir a tensão de entrada e saída.

Lembrar-se que o amplificador de potencia é do tipo coletor comum.O ganho de tensão é baixo, porem o ganho de corrente é elevada.

Para obter sensibilidade na tensão de entrada, será necessária acrescentarum amplificador de tensão Classe A localizado na placa.

Opcional

17 – Ajustar a polarização do circuito amplificador de tensão e conectar aoamplificador de potencia.

18 – Conectar um alto-falante na saída de potencia do amplificador ao borne B18 eB19.

19 – Concluir a experimentação descrevendo as características do amplificadorclasse B e AB.....................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................

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EA 09: Características do BJT – JFET –MOSFET

Curva característica de BJT

Objetivos;

1 – Traçar a curva característica do transistor bipolar.2 – Traçar a reta de carga de um circuito.3 – Traçar a curva característica de potência do transistor

Material utilizado;

- Bastidor de Sistema de Treinamento em Eletrônica Analógica (DeLorenzo);- Módulo EA 09: Características do BJT – JFET - MOSFET- Multímetro digital;- Fonte de Alimentação DC 0 – 12V- Cabinhos de conexão.

Introdução teórica

Um transistor pode ser ligado em três configurações distintas: emissor comum, basecomum e coletor comum.Para expressar o comportamento do transistor nas diversas configurações utilizam-securvas características.

As curvas características permitem definir o ponto de trabalho de um transistor.A configuração mais usada é a de emissor comum, desta forma a curva geralmentefornecida pelos fabricantes é a característica de saída em emissor comum.

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Parte experimental

1 – Conectar o bastidor eletrônico (DeLorenzo) na rede elétrica de tensão adequada.

2 – Colocar o Módulo EA 09: Características do BJT – JFET - MOSFET

3 – Localizar os componentes com valores adequados e montar o circuito da figuraa seguir.

O Circuito mostra como conectar o amperímetro e voltímetro para efetuar asmedidas ce corrente e tensão do circuito.

Para agilizar as medidas de corrente e tensão pode-se utilizar doismultímetros digitais e um osciloscópio ajustado para medir tensão DC.

4 – Conectar uma fonte de +5V ao borne B1 do circuito da corrente de base.Conectar uma fonte DC de +12V na alimentação do coletor do transistor.

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Eletrônica Analógica – Pratica

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5 – Ajustar cuidadosamente a corrente IB por meio do potenciômetro P1 conforme ovalor registrado na tabela 1.

Ajustar a tensão Vce por meio do potenciômetro P2 para os valores registradosna Tabela 1.

Anotar a corrente Ic do coletor na tabela 1

6 – Traçar uma curva característica do transistor na configuração EC empregandoos dados da tabela1.

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Eletrônica Analógica – Prática

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7 – Calcular a potencia de dissipação do transistor utilizando os dados da tabela 1.

Potência de dissipação do transistor = ______________mW8 – Traçar a curva de potencia sobre o gráfico da curva característica considerando

a potencia de dissipação do transistor calculado.

9 – Traçar a reta de carga considerando Vce = 10V e Ic = 0 mA, Vce = 1V.

10 – Com que finalidade a reta de carga é traçada sobre a curva característica desaída do transistor?

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11 – Concluir a experimentação validando o levantamento da curva característica,curva de potência e reta de carga de funcionamento do transistor.

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Eletrônica Analógica – Pratica

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EA 09: Características do BJT – JFET –MOSFET

Curva característica de JFET

Objetivo;

1 – Traçar a curva de Dreno de um transistor JFET.

Material utilizado;

- Bastidor de Sistema de Treinamento em Eletrônica Analógica (DeLorenzo);

- Módulo EA 09: Características do BJT – JFET - MOSFET- Multímetro digital;- Fonte de Alimentação DC 0 – 12V- Cabinhos de conexão.

Introdução teórica

A curva característica de dreno do JFET possui uma semelhança com as curvas deum transistor bipolar. Há uma região de saturação, uma região ativa, uma região deruptura e uma região de corte.

Condição para VGS = 0V é conhecida como a condição de porta em curto porque elaé equivalente a um curto entre porta e a fonte.

A tensão VGS = 0V a corrente de dreno aumenta rapidamente até que VDS atinjaaproximadamente 4V. Além desse valor de VDS, a corrente de dreno se nivela etorna-se praticamente horizontal.Neste ponto a corrente é praticamente constante. Acima desse ponto o JFET rompe-se.A tensão de polarização do JFET é negativa. Na figura em seguida está mostrado asimbologia do transistor unipolar JFETN e JFETP.

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Parte experimental

1 – Conectar o bastidor eletrônico (DeLorenzo) na rede elétrica de tensão adequada.

2 – Colocar o Módulo EA 09: Características do BJT – JFET - MOSFET

3 – Localizar os componentes com valores adequados e montar o circuito da figuraa seguir.

O Circuito mostra como conectar o amperímetro e voltímetro para efetuar asmedidas ce corrente e tensão do circuito.

Para agilizar as medidas de corrente e tensão pode-se utilizar doismultímetros digitais e um osciloscópio ajustado para medir tensão DC.

4 – Ajustar a fonte de tensão simétrica para 12V. Conectar a tensão negativa noborne B3 e a tensão positiva ao borne B32 conforme está mostrado na figura

mostrado no item 3.

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Eletrônica Analógica – Pratica

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5 – Ajustar cuidadosamente a tensão negativa do potenciômetro P1 (tensão deGate) conforme os valores pedidos na tabela 1.

Ajustar a tensão de Dreno por meio do potenciômetro P2 para os valorespedidos na tabela 1 e registrar a corrente Dreno-Source.

TensãoVGS(V)

Tensão dreno – fonte (VDS)

Corrente dreno – fonte (IDS)

1 V 2 V 4V 6V 8V 10V 12V 14V0 V

- 1 V- 2 V- 3 V- 4 V

- 5 V

6 – Traçar uma curva característica da corrente e tensão Dreno transistor JFETempregando os dados levantados na tabela 1.

7 – Concluir a experimentação descrevendo as características de corrente e tensãoobservada no transistor unipolar JFET.

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Eletrônica Analógica – Pratica

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EA 09: Características do BJT – JFET –MOSFET

Curva característica de MOSFET

Objetivos;

1 – Traçar a curva característica do transistor bipolar.2 – Traçar a reta de carga de um circuito.3 – Traçar a curva característica de potência do transistor

Material utilizado;

- Bastidor de Sistema de Treinamento em Eletrônica Analógica (DeLorenzo);- Módulo EA 08: Características do BJT – JFET - MOSFET- Multímetro digital;- Fonte de Alimentação DC 0 – 12V- Cabinhos de conexão.

Introdução teórica

MOSFET tipo DEPLEÇÃO

É um transistor designado para aplicações em circuitos de chaveamento para baixapotencia. Na figura em seguida está mostrado o encapsulamento do transistor e asimbologia.

Na figura em seguida está mostrada a região da curva característica de corrente defonte de dreno do D-MOSFET.

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Parte experimental

1 – Conectar o bastidor eletrônico (DeLorenzo) na rede elétrica de tensão adequada.

2 – Colocar o Módulo EA 09: Características do BJT – JFET - MOSFET

3 – Localizar os componentes com valores adequados e montar o circuito conformeestá mostrado diagrama esquemático em seguida.

O Circuito mostra como conectar o amperímetro e voltímetro para efetuar asmedidas ce corrente e tensão do circuito.

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Eletrônica Analógica – Pratica

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Para agilizar as medidas de corrente e tensão pode-se utilizar doismultímetros digitais e um osciloscópio ajustado para medir tensão DC.

4 – Conectar uma fonte de +12V ao borne B3 do circuito da tensão de gate.Conectar uma fonte DC de +12V na alimentação do dreno do transistor.

5 – Ajustar cuidadosamente a tensão VGS por meio do potenciômetro P1 conforme ovalor registrado na tabela 1.

Ajustar a tensão VDS por meio do potenciômetro P2 para os valores registradosna Tabela 1.

Anotar a corrente Ic do coletor na tabela 1

Tabela 1TensãoVGS(volt)

Tensão Dreno – Fonte (VDS) (V)

Corrente Dreno ID (mA)0V 1V 2V 3V 4V 5V 6V 7V 8V 9V 10V 11V 12V

3V4V5V6V7V8V

9V

6 – Traçar uma curva característica da corrente Dreno Fonte empregandoos dados anotados na tabela 1.

7 – Concluir a experimentação validando o levantamento da curva característica,

curva de potência e reta de carga de funcionamento do transistor.............................................................................................................................................................................................................................................................................

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EA 11: UJT – SCR – DIAC – TRIACCaracterísticas do DIAC

Objetivos;

1 – Conhecer o funcionamento do disparo de um Diac.2 – Observar as formas de ondas de um Diac.

Material utilizado;

- Bastidor de Sistema de Treinamento em Eletrônica Analógica (DeLorenzo);- Módulo EA 11: UJT – DIAC – SCR – TRIAC;- 1 transformador de 15VCA + 15VCA 250mA (bastidor eletrônico);- Osciloscópio de duplo traço;- Multímetro digital;- Cabinhos de conexão.

Introdução teórica

O DIAC é um componente formado basicamente por uma combinação paralela inversa

de camadas semicondutoras com dois terminais, que permite disparo em qualquerdireção.

A curva característica do DIAC mostra que há uma tensão de ruptura em ambas asdireções.

Esta possibilidade de condição de condução em qualquer sentido permite uma grandeaplicação em circuitos de CA.

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Eletrônica Analógica – Prática

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Parte experimental

1 – Conectar o bastidor eletrônico (DeLorenzo) na rede elétrica adequada.

2 – Pegar o Módulo EA 11: UJT – DIAC – SCR – TRIAC e localizar o componentespara a montagem do circuito.

3 – Localizar o circuito formado por D1 e R1 (1k 2w) a seguir.

Montar o circuito da figura em seguida.

4 – Localizar no painel do bastidor, os bornes que fornecem as tensões AC de15VCA + 15VCA. Utilizar cabinhos curtos para a conexão do circuito.

Conectar a ponta de prova do canal 1 do osciloscópio aos bornes indicados porB15 e o referencial de terra ao borne indicado por B6.

Conectar a ponta de prova do canal 2 do osciloscópio aos bornes indicados porB2 . O referencial de terra e o referencial de terra ao borne indicado por B15.

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5 – Mudar a sensibilidade de entrada da ponta de prova do osciloscópio do canal 1que está conectado ao borne indicado por B15 para X10, a fim de que possavisualizar a forma de onda senoidal completa na tela do osciloscópio.

6 – Ajustar o feixe de varredura do osciloscópio de ambos os canais para quepossa visualizar os dois sinais ao mesmo tempo, ou seja, o sinal de entradasenoidal e o sinal de disparo do DIAC na tela do osciloscópio simultaneamente.

7 – Medir a amplitude da tensão de disparo carga R1 com auxílio de um osciloscópio eanote a seguir.

Tensão sobre a carga R3 (Vpp) .........................Vpp

8 – Ajustar as entradas dos canais 1 e 2 de tal forma a visualizar os dois sinais natela do osciloscópio. Reproduzir a forma de ondas dos sinais observada natela de osciloscópio a seguir.

Por quê a forma de onda do sinal de disparo do DIAC não é senoidal, como osinal aplicado à entrada do circuito?

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Eletrônica Analógica – Prática

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9 – O DIAC poderia ser ligado a uma fonte de tensão sem o resistor (carga) emsérie? Por quê?

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É possível mudar a tensão de disparo do DIAC usado nesta experiência?Por quê?

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10 – Citar um exemplo de aplicação do DIAC.........................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................

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Eletrônica Analógica – Pratica

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EA 11: UJT – SCR – DIAC – TRIACCaracterísticas do SCR

Objetivos;

1 – Conhecer as características do disparo de SCR.2 – Verificar o funcionamento por meio de condições de disparo e bloqueio.

Material utilizado;

- Bastidor de Sistema de Treinamento em Eletrônica Analógica (DeLorenzo);- Módulo EA 11: UJT – DIAC – SCR – TRIAC;- Osciloscópio de duplo traço;- Fonte de tensão DC variável de 0 - 12V;- Multímetro digital;- 1 lâmpada de 12V (250mA);- Cabinhos de conexão.

Introdução teórica

SCR é um componente semicondutor que funciona de forma unidirecional. O SCR éconstituído por quatro camadas (PNPN) e por três terminais; o anodo (A), o catodo (K)e o gate (G). Tiristor é o termo utilizado para denominar este dispositivo.É por meio de gate (ou gatilho) que o tiristor controla os altos níveis de corrente doanodo e da carga.Na figura abaixo está mostrado um circuito equivalente montado com dois transistores.

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Parte experimental

1 – Conectar o bastidor eletrônico (DeLorenzo) na rede elétrica adequada.

2 – Pegar o Módulo EA 11: UJT – DIAC – SCR – TRIAC e colocar ao bastidor.

3 – Montar o circuito da figura a seguir com os componentes disponíveis na placado módulo.

Utilizar o potenciômetro de 1K Ω ΩΩ Ω localizado no painel do bastidor eletrônico.

4 – Conectar a fonte de +5V no potenciômetro Pot (1kΩ) conforme está indicado nano diagrama esquemático mostrado na figura.

Utilizar um cabinho de conexão para simular a chave S1 do circuito.Manter a chave S1 aberta.

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Eletrônica Analógica – Pratica

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5 – Fazer a conexão no circuito de SCR conforme o circuito mostrado em seguida.

Conectar a lâmpada de 12V (250mA) em paralelo com o resistor de 1K 2W.

Inserir um miliamperímetro entre o Gate e o resistor R5. Manter a polaridadecorreta nos seus terminais para medir a corrente de disparo do SCR.

6 – Ajustar a fonte de tensão DC para 12V e conectar ao borne indicado por +VCC(B8).

Fechar a chave S1 (cabinho de conexão)

7 – Ajustar a fonte de tensão VG para 0Ventre os pontos B28 e o referencial deterra

8 – Variar a fonte de tensão G2 da tensão de gate vagarosamente até a lâmpadaacender.

A lâmpada acenderá bruscamente, o que significa a corrente IG atingiu o pontode disparo do SCR.

9 – Registrar a corrente de gate a seguir.

Corrente de disparo IG (mA).....................................mA

10 – Zerar a fonte de tensão VG que foi aplicada no Gate do SCR.

11 – Manter o circuito nesta condição. Desconectar o miliamperímetro abrindo ocircuito de “gate” entre os bornes B6 e B7.

12 – A lâmpada permanece acesa ou apagada com o gate do SCR desativado?

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Eletrônica Analógica – Prática

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Explique a ocorrência.............................................................................................................................................................................................................................................................................

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13 – Desligar momentaneamente (desligar e ligar) a chave S1 do circuito.Observar o que acontece com a lâmpada (acesa ou apagada).

O que pode se afirmar quando a corrente de Anodo e Catodo do SCR éinterrompida por meio da chave S1.

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14 – Manter a chave S1 fechada.Retirar o miliamperímetro e conecte diretamente entre os bornes B12 e B25.

15 – Reajustar a tensão VG (pot de 1K) até que a lâmpada acenda novamente.

16 – Medir a tensão entre o anodo e catodo do SCR e registre ao quadro a seguir.

A tensão mínima entre o anodo e catodo do SCR no estado de condução é adenominada, tensão de manutenção de disparo do SCR.

Tensão VAK (V).....................................mA

17 – Desativar o gate desconectando a ligação entre os bornes B12 e B25.

18 – Desconectar e reconectar a alimentação da lâmpada momentaneamente

abrindo e fechando a chave S1 e observar o comportamento da lâmpada.

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Eletrônica Analógica – Pratica

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19 – Com os dados das características observadas nesta experiência com SCR emCC fazer a sua conclusão.

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Eletrônica Analógica – Pratica

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EA 11: UJT – SCR – DIAC – TRIACDeslocamento de fase por rede RC

Objetivo;

1 – Analisar o comportamento de um circuito de deslocamento de fase por rede RC.

Material utilizado;

- Bastidor de Sistema de Treinamento em Eletrônica Analógica (DeLorenzo);- Módulo EA 11: UJT – DIAC – SCR – TRIAC;- Osciloscópio de duplo traço;- Fonte de tensão VCA de 30V (bastidor)- Cabinhos de conexão.

Introdução teórica

Deslocamento de fase

O controle do SCR por deslocamento de fase é do tipo de circuito que emprega umamalha de defasagem com resistor e capacitor (RC).

Na figura em seguida está mostrada uma rede de deslocamento de fase constituídapor um resistor variável (potenciômetro) e por um capacitor conectado em série.

A tensão de saída (Vs) varia em relação à tensão de entrada (Ve), de zero atéaproximadamente 90°, dependendo do valor ajustado p ara o resistor R (Pot).

Circuito RC de deslocamento de fase (aproximadamente 180º)

O controle por variação de fase pode ser realizado por um circuito RC para o instantede excitação do SCR.

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Eletrônica Analógica – Prática

200

Na figura (A) está mostrado um circuito básico RC de deslocamento de fase,constituído de um transformador cujo secundário possui uma derivação central.

Ainda o secundário fornece alimentação para o resistor R (potenciômetro) colocadonem série com o capacitor C.

Se a tensão aplicada ao circuito anodo e catodo do SCR estiver em fase com V QA,tensão entre Q e A. Se ainda a tensão V AB for aplicada ao circuito catodo gatilho.

A variação de R3 entre seus extremos (de máxima e mínima resistência), o ângulo defase da tensão V AB com relação à tensão V QA, estará adiantada desde um valor de180º até um valor mínimo, determinado pela relação XC e R.

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Eletrônica Analógica – Pratica

201

Parte experimental

1 – Conectar o bastidor eletrônico (DeLorenzo) na rede elétrica adequada.

2 – Pegar o Módulo EA 11: UJT – DIAC – SCR – TRIAC e colocar ao bastidor.

Defasagem de 90 graus.

3 – Montar o circuito da figura a seguir com os componentes disponíveis na placado módulo.

Utilizar um cabinho curto para simular a chave S1.

4 – Localizar a fonte de tensão CA no painel do bastidor eletrônico. Aplicar 30VCA,conectar as extremidades de 15VCA + 15VCA (anular CT) ao circuito aos

bornes indicados por B27 e B25 (GND).

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Eletrônica Analógica – Prática

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5 – Conectar a ponta de prova do canal 1 do osciloscópio entre a extremidade docircuito deslocamento de fase RC indicado pelo borne B 27 e ao referencial de

terra indicada pelo borne B 25 (GND).

6 – Conectar a outra ponta de prova (canal 2) no borne indicado por B29.

Não é necessário conectar o cabinho terra, pois o referencial de terra do canal 1 é comum aos dois canais.

7 – Mudar a sensibilidade da ponta de prova para X10 de modo que o sinal caiba natela do osciloscópio.

Ajustar a entrada vertical de forma a observar ambos sinais do canal 1 e canal 2 simultâneo na tela.

8 – Posicionar o potenciômetro P1 para a mínima resistência. Observar a forma deonda.

Ajustar a amplitude de ambos os sinais. Observar se há defasagem entre os sinais

Reproduzir os sinais no gráfico de tela a seguir.

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Eletrônica Analógica – Pratica

203

9 – Posicionar o potenciômetro P1 para a máxima resistência. Observar a forma deonda.

Ajustar a amplitude de ambos os sinais de forma que possa visualizar asdefasagem entre o sinal de entrada e o sinal sobre o capacitor.

Reproduzir os sinais no gráfico de tela a seguir.

Defasagem de 180 graus.

10 – Manter a mesma conexão do circuito.

Conectar as pontas e provas do osciloscópio conforme a ilustração em seguida.

Não é necessário conectar o referencial de terra do canal 2 ao CT, pois a pontanegativa (jacaré) é comum a ambos canais.

Essa conexão se obtém a defasagem de 180 graus do sinal de entrada e saída entre CT e B28.

Ajustar a amplitude de ambos os sinais de forma que possa visualizar asdefasagem entre o sinal de entrada e o sinal sobre o capacitor.

11 – Mover o potenciômetro P1 de forma a observar o deslocamento de fase entre o

sinal de entrada (CT e B7) do canal 2 e o sinal deslocado entre o canal 1 e CT.

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Eletrônica Analógica – Prática

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Pode se afirmar que há defasagem aproximadamente entre o sinal de entrada eo sinal sobre o capacitor de 180 graus?

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12 – Ajustar o potenciômetro e observar a defasagem e reproduzir os sinais dedefasagem observada na tela do osciloscópio no gráfico de tela em seguida.

13 – Concluir a experimentação descrevendo as características observadas no circuitode rede de deslocamento RC em 90 graus e 180 graus.........................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................

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Eletrônica Analógica – Pratica

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EA 11: UJT – SCR – DIAC – TRIACControle de disparo de SCR por deslocamento defase

Objetivos;

1 – Observar o comportamento de um circuito deslocador de fase2 – Analisar o funcionamento de um disparo de SCR por circuito de deslocamento

de fase

Material utilizado;

- Bastidor de Sistema de Treinamento em Eletrônica Analógica (DeLorenzo);- Módulo EA 11: UJT – DIAC – SCR – TRIAC;- Osciloscópio de duplo traço;- Fonte de tensão ajustável de 0 -15V;- Gerador de funções;- Fonte de tensão VCA de 30V (bastidor)- Cabinhos de conexão.

Introdução teóricaDeslocamento de fase

O controle do SCR por deslocamento de fase é do tipo de circuito que emprega umamalha de defasagem com resistor e capacitor (RC). Na figura em seguida estámostrada uma rede de deslocamento de fase constituída por um resistor variável(potenciômetro) e por um capacitor conectado em série.

A tensão de saída (Vs) varia em relação à tensão de entrada (Ve), de zero atéaproximadamente 90°, dependendo do valor ajustado p ara o resistor R (Pot).

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Eletrônica Analógica – Prática

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Controle do SCR por deslocamento de fase

O SCR precisa de uma tensão mínima de anodo-catodo para que, sob umadeterminada tensão de gate, o SCR dispare.

O gráfico a seguir mostra o gate alimentado com a tensão VGK em fase com a tensãoVAK. Mostra também a tensão mínima do gate necessária para dispará-lo.

No momento “t”, a tensão de alimentação do gate ultrapassa os valores mínimos deVG, provocando com isso o disparo (figura A).

Sobre a carga RL obtém-se então, a forma de onda mostrada na figura B.Muitas vezes é necessária uma faixa maior de controle do ponto de disparo do SCRdentro de todo o semiciclo positivo (0-180°). Neste caso utiliza-se um circuitodeslocador de fase.

Esse circuito permite um deslocamento da tensão do gate VG em relação a tensãoanodo –catodo (VAK). Além de criar condições para alterar o momento de disparo doSCR.

Com isso a tensão mínima VG do gate VGmín será ultrapassada em momentosdiferentes dentro de 180°do semiciclo positivo.

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Eletrônica Analógica – Pratica

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A malha Rc propicia a tensão de disparo do gate do SCR e permite, ao se variar ovalor do potenciômetro, haja um atraso da tensão presente no gate com relação àtensão de entrada.

Porém por causa dessas características esse controle, só pode ser exercido até 90graus.

Para que se controle os 180°do semiciclo positivo é necessária a introdução de umDIAC no circuito.

Sua otimização é obtida acrescentando-se ainda mais um resistor e um capacitor quepermitem a estabilização do circuito.

Esse circuito permite controlar cargas alimentadas por CC (tensão retificada) com

tensão variável.

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Eletrônica Analógica – Prática

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Parte experimental

1 – Conectar o bastidor eletrônico (DeLorenzo) na rede elétrica adequada.

2 – Pegar o Módulo EA 11: UJT – DIAC – SCR – TRIAC e colocar ao bastidor.

3 – Montar o circuito da figura a seguir com os componentes disponíveis na placado módulo.

Utilizar um cabinho curto para simular a chave S1.

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Eletrônica Analógica – Pratica

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4 – Localizar a fonte de tensão CA no painel do bastidor eletrônico. Aplicar 30VCA,conectar as extremidades de 15VCA + 15VCA (anular CT) ao circuito aosbornes indicados por B2 e B16 (GND).

5 – Conectar a ponta de prova do canal 1 do osciloscópio na entrada ao borneindicado por B2 e o referencial de terra ao GND.Conectar a ponta de prova do canal 2 do osciloscópio no anodo doSCR ao borne indicado por B9.

Não é necessário conectar a ponta de prova de terra deste canal, pois oreferencial de terra do canal 1 é comum para os dois.

Ajustar a base de tempo (Time/Div) para 0,5ms de forma a visualizar os sinaisna tela do osciloscópio. Ajustar os dois feixes de forma a visualizar o sinal de

entrada (pulso) e o sinal de saída de forma simultânea.

6 – Variar lentamente o potenciômetro P1 até o meio curso e observar o sinal desaída no anodo do SCR.

7 – Desenhar os sinais observados na tela do osciloscópio respeitando as suasfases.

8 – Variar o potenciômetro P1 de forma a observar a atuação em todo o semiciclopositivo da tensão CA.

Está correto dizer que o circuito deslocamento de fase permite o controle total dosemiciclo positivo da tensão CA? Justificar.

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Eletrônica Analógica – Prática

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Desconectar as pontas de provas do canal um e o canal dois do circuito.

9 – Conectar a ponta de prova do canal 1 do osciloscópio ao borne indicado porB2 e o referencial terra do osciloscópio ao borne indicado por B5 ( sobre acarga) conforme está mostrado na figura em seguida.

10 – Variar o potenciômetro P1 vagarosamente e observar o semiciclo positivo datensão CA sobre a carga (R1 = 1K 2W).

11 – Variar o potenciômetro de forma a observar a atuação da tensão VG no semiciclodo sinal VCA.

Variar a tensão VG através do potenciômetro até obter o controle superior a 90graus da corrente de Dreno sobre a carda e desenhar em seguida.

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Eletrônica Analógica – Pratica

211

12 – Conectar a ponta de prova do osciloscópio no borne indicado por B15 (DIAC) o eo referencial de terra ao borne B16 (terra).

Ajustar a base de tempo e a sensibilidade de entrada vertical do osciloscópio deforma a observar o sinal de acionamento de gatilho VG (DIAC).

Desenhar a forma de onda do sinal observada neste ponto.

13 – Variar o potenciômetro P1 de forma a observar a tensão VG através do DIAC.

Qual a finalidade do DIAC no circuito? Descrever a sua função.....................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................

14 – Concluir a experimentação...................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................

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EA 11: UJT – SCR – DIAC – TRIACOscilador de relaxação com transistor UJT

Objetivos;

1 – Conhecer o funcionamento do disparo de um transistor UJT.2 – Observar as formas de onda de um oscilador com transistor UJT.

Material utilizado;

- Bastidor de Sistema de Treinamento em Eletrônica Analógica (DeLorenzo);- Módulo EA 11: Transistor UJT – DIAC – SCR – TRIAC;- Osciloscópio de duplo traço;- Fonte de tensão DC de 12V;- Cabinhos de conexão.

Introdução teórica

O transistor UJT apresenta a propriedade de reduzir a resistência interna relativa a

base 1 (rb1) quando a tensão do emissor (VE) ultrapassa a tensão de pico (VP),indicada na curva característica.

Uma vez, disparado o UJT, este atravessa uma região instável, região de resistêncianegativa.

Esta região de resistência negativa passa a atuar na região de saturação, sendonecessário que a corrente de emissor seja superior à corrente de vale (Iv) para que omesmo apresente uma característica aproximadamente linear.

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Eletrônica Analógica – Prática

214

Curva característica estática de emissor de UJT

Oscilador de relaxação com UJT

Inicialmente o capacitor está descarregado e o UJT está cortado.Quando a tensão no capacitor atingir a tensão Vp, o UJT é disparado, e a resistênciaentre E e B1 fica muito baixa. Sendo o resistor R1 propositalmente baixo leva ocapacitor a uma descarga rápida.

Enquanto o capacitor estiver descarregando IE é maior que IV, portanto o UJT estádisparado e a tensão no emissor reduz, sendo limitada por R1.

Neste momento o UJT volta ao corte novamente e o ciclo se repete.

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Parte experimental

1 – Conectar o bastidor de treinamento eletrônico na rede elétrica apropriada.

2 – Colocar Modulo EA 11: UJT – DIAC – SCR – TRIAC no bastidor.

3 – Localizar o circuito com transistor UJT e montar conforme segue o diagramaesquemático. Utilizar cabinhos curtos para a conexão.

4 – Ajustar a fonte de tensão DC para +12V. Conectar o pólo positivo +12V aoborne indicado +VCC (B8) e o pólo negativo GND ao borne indicado por GND(B4).

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Eletrônica Analógica – Prática

216

5 – Conectar a ponta de prova do canal 1 do osciloscópio ao circuito RC indicadopelo borne B20.

Ajustar a base de tempo (Time/Div) para 0,5ms de forma a visualizar os sinaisna tela do osciloscópio.

6 – Posicionar o potenciômetro P1 totalmente para a esquerda no sentido anti-horário.

Girar o potenciômetro vagarosamente para a direita até visualizar o sinal decarga e descarga do circuito RC do oscilador.

7 – Determinar o valor da freqüência máxima e mínima do oscilador com auxíliode osciloscópio.

Ajustar a base de tempo do osciloscópio de forma a visualizaraproximadamente dois ciclos na tela ou utilizar o freqüêncímetro localizado nopainel do bastidor eletrônico e anotar a freqüência mínima e máxima dooscilador UJT.

Freqüência mínimade oscilação (HZ)

Freqüência máximade oscilação

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Formas de ondas do oscilador de relaxação com UJT

8 – Conectar a ponta de prova do canal 1 do osciloscópio ao borne indicado porB22.

Ajustar a base de tempo do osciloscópio de forma a visualizaraproximadamente três a cinco ciclos na tela.

9 – Conectar a ponta de prova do canal 2 nos pontos indicados na folha de gráficosa seguir.

10 – Desenhar as formas de ondas observadas na tela do osciloscópio.Manter a mesma base de tempo para todas as medidas respeitando as suasfases.

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Eletrônica Analógica – Pratica

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Tensão Vv corresponde ao sinal RC do emissor (E) do UJT, VB2 e VB1corresponde ao sinal das bases 1 e 2 respectivamente.

11 – Concluir a experimentação descrevendo as características observadas numcircuito oscilador de relaxação com UJT.

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Eletrônica Analógica – Prática

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Eletrônica Analógica – Pratica

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EA 11: UJT – SCR – DIAC – TRIACControle de disparo de SCR por UJT

Objetivo;

1 – Analisar experimentalmente o funcionamento de controle de SCR por UJT.

Material utilizado;

- Bastidor de Sistema de Treinamento em Eletrônica Analógica (DeLorenzo);- Módulo EA 11: UJT – DIAC – SCR – TRIAC;- Multímetro digital;- Osciloscópio de duplo traço;- Fonte de tensão DC ajustável de 0 – 15V;- Fonte de tensão VCA de 30V (bastidor);- Lâmpada de 12V (250mA);- Cabinhos de conexão.

Introdução teórica

Controle do SCR por UJT

O SCR também pode ser disparado a qualquer instante do ciclo com o auxílio de umUJT (transistor de unijunção) empregando como oscilador de relaxação.Este é o método mais empregado para circuitos de controle de disparo de SCR emequipamentos industriais.A baixa dissipação de potência no gate constitui-se vantagem de ser disparar um SCRcom um UJT. Isso é possível porque o UJT fornece pulsos de curta duração, massuficiente para disparar o SCR cujo gate permanece desenergizado o restante dociclo.Os pulso de tensão gerada pela oscilação do UJT atuam no gate. Esses pulsos são

sincronizados com a tensão de entrada e permitem um perfeito controle do semiciclopositivo variando o ângulo de disparo de zero a 180 graus.

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Eletrônica Analógica – Prática

220

Parte experimental

1 – Conectar o bastidor de treinamento eletrônico na rede elétrica apropriada.

2 – Colocar a Modulo EA 11: UJT – DIAC – SCR – TRIAC no bastidor.

3 – Montar o circuito de controle do SCR por UJT conforme está mostrado odiagrama esquemático do circuito. Utilizar cabinhos curtos para as conexões.

4 – Localizar a fonte de tensão CA no painel do bastidor eletrônico. Aplicar 30VCA,conectar as extremidades de 15VCA + 15VCA (anular CT) ao circuito aosbornes indicados por B8 e B16 (GND).

5 – Conectar a ponta de prova do canal 1 do osciloscópio na entrada ao borne

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Eletrônica Analógica – Pratica

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indicado por B8 e o referencial de terra ao GND.Conectar a ponta de prova do canal 2 do osciloscópio no anodo doSCR ao borne indicado por B9.

Não é necessário conectar a ponta de prova de terra deste canal, pois oreferencial de terra

do canal 1 é comum para os dois.

Ajustar a base de tempo (Time/Div) para 0,5ms de forma a visualizar os sinaisna tela do osciloscópio. Ajustar os dois feixes de forma a visualizar o sinal deentrada (pulso) e o sinal de saída de forma simultânea.

6 – Variar lentamente o potenciômetro P1 até o meio curso e observar o sinal desaída no anodo do SCR.

7 – Ajustar o potenciômetro de forma a observar o pulso do UJT atuar em 90 grausdo sinal CA.

Note-se que a atuação do pulso no gate do SCR só ocorre no semiciclopositivo do sinal CA.

8 – Desenhar os sinais observados na tela do osciloscópio respeitando as suasfases.

9 – Variar o potenciômetro P1 de forma a observar a atuação em todo o semiciclopositivo da tensão CA.

Está correto dizer que o circuito oscilador UJT permite o controle total dosemiciclo positivo da tensão CA? Justificar.

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Desconectar as pontas de provas do canal um e dois do circuito.

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Eletrônica Analógica – Prática

222

10 – Conectar a ponta de prova do canal 1 do osciloscópio ao borne indicado porB2 e o referencial terra do osciloscópio ao borne indicado por B5 ( sobre a

carga) conforme está mostrado na figura em seguida.

11 – Variar o potenciômetro P1 vagarosamente e observar o semiciclo positivo datensão CA sobre a carga (R1 = 1K 2W).

12 – Variar o potenciômetro de forma a observar 90 graus de atuação do sinal CA.Desenhar a forma de onda a seguir.

13 – Concluir a experimentação.....................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................

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Eletrônica Analógica – Pratica

223

EA 11: UJT – SCR – DIAC – TRIACControle de disparo de TRIAC por rede RC

Objetivos;

1 – Observar o comportamento de um circuito deslocador de fase2 – Analisar o funcionamento de um disparo de TRIAC por circuito de deslocamento

de fase

Material utilizado;

- Bastidor de Sistema de Treinamento em Eletrônica Analógica (DeLorenzo);- Módulo EA 11: UJT – DIAC – SCR – TRIAC;- Osciloscópio de duplo traço;- Fonte de tensão ajustável de 0 -15V;- Fonte de tensão VCA de 30V (bastidor)- Gerador de funções;- Cabinhos de conexão.

Introdução teóricaTRIAC – é um tiristor bidirecional

O TRIAC conduz corrente em ambos os sentidos, conforme a polaridade positiva enegativa no gatilho.Sua principal característica e possibilitar o controle total da VCA comparado com oSCR unidirecional.

A capacidade do TRIAC é menor que 100 Amper e 1KV.TRIAC são utilizados em aplicações de baixa potência, tais como controle develocidade de motores, controle de iluminação ou temperatura.

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Eletrônica Analógica – Prática

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Na figura em seguida está mostrada a curva característica do TRIAC.

A condução do TRIAC ocorre nos quadrantes I, II, III, IV quadrantes mostrados nacurva característica.

Com o disparo do DIAC, C3 descarrega-se sobre o gatilho e C2 mantém carregando,o R3 dificulta a descarga instantânea e aumenta a constante de tempo RC.

Quando o DIAC deixa de conduzir, o capacitor C2 transfere parte da sua carga paraC3 e a simetria dos disparos do TRIAC permanece constante em todos os ciclos.

Este tipo de circuito possibilita obter níveis baixos de tensão na carga.

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Eletrônica Analógica – Pratica

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Parte experimental

Esta experimentação é semelhante a de um SCR unidirecional.A utilização do TRIAC permite o controle total do ciclo da CA.

1 – Conectar o bastidor eletrônico (DeLorenzo) na rede elétrica adequada.

2 – Pegar o Módulo EA 11: UJT – DIAC – SCR – TRIAC e colocar ao bastidor.

3 – Montar o circuito da figura a seguir com os componentes disponíveis na placado módulo.

Utilizar um cabinho curto para simular a chave S1.

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Eletrônica Analógica – Prática

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4 – Localizar a fonte de tensão CA no painel do bastidor eletrônico. Aplicar 30VCA,conectar as extremidades de 15VCA + 15VCA (anular CT) ao circuito aosbornes indicados por B2 e B16 (GND).

5 – Conectar a ponta de prova do canal 1 do osciloscópio na entrada ao borneindicado por B2 e o referencial de terra ao GND.Conectar a ponta de prova do canal 2 do osciloscópio no anodo doSCR ao borne indicado por B9.

Não é necessário conectar a ponta de prova de terra deste canal, pois oreferencial de terra do canal 1 é comum para os dois.

Ajustar a base de tempo (Time/Div) para 0,5ms de forma a visualizar os sinais

na tela do osciloscópio. Ajustar os dois feixes de forma a visualizar o sinal deentrada (pulso) e o sinal de saída de forma simultânea.

6 – Variar lentamente o potenciômetro P1 até o meio curso e observar o sinal desaída no anodo do SCR.

7 – Desenhar os sinais observados na tela do osciloscópio respeitando as suasfases.

8 – Variar o potenciômetro P1 de forma a observar a atuação em todo o semiciclopositivo da tensão CA.

Está correto dizer que o circuito deslocamento de fase permite o controle total dosemiciclo positivo da tensão CA? Justificar.

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Desconectar as pontas de provas do canal um e o canal dois do circuito.

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Eletrônica Analógica – Pratica

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9 – Conectar a ponta de prova do canal 1 do osciloscópio ao borne indicado porB2 e o referencial terra do osciloscópio ao borne indicado por B5 ( sobre a

carga) conforme está mostrado na figura em seguida.

10 – Variar o potenciômetro P1 vagarosamente e observar o semiciclo positivo datensão CA sobre a carga (R1 = 1K 2W).

11 – Variar o potenciômetro de forma a observar a atuação da tensão VG no semiciclo

do sinal VCA.

Variar a tensão VG através do potenciômetro até obter o controle superior a 90graus da corrente de Dreno sobre a carda e desenhar em seguida.

12 – Conectar a ponta de prova do osciloscópio no borne indicado por B15 (DIAC) o eo referencial de terra ao borne B16 (terra).

Ajustar a base de tempo e a sensibilidade de entrada vertical do osciloscópio deforma a observar o sinal de acionamento de gatilho VG (DIAC).

Desenhar a forma de onda do sinal observada neste ponto.

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Eletrônica Analógica – Prática

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13 – Variar o potenciômetro P1 de forma a observar a tensão VG através do DIAC.

Qual a finalidade do DIAC no circuito? Descrever a sua função.....................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................

14 – Concluir a experimentação.

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

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Eletrônica Analógica – Pratica

229

EA 17: Amplificadores OperacionaisAmplificador Inversor

Objetivo;

1 – Reconhecer as características de um amplificador inversor com AOP.

Material utilizado;

- Bastidor de Sistema de Treinamento em Eletrônica Analógica (DeLorenzo);

- Módulo EA 17: Amplificadores Operacionais;- Fonte de tensão simétrica +15V e -15V;- Gerador de funções;- Osciloscópio;- Cabinhos de conexão.

Introdução teórica

Circuitos lineares com amplificador operacional – A seguir estão apresentados algunsexemplos de circuitos lineares com AOP e suas características principais.

A figura (A) está mostrada um amplificador inversor com AOP.

A figura (B) está mostrada um amplificador não inversor com AOP.

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Eletrônica Analógica – Prática

230

Parte experimental

1 – Conectar o bastidor de treinamento de eletrônica analógica à rede de tensãoelétrica adequada.

2 – Colocar Módulo EA 17: Amplificadores Operacionais no bastidor.

Amplificador Inversor

3 – Fazer as conexões de modo que o circuito funcione como amplificador inversor.Fazer as conexões com cabinho curto.

4 – Ajustar a fonte de tensão simétrica DC para +12V e -12V. Conectar o pólo positivo+12V ao borne indicado por +VCC (B10) e o pólo negativo -12V ao borne indicadopor –VCC (B1) e a referencial terra ao borne indicado por GND (B7).

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Eletrônica Analógica – Pratica

231

5 – Conectar um gerador de funções à entrada do circuito ao borne indicado pro B6.Selecionar um sinal senoidal, 1kHz e 0,5V.

6 – Conectar a ponta de prova do canal 1 do osciloscópio na entrada do circuito aoborne indicado por B4 e a ponta de prova do canal 2 do osciloscópio na saída aoborne indicado por B24 e referencial terra indicado por B25.

Ajustar a base de tempo (Volt/Div) de forma a observar de três a cinco ciclos natela. Ajustar os feixes de forma a observar o sinal de entrada e saídasimultaneamente na tela do osciloscópio.

7 – Ajustar a amplitude do sinal do gerador de funções aplicado à entrada de forma a

obter o máximo de amplitude do sinal na saída sem deformação.

Em caso de não obter a amplitude do sinal adequado do gerador utilizar o potenciômetro de 1K localizado no bastidor eletrônico.

8 – Desenhar os sinais observados na tela do osciloscópio.

9 – Determinar o ganho do amplificador:

Ve

VsAV = AV = ____________

Que relação de fase existe entre os sinais de saída e de entrada? Justificar.............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................

A equação1R4R

AV = está correta? Justificar.

...........................................................................................................................................

...........................................................................................................................................

10 – Citar duas maneiras de aumentar o ganho do circuito para 10.

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Eletrônica Analógica – Prática

232

...........................................................................................................................................

...........................................................................................................................................

...........................................................................................................................................

...........................................................................................................................................

11 – Concluir a experimentação descrevendo as características do amplificadorinversor com AOP.

...........................................................................................................................................

...........................................................................................................................................

...........................................................................................................................................

...........................................................................................................................................

...........................................................................................................................................

...........................................................................................................................................

...........................................................................................................................................

...........................................................................................................................................

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Eletrônica Analógica – Pratica

233

EA 17: Amplificadores OperacionaisAmplificador não inversor

Objetivo;

1 – Reconhecer as características de um amplificador não inversor com AOP.

Material utilizado;

- Bastidor de Sistema de Treinamento em Eletrônica Analógica (DeLorenzo);- Módulo EA 17: Amplificadores Operacionais;- Fonte de tensão simétrica +15V e -15V;- Gerador de funções;- Osciloscópio;- Cabinhos de conexão.

Introdução teórica

Circuitos lineares com amplificador operacional – A seguir estão apresentados alguns

exemplos de circuitos lineares com AOP e suas características principais.A figura (A) está mostrada um amplificador inversor com AOP.

A figura (B) está mostrada um amplificador não inversor com AOP.

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Eletrônica Analógica – Prática

234

Parte experimental

1 – Conectar o bastidor de treinamento de eletrônica analógica à rede de tensãoelétrica adequada.

2 – Colocar Módulo EA 17: Amplificadores Operacionais no bastidor.

Amplificador não Inversor

3 – Montar o circuito de forma a funcionar como amplificador não inversor.

4 – Conectar um gerador de funções à entrada do circuito ao borne indicado por B6.Selecionar uma onda senoidal, 1kHz e 0,5Vpp.

5 – Conectar a ponta de prova do canal 1 do osciloscópio na entrada do circuito aoborne indicado por B15 e a ponta de prova do canal 2 do osciloscópio ao borneindicado por B24 e referencial terra indicado por B25.

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Eletrônica Analógica – Pratica

235

6 – Ajustar a amplitude do sinal do gerador de funções de forma a obter o máximo desinal sem deformação na saída do amplificador.

Em caso de não obter a amplitude do sinal adequado do gerador utilizar o potenciômetro de 1K localizado no bastidor eletrônico.

7 – Desenhar as formas de ondas observadas a seguir respeitando as suas fases.

8 – Observar ambos sinais de entrada e saída na tela do osciloscópio.

Pode-se afirmar que o sinal de entrada e saída está em fase? Justificar.......................................................................................................................................................................................................................................................................................

...........................................................................................................................................

...........................................................................................................................................

9 – Determinar o ganho de amplificação do circuito.

VeVs

AV = AV = ____________

10 – A equação1R4R

1AV += está correta? Justificar.

...........................................................................................................................................

...........................................................................................................................................

...........................................................................................................................................

...........................................................................................................................................

11 – Concluir a experimentação descrevendo as características observadas numamplificador inversor e não inversor com AOP.

...........................................................................................................................................

...........................................................................................................................................

...........................................................................................................................................

...........................................................................................................................................

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Eletrônica Analógica – Prática

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Eletrônica Analógica – Pratica

237

EA 17: Amplificadores OperacionaisBuffer (seguidor de tensão)

Objetivo;

1 – Observar a característica de um amplificador seguidor de tensão (BUFFER) comAOP.

Material utilizado;

- Bastidor de Sistema de Treinamento em Eletrônica Analógica (DeLorenzo);- Módulo EA 17: Amplificadores Operacionais;- Fonte de tensão simétrica +15V e -15V;- Gerador de funções;- Osciloscópio;- Cabinhos de conexões.

Introdução teórica

Circuitos lineares com amplificador operacional – A seguir estão apresentados algunsexemplos de circuitos lineares com AOP e suas características principais.

A figura (C) está mostrada um amplificador inversor com AOP.

O amplificador seguidor de Tensão conhecido como “BUFFER” tem como funçãoprincipal reduzir a impedância de saída, ou seja, transformar uma impedância deentrada alta para uma saída baixa.

Este tipo de circuito é empregado para obter casamento de impedâncias entreestágios.

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Eletrônica Analógica – Prática

238

Parte experimental

1 – Conectar o bastidor de treinamento de eletrônica analógica à rede de tensãoelétrica adequada.

2 – Colocar Módulo EA 17: Amplificadores Operacionais no bastidor.

3 – Fazer as conexões de modo que o circuito funcione como seguidor de tensão.Fazer as conexões com cabinho curto.

4 – Ajustar a fonte de tensão simétrica DC para +12V e -12V. Conectar o pólo positivo+12V ao borne indicado por +VCC (B10) e o pólo negativo -12V ao borne indicadopor –VCC (B1) e a referencial terra ao borne indicado por GND (B1).

5 – Conectar um gerador de funções à entrada do circuito ao borne indicado por B15.Selecionar um sinal senoidal, 1kHz e 4Vpp.

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Eletrônica Analógica – Pratica

239

6 – Conectar a ponta de prova do canal 1 do osciloscópio na entrada do circuito aoborne indicado por B15 e a ponta de prova do canal 2 do osciloscópio ao borneindicado por B24 e referencial de terra indicado por B25 (GND).

Ajustar a base de tempo (Volt/Div) de forma a observar de três a cinco ciclos natela. Ajustar os feixes de forma a observar o sinal de entrada e saídasimultaneamente na tela do osciloscópio.

7 – Ajustar a amplitude do sinal do gerador de funções aplicado à entrada de forma aobter o máximo de amplitude do sinal na saída sem deformação.

8 – Observar o sinal de entrada e saída reproduzida no osciloscópio. Desenhar os

sinais na tela a seguir, respeitando as suas fases.

9 – Determinar o ganho do circuito.

AV = __________

10 – Manter o osciloscópio conectado à saída, conecte o resistor R7 (carga) indicadopelo borne B17 na saída do circuito ao ponto indicado pelo borne B23.

11 – A tensão de pico a pico de saída se reduz sensivelmente com a ligação dacarga?......................................................................................................................................................................................................................................................................................

Pode-se afirmar que a impedância de saída do amplificador é muito menor doque a carga (R7 = 1kΩ)?

...........................................................................................................................................

...........................................................................................................................................

...........................................................................................................................................

...........................................................................................................................................

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Eletrônica Analógica – Prática

240

12 – Descrever aplicações do seguidor de tensão em circuitos eletrônicos.......................................................................................................................................................................................................................................................................................

......................................................................................................................................................................................................................................................................................

13 – Concluir a experimentação descrevendo as características observadas numseguidor de Tensão (buffer).

...........................................................................................................................................

...........................................................................................................................................

...........................................................................................................................................

...........................................................................................................................................

...........................................................................................................................................

...........................................................................................................................................

......................................................................................................................................................................................................................................................................................

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Eletrônica Analógica – Pratica

241

EA 17: Amplificadores OperacionaisComparador

Objetivo;

1 – Reconhecer um circuito Amplificador Operacional como comparador.

Material utilizado;

- Bastidor de Sistema de Treinamento em Eletrônica Analógica (DeLorenzo);- Módulo EA 17: Amplificadores Operacionais;- Fonte de tensão simétrica +15V e -15V;- Osciloscópio;- Gerador de funções;- Cabinhos de conexão.

Introdução teórica

Comparadores são circuitos que tem como função comparar dois sinais entre si comuma tensão de referência estabelecida. Basicamente existem dois tipos decomparadores:• Comparador não inversor. • Comparador inversor.

O comparador não inversor tem o sinal de referência aplicada na entrada inversora doAOP e o sinal variável a ser comparada são aplicados na entrada não inversores.

A saída apresenta uma comutação de estados quando o sinal de entrada passa porzero. O alto ganho do AOP em malha aberta amplifica a diferença de tensão existenteentre a entrada não inversora e a entrada inversora do AOP e leva a saída para + V

saturado ou –V saturado, conforme a diferença seja positiva ou negativa,respectivamente. A figura a seguir ilustra um comparador não inversor.

Os dois tipos de comparadores têm o sinal de referência conectados a terra.Entretanto pode-se utilizar como referência tensão diferente de zero a um nívelpositivo ou negativo desejado.

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Eletrônica Analógica – Prática

242

Parte experimental

1 – Conectar o bastidor de treinamento de eletrônica analógica à rede de tensãoelétrica adequada.

2 – Colocar Módulo EA 17: Amplificadores Operacionais no bastidor.

Comparador de tensão DC

3 – Fazer as conexões de modo que o circuito funcione como circuito comparador.Fazer as conexões com cabinho curto.

4 – Ajustar a fonte de tensão simétrica DC para +12V e -12V. Conectar o pólo positivo+12V ao borne indicado por +VCC (B10) e o pólo negativo -12V ao borne indicado

por –VCC (B1) e a referencial terra ao borne indicado por GND (B7).5 – Conectar a tensão +12V e -12V ao potenciômetro P1. Pólo positivo ao borne

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Eletrônica Analógica – Pratica

243

indicado por B5 e o pólo negativo ao borne indicado por B6.

Tomar o máximo de precaução para não aplicar a tensão de alimentação no cursor do potenciômetro. Caso ocorra, o potenciômetro poderá ser danificado!

Ajuste nulo do comparador

6 – Conectar um cabinho de conexão entre os bornes B3 (entrada inversora) aoreferencial terra.

7 – Conectar um voltímetro na saída do comparador entre os bornes indicados porB24 em relação a terra. Ajuste o potenciômetro P1 até obter 0 Volt na saída.

; Nesse ponto será notada uma instabilidade na saída, pelo fato de não haver a realimentação no circuito amplificador. Esse ponto é o limiar, onde um LED se apaga e ou outro acende.Este ajuste é feito quando se compara uma tensão qualquer em relação a uma tensão nula.

8 – Medir a tensão na entrada inversora e não inversora.

Ve (inversora) = _________ Ve (não inversora) =__________

Aplicar à entrada tensões conforme os valores sugeridos na tabela 1 e ajuste o potenciômetro até obter a tensão nula na saída (zero Volt).

9 – Montar o seguinte circuito para obter as tensões na entrada inversora docomparador. Utilizar o potenciômetro de 100k localizado no bastidor eletrônico.

Tomar o máximo de precaução para não aplicar a tensão de alimentação nocursor do potenciômetro. Caso ocorra, o potenciômetro poderá ser danificado!

10 – Ajustar a tensão da saída do potenciômetro P1 entre o cursor indicado peloborne B8 em relação ao referencial de terra (B9) para os valores sugeridos natabela 1 em seguida.

Aplicar uma tensão na entrada não inversora por intermédio do

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Eletrônica Analógica – Prática

244

potenciômetro P1 (100k) localizado na placa conforme está sugerido natabela 1.

Aplicar uma tensão na entrada inversora de modo a obter uma tensão nulana saída e registrar na tabela 1 a seguir.

11 – Validar o resultado do circuito comparador de acordo com o resultado obtido natabela 1.

...........................................................................................................................................

...........................................................................................................................................

...........................................................................................................................................

...........................................................................................................................................

Comparador para sinais AC

12 – Manter as mesmas conexões do comparador.

13 – Conectar a ponta de prova do canal 1 na entrada do circuito ao borne indicadopor B3 e a ponta de prova do canal 2 na saída ao borne indicado por B24.O referencial de terra ao borne indicado por B25 (GND).

Ajustar a base de tempo e Volt/div vertical de forma a observar os dois sinaissimultâneos na tela do osciloscópio. Posicione o feixe do canal 1 na partesuperior e canal 2 na parte inferior. Ajuste a entrada vertical para o modo DC.

14 – Conectar um gerador de funções na entrada ao borne indicado por B5.Selecionar a onda senoidal 1kHz e 5Vpp.

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Eletrônica Analógica – Pratica

245

15 – Ajustar a tensão da entrada não inversora para zero volt (tensão nula) por meiodo potenciômetro P1. Tensão entre o borne B8 e B9 (GND).

16 – Observar as formas de onda do sinal de entrada e saída na tela do osciloscópio.

17 – Variar levemente em nível da tensão DC do potenciômetro P1 e observar oacontecimento em relação à forma de onda obtida na saída do circuitocomparador. Faça um comentário.

...........................................................................................................................................

...........................................................................................................................................

...........................................................................................................................................

...........................................................................................................................................

18 – Aplicar um sinal triangular e observar a forma de onda obtida na saída docomparador. Desenhar as formas de ondas respeitando as suas fases.

19 – Concluir a experimentação descrevendo as características observadas nocomparador com AOP para sinais DC e AC.

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Eletrônica Analógica – Prática

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Eletrônica Analógica – Pratica

247

EA 17: Amplificadores OperacionaisSomador

Objetivo;

1 – Analisar o circuito somador com Amplificador Operacional.

Material utilizado;

- Bastidor de Sistema de Treinamento em Eletrônica Analógica (DeLorenzo);- Módulo EA 17: Amplificadores Operacionais;- Fonte de tensão simétrica +15V e -15V;- Osciloscópio de duplo traço;- Gerador de onda senoidal;- Gerador de onda quadrada;- Multímetro digital;- Cabinhos de conexão.

Introdução teórica

Em muitas aplicações industriais torna-se necessária a combinação de dois ou maissinais a fim de se obter uma resultante soma ou diferença. Esses sinais podem ser

alternados, de freqüências diversas, ou contínuos. A figura a seguir esta mostradaum somador com AOP.

A entrada não inversora está conectada a terra. A entrada inversora está conectada asaída por intermédio do resistor de realimentação RR.

No circuito mostrado, a entrada inversora é denominada “nó de soma”.

Todas as correntes que chegarem a esse nó, por meio de R1 R2 e R3, serãoequilibradas pela corrente de realimentação IRR. De modo, a tensão de saída é dadapor:

++++⋅−=

RNVn

...3R3V

2R2V

1R1V

RRVs

Pode-se observar que, variando-se o resistor de entrada (R1, R2, etc.) varia-se o“peso” com que cada tensão irá contribuir para a soma, pois os sinais participarão dasoma sob a forma:

...etc,2R

2V

,1R

1V

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Eletrônica Analógica – Prática

248

Parte experimental

1 – Conectar o bastidor de treinamento eletrônico na rede de tensão apropriada.

2 – Colocar Módulo EA 17: Amplificadores Operacionais no bastidor.

3 – Montar o circuito somador. Configurar o circuito conforme o diagrama esquemáticoa seguir. Utilizar cabinhos curtos.

4 – Ajustar a fonte de tensão simétrica DC para +12V e -12V. Conectar o pólo positivo+12V ao borne indicado por +VCC (B10) e o pólo negativo -12V ao borne indicadopor –VCC (B1) e a referencial terra ao borne indicado por GND (B7).

5 – Utilizar o potenciômetro do bastidor a fim de obter as tensões variáveis para aplicar

às entradas do circuito somador.

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Eletrônica Analógica – Pratica

249

Utilizar os potenciômetros do bastidor e o potenciômetro disponível naplaca (P1 = 100K)

6 – Montar o circuito conforme está ilustrado a seguir.Aplicar uma tensão de +12V aospotenciômetros, conforme está mostrado na figura a seguir.

Observar cuidadosamente o potenciômetro para não inverter os bornes dealimentação.

Não conectar a alimentação no cursor para evitar danificar opotenciômetro

7 – Ajustar os potenciômetros de forma a obter as tensões pedidas na tabela 1.

8 – Medir a tensão no ponto de soma (B14) e na saída do AOP ao borne indicado porSaída (B24). Anotar os valores medidos na tabela 1 na coluna um e dois.

Tabela 1Tensão de entrada (V) Tensão no

ponto (B14)Tensão naSaída (B24)

Tensão deSaída calculadaV1 V2 V3

+0,2V +0,3V +0,4V ...............V ...............V ...............V

+0,5V +0,6V +0,6V ...............V ...............V ...............V

+0,8V +0,8V +0,8V ...............V ...............V ...............V

+0,1V +0,6V +0,1V ...............V ...............V ...............V

Ideal é possuir as fontes de tensão com resistência interna baixa e igual paratodas de modo a obter resultados satisfatórios.

9 – Calcular a tensão de saída e completar a terceira coluna da tabela 1 utilizando aseguinte equação:

++++⋅−=

RnVn...

3R3V

2R2V

1R1VRRVs

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Eletrônica Analógica – Prática

250

10 – Desconectar a tensão positiva dos potenciômetros (fontes de tensões).

11 – Desconectar a tensão de +12V dos potenciômetros (fontes de tensões).

12 – Montar o circuito de fonte de tensão conforme está mostrado no diagramaesquemático a seguir.

Aplicar uma tensão de -12V no potenciômetro P1 conforme está mostrado a figuraem seguida.

13 – Ajustar a tensão por intermédio de potenciômetros disponíveis conforme pede atabela 1. Medir a tensão no ponto de soma (B14) e na saída do AOP ao borneindicado por Saída (B23). Anotar os valores medidos na tabela 1 na coluna um edois.

Tabela 2Tensão de entrada (V) Tensão no

ponto (B14)Tensão naSaída (B24)

Tensão deSaída calculadaV1 V2 - V3

+0,1V +0,3V -0,3V ...............V ...............V ...............V

+0,6V +0,7V -0,8V ...............V ...............V ...............V

+0,8V +0,6V -0,6V ...............V ...............V ...............V

+0,1V +0,6V -0,6V ...............V ...............V ...............V

14 – Remover as fontes de tensões das entradas do circuito somador.

15 – Conectar um gerador de funções (gerador do bastidor) com uma onda quadrada,1Vpp e 1kHz na entrada 1 ao borne indicado por B4 (V1).

16 – Conectar um sinal senoidal , 1Vpp e 10kHz à entrada 2 ao borne indicado por B5(V1).

17 – Conectar a ponta de prova do canal 1 do osciloscópio à Saída ao borne indicadopor B23. Ajustar a base de tempo de forma a visualizar os dois sinais compostosna tela do osciloscópio.

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Eletrônica Analógica – Pratica

251

18 – Observar a forma de onda “adicionada” na saída do AOP. Ajustar a base detempo de forma a observar 3 a 5 ciclos do sinal de freqüência menor (1kHz).

Desenhar o sinal a seguir.

Ajustar ambas as freqüências de modo a visualizar diversas formas de onda nasaída. Experimentar alterar as formas de ondas e freqüências aplicadas naentrada e observar o resultado da soma dos sinais na saída do somador.

19 – Concluir a experimentação descrevendo as características observadas no circuitosomador quanto a adição de tensão contínua e sinais alternados.

......................................................................................................................................................................................................................................................................................

...........................................................................................................................................

...........................................................................................................................................

...........................................................................................................................................

...........................................................................................................................................

...........................................................................................................................................

...........................................................................................................................................

...........................................................................................................................................

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Eletrônica Analógica – Prática

252

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Eletrônica Analógica – Pratica

253

EA 17: Amplificadores OperacionaisSubtrator

Objetivo;

1 – Reconhecer o circuito subtrator com amplificador operacional.

Material utilizado;

- Bastidor de Sistema de Treinamento em Eletrônica Analógica (DeLorenzo);- Módulo EA 17: Amplificadores Operacionais;- Fonte de tensão simétrica +15V e -15V;- Osciloscópio;- Multímetro;- Cabinhos de conexão.

Introdução teórica

O circuito subtrator com AOP é um circuito que entrega em sua saída, um sinal

proporcional à diferença entre os dois sinais aplicados nas entradas.

Aterrando-se a entrada V2, o circuito pode ser considerado um amplificador inversorcomum. Nesse caso, a tensão de saída seria determinada pela equação;

1V1R

RR

1VS ⋅−= Por outro lado, se for aterrada a entrada V1, o circuito passa a operar comoamplificador não inversor. O sinal de saída, neste caso, seria:

2V2R3R

2VS ⋅=

No caso real, ou seja, com as duas entrada operando, o sinal de saída será;

( )1V2V1R

RRVS −⋅=

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Eletrônica Analógica – Prática

254

Parte experimental

1 – Conectar o bastidor de treinamento de eletrônica analógica à rede de tensãoelétrica adequada.

2 – Colocar Módulo EA 17: Amplificadores Operacionais no bastidor.

3 – Fazer as conexões de modo que o circuito funcione como subtrator.Fazer as conexões com cabinho curto.

4 – Ajustar a fonte de tensão simétrica DC para +12V e -12V. Conectar o pólo positivo+12V ao borne indicado por +VCC (B10) e o pólo negativo -12V ao borne indicadopor –VCC (B1) e a referencial terra ao borne indicado por GND (B7).

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Eletrônica Analógica – Pratica

255

5 – Montar o circuito da figura a seguir para obter as tensões variáveis a ser aplicadona entrada do subtrator.

Utilizar o potenciômetro de 100KΩ localizado no painel do bastidor eletrônico e opotenciômetro P1 localizado na placa e montar um divisor de tensão.

Estar atento para não conectar a alimentação +5V no cursor dopotenciômetro. Poderá danificar o potenciômetro.

6 – Ajustar a tensão e aplicar às entradas do subtrator conforme está sugerida natabela 1. Medir a tensão de saída e anotar na primeira coluna da tabela 1.

Tabela 1

Tensão nasentradas Tensão na saídamedida (B24) Tensão naSaída calculada V1 V2

1V 1V ...............V ...............V

2V 1V ...............V ...............V

0,8V 0,5V ...............V ...............V

0,8V 0,8V ...............V ...............V

0,1V 1,5V ...............V ...............V

7 – Calcular a tensão de saída para as tensões de entradas V1 e V2 da tabela 1.Completar a segunda coluna da tabela 1. Utilizar a seguinte equação:

( )1V2V1R

RRVs −⋅=

Subtrator para sinais AC

8 – Conectar um gerador de sinal na condição de fornecer uma onda quadrada de1Vpp, 1kHz, à entrada V1 (R2) do circuito.

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Eletrônica Analógica – Prática

256

9 – Conectar um outro gerador de sinal na condição de fornecer uma onda senoidal de1Vpp, 10kHz à entrada V2 (R3) do circuito.

10 – Conectar a ponta de prova do canal 1 na saída ao borne indicado por Saída(B23).

Ajustar a base de tempo (Time/Div) do osciloscópio de forma a visualizar os doissinais quadrado e senoidal (1kHz e 10kHz) na tela.

11 – Observar os sinais sincronizados. Desenhar a seguir.

12 – Ajustar o sinal em diferentes freqüências de modo a observar o resultado dediversas formas de onda na saída do circuito subtrator.

13 – Concluir a experimentação descrevendo as características observadas no circuitosubtrator para sinais DC e AC.

...........................................................................................................................................

...........................................................................................................................................

...........................................................................................................................................

...........................................................................................................................................

...........................................................................................................................................

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Eletrônica Analógica – Pratica

257

EA 17: Amplificadores OperacionaisAstável com AOP

Objetivo;

1 – Reconhecer um circuito Amplificador Operacional como comparador.

Material utilizado;

- Bastidor de Sistema de Treinamento em Eletrônica Analógica (DeLorenzo);- Módulo EA 17: Amplificadores Operacionais;- Fonte de tensão simétrica +15V e -15V;- Osciloscópio;- Gerador de funções;- Cabinhos de conexão.

Introdução teórica

O circuito multivibrador astável com AOP comuta constantemente entre dois estadoslógicos produzindo um trem de pulsos com uma determinada freqüência.O circuito básico de um multivibrador astável com AOP é constituído de um capacitor ede três resistores externos.

A freqüência do sinal de saída pode ser calculada utilizando a seguinte formula.

)3R2R2

1(CIn1R2f1

T +==

Um circuito melhorado é apresentado na figura em seguida.

A fonte deve ser simétrica e os diodos zener produzem a “climpagem” do sinal,cortando os excessos de tensão.

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Eletrônica Analógica – Prática

258

Parte experimental

1 – Conectar o bastidor de treinamento de eletrônica analógica à rede de tensãoelétrica adequada.

2 – Colocar Módulo EA 17: Amplificadores Operacionais no bastidor.

Multivibrador astável

3 – Fazer as conexões de modo que o circuito funcione como um multivibrador astávelconforme a figura mostrada em seguida.

Fazer as conexões com cabinho curto.

4 – Ajustar a fonte de tensão simétrica DC para +12V e -12V. Conectar o pólo positivo+12V ao borne indicado por +VCC (B10) e o pólo negativo -12V ao borne indicadopor –VCC (B1) e a referencial terra ao borne indicado por GND (B7).

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Eletrônica Analógica – Pratica

259

5 – Conectar a ponta de prova do canal 1 do osciloscópio na saída do circuito aoborne indicado por B24.

Ajustar a base de tempo (Time/Div) e a sensibilidade vertical (Volt/div) doosciloscópio de forma a observar de três a cinco ciclos na tela.

Desenhar a forma de onda observada no gráfico em seguida.

6 – Determinar a freqüência do sinal com auxílio de um osciloscópio.

Freqüência de oscilação = _____________Hz.

Experimentar alterar a capacitância do circuito trocando por outros valores com afinalidade de observar a mudança de freqüência de oscilação.Utilizar o capacitor que está localizado no bastidor.

7 – Alterar o circuito acrescentando o potenciômetro ao circuito para variar o ganho docircuito conforme está mostrado a figura em seguida.

8 – Posicionar o potenciômetro para o mínimo de seu valor (sentido anti-horário).

9 – Conectar o canal 1 do osciloscópio na saída do circuito. Observar a forma de onda.

10 – Determinar a freqüência mínima e máxima com auxílio de um osciloscópio e

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Eletrônica Analógica – Prática

260

anotar em seguida.

Potenciômetro P2 com mínima

resistência ........................HzPotenciômetro P2 com resistênciamáxima ........................Hz

Descrever uma aplicação do circuito multivibrador astável com AOP.............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................

11 – Concluir a experimentação descrevendo as características observadas no circuitomultivibrador astável com AOP.

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...........................................................................................................................................

...........................................................................................................................................

...........................................................................................................................................

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...........................................................................................................................................

...........................................................................................................................................

...........................................................................................................................................

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Eletrônica Analógica – Pratica

261

EA 18: Amplificadores OperacionaisIntegrador com AOP

Objetivos;

1 – Analisar a forma de onda de saída de um Integrador com AmplificadorOperacional.

2 – Observar a resposta do integrador para diferentes formas de onda de entrada.

Material utilizado;

- Bastidor de Sistema de Treinamento em Eletrônica Analógica (DeLorenzo);- Módulo EA 18: Amplificadores Operacionais;- Osciloscópio de duplo traço;- Fonte de tensão Simétrica +15V e – 15V;- Gerador de funções;- Cabinhos de conexão.

Introdução teórica

Integrador

Um circuito RC série é considerado um integrador quando opera numa freqüênciamuito maior que a freqüência de corte.

Sendo o sinal de entrada uma onda quadrada (Vi) de freqüência muito maior que afreqüência de corte do circuito RC, o que significa τ = RC >>> T.

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Eletrônica Analógica – Prática

262

Quanto maior for a constante de tempo (τ = RC) em relação ao período, mais a forma!de onda no capacitor se aproxima de uma onda triangular sendo maior a sualinearidade.

Os circuitos integradores RC apresentam limitações práticas tais como;

- A ligação da carga altera o comportamento dos pulsos de saída.- Restrição quanto a largura dos pulsos de entrada.

O circuito integrador com Amplificador Operacional não apresenta estas limitações,estando restrito pelas condições de saturação positiva e negativa.

Na figura a seguir está mostrado um circuito integrador com AO.

O resistor R2 tem como finalidade obter estabilidade ao funcionamento na pratica.

Parte experimental

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Eletrônica Analógica – Pratica

263

1 – Conectar o bastidor de treinamento de eletrônica analógica à rede de tensãoelétrica adequada.

2 – Colocar Módulo EA 18: Amplificadores Operacionais no bastidor eletrônico.

3 – Selecionar o circuito Integrador na placa. Fazer as conexões conforme a figura a

seguir. Utilizar cabinho de conexão curta.

4 – Ajustar a fonte de tensão simétrica DC para +12V e -12V. Conectar o pólo positivo+12V ao borne indicado por +VCC (B7) e o pólo negativo -12V ao borne indicadopor –VCC (B1) e a referencial terra ao borne indicado por GND (B4).

5 – Conectar um gerador de funções na entrada do circuito ao borne indicado por B2.

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Eletrônica Analógica – Prática

264

Selecionar um sinal de onda quadrada, 5Vpp e 200Hz.

6 – Conectar a ponta de prova do canal 1 do osciloscópio ao borne indicado porEntrada 1 (B2) e a ponta de prova do canal 2 do osciloscópio ao borne indicadopor Saída 1 (B11).

Ajustar a base de tempo (Time/Div) de forma a visualizar de três a cinco ciclos natela do osciloscópio. Posicionar os feixes dos canais 1 e 2 de forma a observarambos sinais simultâneos na tela do osciloscópio. Utilizar modo DC.

Ajustar o potenciômetro P1 de forma a colocar o sinal de saída simétrica na saída do circuito integrador. Ajustar a amplitude do sinal de entrada de forma a obter a melhor integração do sinal.

7 – Medir a amplitude da tensão de entrada e saída com auxílio de osciloscópio eanotar no tabela a seguir.

Onda quadradade entrada (Vpp)

Sinal de saída (Vpp)

...........................Vpp ...........................Vpp

Observar a forma de entrada e saída. Desenhar as formas de onda observada no

gráfico de tela de osciloscópio a seguir.

8 – Observar a integração do sinal de onda quadrada no circuito. Pode-se considerar“bom integrador” ou “mal integrador” para esta freqüência? Justificar.

...........................................................................................................................................

...........................................................................................................................................

...........................................................................................................................................

...........................................................................................................................................

9 – Alterar vagarosamente a freqüência do sinal de onda quadrada aplicada àentrada do circuito a partir de 10Hz a 10kHz.

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Eletrônica Analógica – Pratica

265

Observar a faixa de freqüência em que o integrador pode ser considerado um“bom integrador” sem a alteração substancial da amplitude. Anotar a freqüênciamínima e máxima de um “bom integrador”.

Freqüência mínima = ____________Hz

Freqüência máxima = ___________Hz

10 – Selecionar a melhor faixa de freqüência de um “bom integrador”. Observar aforma de onda de entrada e saída. Desenhar as formas de ondas de entrada esaída na tela a seguir.

Descrever aplicações de um circuito integrador em circuitos analógicos e digitais............................................................................................................................................

...........................................................................................................................................

...........................................................................................................................................

Característica do circuito integrador para o sinal triangular e senoidal

11 – Selecionar uma onda triangular com freqüência de 1kHz e 5Vpp. Aplicar àentrada do circuito. Observe o comportamento do integrador para a ondatriangular. Desenhar a forma de onda de entrada e saída a seguir.

12 – Alterar vagarosamente a freqüência do gerador de 50 Hz a 5kHz (onda triangular

e 5Vpp) aplicada à entrada do integrador.

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Eletrônica Analógica – Prática

266

13 – Observar a forma de onda na saída do circuito em função da variação dafreqüência do sinal dente de serra aplicado na entrada do circuito integrador.Descrever as características observadas.

......................................................................................................................................................................................................................................................................................

...........................................................................................................................................

...........................................................................................................................................

14 – Selecionar uma onda senoidal com freqüência de 1kHz e 5Vpp. Aplicar àentrada do circuito. Observe o comportamento do integrador para a ondasenoidal. Desenhar a forma de onda de entrada e saída a seguir.

15 – Alterar vagarosamente a freqüência do gerador de 50 Hz a 5kHz, onda senoidal

e 5Vpp, aplicada à entrada do integrador.

16 – Observar a forma de onda na saída do circuito em função da variação dafreqüência do sinal senoidal aplicado na entrada do circuito integrador.Descrever as características observadas.

...........................................................................................................................................

...........................................................................................................................................

...........................................................................................................................................

...........................................................................................................................................

17 – Concluir a experimentação descrevendo as características observadas numcircuito integrador com AOP.

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Eletrônica Analógica – Pratica

267

EA 18: Amplificadores OperacionaisDiferenciador com AOP

Objetivos;

1 – Analisar a forma de onda de saída de um diferenciador com AmplificadorOperacional.

2 – Observar a resposta do diferenciador para diferentes formas de onda de entrada.

Material utilizado;

- Bastidor de Sistema de Treinamento em Eletrônica Analógica (DeLorenzo);- Módulo EA 18: Amplificadores Operacionais;- Osciloscópio de duplo traço;- Fonte de tensão Simétrica +15V e – 15V;- Gerador de funções;- Cabinhos de conexão;

Introdução teórica

Diferenciador

O circuito diferenciador é essencialmente um detector de variação de tensão, aplicadoprincipalmente na detecção de bordas de subida e descida de pulsos retangulares.

A diferenciação pode ser feita por um circuito RC, desde que sejam atendidas duascondições;

A tensão de saída seja tomada sobre o resistor.

A largura dos pulsos for pelo menos 10 vezes maior que a constante de tempo RC do

circuito.

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Eletrônica Analógica – Prática

268

Circuito diferenciador com Amplificador OperacionalOs circuitos integradores RC apresentam limitações práticas tais como;

- A ligação da carga altera o comportamento dos pulsos de saída.- Restrição quanto a largura dos pulsos de entrada.

O circuito diferenciador com Amplificador Operacional não apresenta estas limitações,estando restrito pelas condições de saturação positiva e negativa.

Na figura a seguir está mostrado um circuito diferenciador com AO.

O resistor R2 tem como finalidade dar estabilidade ao funcionamento pratica.

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Eletrônica Analógica – Pratica

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Parte experimental

1 – Conectar o bastidor de treinamento de eletrônica analógica à rede de tensãoelétrica adequada.

2 – Colocar Módulo EA 18: Amplificadores Operacionais.

3 – Selecionar o circuito Diferenciado na placa. Fazer as conexões conforme a figura aseguir. Utilizar cabinho de conexão curta.

4 – Ajustar a fonte de tensão simétrica DC para +12V e -12V. Conectar o pólo positivo+12V ao borne indicado por +VCC (B7) e o pólo negativo -12V ao borne indicadopor –VCC (B1) e a referencial terra ao borne indicado por GND (B4).

5 – Conectar um gerador de funções na entrada do circuito ao borne indicado por B15.Selecionar um sinal de onda quadrada, 4Vpp e 50Hz (referência).

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Eletrônica Analógica – Prática

270

6 – Conectar a ponta de prova do canal 1 do osciloscópio na entrada do circuitoindicado pelo borne B15 e a ponta de prova do canal 2 do osciloscópio na saída docircuito indicado pelo borne, Saída 2 (B19).

Ajustar os dois feixes dos canais 1 e 2 de forma a visualizar ambos sinais na telado osciloscópio. Ajustar a base de tempo de forma a visualizar de três a cincociclos do sinal na tela.

Ajustar o potenciômetro P2 de forma a obter (off-set) uma forma de onda simétrica na saída do diferenciador. Este ajuste permite compensar o ajuste de off set do sinal proveniente do gerador de funções.

7 – Medir as tensões de entrada e saída com auxílio de osciloscópio e anote a seguir.

Onda quadradade entrada (Vpp)

Sinal de saída (Vpp)

...........................Vpp ...........................Vpp

8 – Desenhar a forma de onda de entrada e saída na tela a seguir.

9 – Alterar a freqüência do gerador de funções para 100Hz. Desenhar a forma deonda.

10 – Observar o sinal de saída diferenciada (derivada).

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Eletrônica Analógica – Pratica

271

Pode-se dizer que o circuito operando nesta freqüência é um bom derivador oumau derivador?

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...........................................................................................................................................

11 – Alterar a freqüência do gerador de funções para 250Hz, observando a forma deonda de saída. Desenhar a figura observada na tela a seguir.

12 – Alterar a freqüência do gerador de funções para 500Hz, observando a forma deonda de saída.Desenhar a figura observada na tela a seguir.

13 – Alterar a freqüência do gerador para 1kHz ou a mais e observar a forma de onda

de saída.

14 – O circuito atua como um “bom” diferenciador ao longo de uma larga faixade freqüência? Descreva a ocorrência.

...........................................................................................................................................

...........................................................................................................................................

...........................................................................................................................................

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Característica do circuito diferenciador para o sinal triangular e senoidal

15 – Alterar o sinal de entrada para uma onda triangular, 200Hz e 4Vpp. Ajustar a

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Eletrônica Analógica – Prática

272

potenciômetro P2 de forma a obter na saída uma onda simétrica semdeformação.

16 – Observar a forma de onda de entrada e saída. Desenhar as formas de ondasrespeitando as fases.

17 – Alterar o sinal aplicado na entrada por uma onda Senoidal.Manter a freqüência do sinal em 200Hz e amplitude para 4Vpp.

18 – Observar o sinal de entrada e saída do circuito diferenciador.Desenhar os sinais de entrada e saída a seguir, respeitando as suas fases.

19 – Escrever as características apresentadas num circuito diferenciador (derivador)com sinais quadrados, triangular e senoidal aplicado na sua entrada.

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Eletrônica Analógica – Pratica

273

EA 19: OsciladoresOscilador Harmônico Colpitts

Objetivos;

1 – Conhecer o funcionamento do circuito oscilador harmônico Colpitts.2 – Observar as formas de onda de um oscilador harmônico Colpitts.

Material utilizado;

- Bastidor de Sistema de Treinamento em Eletrônica Analógica (DeLorenzo);- Módulo EA 19: Osciladores;

- Osciloscópio de duplo traço;- Fonte de tensão de 12V;- Cabinhos de conexão.

Introdução teórica

Oscilador Colpitts

Os osciladores harmônicos podem se classificados em osciladores de freqüência livreou de freqüência controlado a cristal.Na figura a seguir está mostrado um circuito oscilador harmônico do tipo Colpitts.

A freqüência do sinal do oscilador é determinada pelo circuito ressonante formadopelos capacitores C3, C4 e o indutor L1.

A inversão de fase é obtida pelo circuito divisor de tensão formado pelos capacitoresC3 e C4 formando uma tomada central entre os terminais da bobina L1.

A freqüência do sinal do oscilador é determinada pelo circuito ressonante formadospelos capacitores C3, C4 e o indutor L1.

Para determinar a freqüência de ressonância do circuito oscilador, emprega-se aseguinte expressão matemática.

CeqL2

1fo

⋅π=

4C3C4C3C

Ceq+

⋅=

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Eletrônica Analógica – Prática

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Parte experimental

1 – Conectar o bastidor eletrônico (DeLorenzo) na rede elétrica adequada.

2 – Pegar o Módulo EA 19: Osciladores e localizar o circuito oscilador Colpittsa seguir.

3 – Ajustar a tensão da fonte DC para 12V. Conecte o pólo positivo da fonte no borneindicado por B1 e o pólo negativo no borne indicado B4.

4 – Conectar a ponta de prova do canal 1 do osciloscópio à saída do circuito osciladorao borne indicado por B2 e o referencial de terra ao borne indicado por B4.

5 – Ajustar a base de tempo (Time/Div) adequadamente até visualizaaproximadamente cinco ciclos na tela do osciloscópio.

Reproduzir a forma de onda visualizada na tela do osciloscópio.

A forma de onda não senoidal é devida ao ganho elevado do amplificador.Reduzindo o ganho do amplificador possibilita a obtenção de um sinal

senoidal (harmônico).

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Eletrônica Analógica – Pratica

275

6 – Medir a tensão de pico a pico do sinal e anote no quadro a seguir.

Tensão de Saída (Vpp)

..........................Vpp

7 – Calcular teoricamente a freqüência de oscilação do circuito utilizando os seguintesvalores de componentes; L1 = 560µH, C3 e C4 = 1nF.

Use as seguintes expressões para determinar a freqüência de ressonância ;

CeqL2

1fo

⋅π=

4C3C4C3C

Ceq+

⋅=

8 – Anotar o valor da freqüência calculada no quadro a seguir.

Freqüência Calculada (Hertz) ..........................Hz

9 – Medir a freqüência de oscilação do circuito com auxílio de um osciloscópio.

Freqüência de Oscilação (Hertz) ..........................Hz

10 – Confrontar os valores teóricos e práticos da freqüência de oscilação do circuito.Escreva a validade desta comprovação admitindo que os componentes e oinstrumento de medidas possui tolerâncias de seus valores.

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...........................................................................................................................................

...........................................................................................................................................

Verificação da inversão de fase do sinal de realimentação

Conectar a ponta de prova do canal 1 do osciloscópio ao circuito LC do osciladorao borne indicado por B2.

Conectar a ponta de prova do canal 2 do osciloscópio ao circuito LC do osciladorao borne indicado por B3.

12 – Ajustar as entradas dos canais do osciloscópio (Volt/Div), os canais 1 e 2 de talforma a obter os dois sinais de mesma amplitude na tela do osciloscópio.Reproduzir ambas as figuras no gráfico de tela a seguir.

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Eletrônica Analógica – Prática

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13 – Concluir a experimentação descrevendo as características de um osciladorharmônico Colpitts.

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Eletrônica Analógica – Pratica

277

EA 19: OsciladoresOscilador Harmônico Duplo T

Objetivos;

1 – Conhecer o funcionamento do circuito oscilador harmônico duplo T.2 – Observar as formas de onda de um oscilador harmônico duplo T.

Material utilizado;

- Bastidor de Sistema de Treinamento em Eletrônica Analógica (DeLorenzo);- Módulo EA 19: Osciladores;- Osciloscópio de duplo traço;- Fonte de tensão de 12V- Cabinhos de conexão.

Introdução teórica

Oscilador Duplo T

Este tipo de oscilador, a realimentação passa por um “duplo T” de tal maneira que oamplificador passa a aceitar apenas uma determinada freqüência, que é aquela para aqual o duplo T está sintonizado.

Na figura a seguir está mostrado um circuito oscilador duplo T.

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Eletrônica Analógica – Prática

278

Parte experimental

1 – Conectar o bastidor eletrônico (DeLorenzo) na rede elétrica adequada.

2 – Pegar o Módulo EA 19: Osciladores e localizar o circuito oscilador Duplo T aseguir.

3 – Ajustar a tensão da fonte DC para 12V. Conecte o pólo positivo da fonte no borneindicado por B11 e o pólo negativo no borne indicado B12.

4 – Conectar a ponta de prova do osciloscópio, Canal 1 na saída do circuito oscilador,no borne indicado por B13 e o referencial de terra ao borne indicado por B14.

5 – Posicionar o cursor do potenciômetro P1 na metade de sua resistência.Ajuste a base de tempo de tal maneira a observar três a quatro ciclos na tela.Observe o sinal de oscilação e registre na tela a seguir.

A forma de onda não senoidal é devida ao ganho elevado do amplificador.Reduzindo o ganho do amplificador possibilita a obtenção de um sinal senoidal(harmônico).

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Eletrônica Analógica – Pratica

279

6 – Medir a freqüência de oscilação do circuito com auxílio de um osciloscópio.

Freqüência de Oscilação (Hertz) ..........................Hz

7 – Fazer a conclusão da experimentação de acordo com as característicasobservadas no circuito Duplo T.

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Eletrônica Analógica – Prática

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Eletrônica Analógica – Pratica

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EA 19: OsciladoresOscilador a cristal com Portas Lógicas

Objetivos;

1 – Conhecer o funcionamento do circuito oscilador.2 – Observar as formas de onda de um oscilador a cristal

Material utilizado;

- Bastidor de Sistema de Treinamento em Eletrônica Analógica (DeLorenzo);- Módulo EA 19: Osciladores;- Osciloscópio de duplo traço;- Fonte de tensão ajustável DC de 0 - 12V- Cabinhos de conexão.

Introdução teórica

Oscilador com Portas Lógicas e CristalO circuito de figura a seguir é um gerador de clock bem conhecido e muito utilizado.Os dois inversores fornecem uma defasagem de 360°e ntre os pontos A e B.

No ponto indicado B, uma parte do sinal é realimentada para (A) por meio do cristal.O sinal de realimentação sendo positivo, o circuito entra em oscilação.Cada bloco formado por uma inversora e um resistor constitui um amplificador naforma de conversor corrente para tensão.Cada inversora fornece um ganho entre a corrente na entrada e a tensão de saída de(-R).O sinal AC é acoplado entre os dois blocos por meio do capacitor C.

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Parte experimental

1 – Conectar o bastidor eletrônico (DeLorenzo) na rede elétrica adequada.

2 – Pegar o Módulo EA 19: Osciladores e localizar o circuito abaixo aseguir.

3 – Ajustar a tensão da fonte DC para 12V. Conecte o pólo positivo da fonte no borneindicado por B5 e o pólo negativo no borne indicado B6.

4 – Conectar a ponta de prova do osciloscópio, Canal 1 na saída do circuito oscilador,no borne indicado por B9 e o referencial de terra ao borne indicado por B10.

5 – Ajustar a base de tempo (Time/Div) adequadamente até visualizaraproximadamente cinco ciclos na tela do osciloscópio.

6 – Medir a tensão de pico a pico do sinal e anote no quadro a seguir.

7 – Ajustar a base de tempo (Time/Div) do osciloscópio para que visualize de um adois ciclos na tela. Com auxílio de osciloscópio, calcular a freqüência de oscilaçãodo circuito e anote a seguir.

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Eletrônica Analógica – Pratica

283

8 – Comparar o valor da freqüência calculada com a freqüência marcada na placa em

32.768kHz.

; A medição de freqüência efetuada com auxílio de osciloscópio não permite obter um valor da freqüência com precisão, porém pode-se obter um valor de freqüência aproximada.

9 – Desenhar a forma observada na tela do osciloscópio a seguir.

10 – Manter a ponta de prova do osciloscópio na saída do circuito ao borne indicado

por B9 e o referencial de terra ao borne indicado por B10.Ajustar a base de tempo do osciloscópio para 10µs de forma a observarAproximadamente três ciclos na tela.

Variação de freqüência em função da variação da tensão de alimentação

11 – Conectar a ponta de prova positiva do multímetro com a escala de Volts ao borneindicado B5 e o negativo ao borne indicado por B6, borne de alimentação docircuito oscilador.

12 – Reduzir a tensão de 12V para 8V observando a tensão no voltímetro e o períododo sinal de oscilação mostrado na tela do osciloscópio.

13 – Repetir a operação variando a fonte de tensão entre 8V a 12V.Observar cuidadosamente se pode notar a variação de período de oscilação coma variação da tensão de alimentação do circuito.

Houve a variação do período (freqüência) do sinal de oscilação com a variação atensão de alimentação do circuito oscilador?

......................................................................................................................................................................................................................................................................................

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Eletrônica Analógica – Prática

284

Pode-se considerar que um oscilador a cristal apresenta boa estabilidade na suafreqüência de oscilação quando varia a tensão de alimentação?

...........................................................................................................................................

...........................................................................................................................................

...........................................................................................................................................

...........................................................................................................................................

14 – Conectar a ponta de prova do canal 1 do osciloscópio ao borne indicado por B7 eo referencial de terra ao borne indicado por B10.Conectar a ponta de prova do canal 2 do osciloscópio ao borne indicado por B8 eo referencial de terra ao borne indicado por B10.

15 – Ajustar a base de tempo (Time/Div) do osciloscópio de tal forma a observar detrês a cinco ciclos na tela.

Ajustar a entrada (Volt/Div) para que possa visualizar os dois sinais emaproximadamente duas divisões verticais na tela do osciloscópio.

Reproduza a forma de onda observada no gráfico de tela a seguir.

16 – Concluir a experimentação descrevendo as características observadas sobrecircuito oscilador a cristal com porta lógica.

...........................................................................................................................................

...........................................................................................................................................

...........................................................................................................................................

...........................................................................................................................................

...........................................................................................................................................

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Eletrônica Analógica – Pratica

285

EA 23: Resistores-Associação de ResistoresCódigo de cores em resistores

Objetivo;

1 – Identificar valores de resistores por sistema de códigos de cores2 – Familiarizar com o ôhmímetro na medição de resistência elétrica dos resistores

Material utilizado;

- Bastidor de Sistema de Treinamento em Eletrônica Analógica (DeLorenzo);- Módulo EA 23: Resistores – Associação de Resistores;

- Multímetro

Introdução teóricaOs resistores são identificados por um sistema de código de cores. As cores nosresistores podem vir impressas em quatro ou cinco faixas.Os resistores padronizados em quatro faixas podem ser conforme a ilustração aseguir. Código de cores para resistores de filme com quatro faixas

Código de cores para resistores de filme com cinco faixas

Parte experimental

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286

1 – Pegar o Módulo EA 23: Resistores – Associação de Resistores.

2 – Localizar os resistores na parte B da placa.

3 – Identificar aleatoriamente os resistores disponíveis na placa e preencha as 1ªcoluna (Cores das faixas) e 2ª coluna (Valor nominal, lido) da tabela 1 a seguir.

4 – Medir a resistência elétrica dos respectivos resistores anotados na tabela 1 eanotar o valor medido na coluna (Valor Medido) na tabela em seguida.

5 – Completar a última coluna da tabela, o valor da tolerância dos resistoresaplicando a equação em seguida.

100)V

VV((%)RTolerância

nom

nommed ×−

=∆⇒

O valor marcado no resistor confere com a medida?........................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................

Qual a causa de eventuais diferenças que ocorrem entre os valores nominais emedidos com o ôhmímetro?

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

EXERCÍCIOS

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Eletrônica Analógica – Pratica

287

6 – Determinar os valores de resistores cujas faixas coloridas são;a - marrom, preta, vermelha, marrom = ___________ Ω; tolerância:____ (%)b - laranja, marrom, verde, ouro =___________ Ω; tolerância: ____(%)c – laranja, preta, preta, marrom = ___________ Ω; tolerância: ____(%)d - laranja, cinza, vermelho, vermelho =___________ Ω; tolerância: ____(%)e - vermelho, azul, verde, marrom, ouro =___________ Ω; tolerância: ____(%)

7 – Assinalar as cores correspondentes conforme os valores dos resistores aseguir.a - 56kΩ 5% = ____________,_____________,____________,___________ b - 27kΩ 5% = ____________,_____________,____________,___________ c - 47kΩ 2% = ____________,_____________,____________,___________ d - 39kΩ 1% = ____________,_____________,____________,___________

8 – Completar as cores que faltam para o valor dos resistores a seguir.a - 470Ω 1% = Amarelo , ____________, marrom , _________ b - 12kΩ 5% = ____________ , vermelho , ___________, _________ c - 6,8Ω 1% = Azul , cinza , ___________, _________ d - 220kΩ 5% = ____________ , ____________ , amarelo , _________ e - 2,7MΩ 1% = Vermelho , violeta , ___________, _________ f - 0,39Ω 2% = ____________ , ____________ , prata , _________

9 – Fazer as conversões de valores (Múltiplos e Submúltiplos da unidade)

680Ω = _______________kΩ 3,3kΩ = ______________ Ω 1,5MΩ = _______________kΩ 180kΩ = ______________MΩ 2,7kΩ = _______________ Ω 0,15MΩ = ______________kΩ 3,9kΩ = _______________MΩ 0,0047MΩ = ______________ Ω

10 – Qual a denominação do instrumento destinado a medida de resistênciaelétrica?

...........................................................................................................................................

...........................................................................................................................................

...........................................................................................................................................

...........................................................................................................................................

...........................................................................................................................................

11 – Descrever uma aplicação em circuito elétrico utilizando o efeito da resistênciaelétrica.

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288

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289

EA 23: Resistores-Associação de ResistoresAssociação de resistores em série

Objetivos;

1 – Comprovar a resistência equivalente de uma associação de resistores série.2 – Medir a resistência equivalente de uma associação de resistores.3 – Medir as correntes numa associação de dipolos em série.4 – Medir as tensões numa associação de dipolos em série.

Material utilizado;

- Bastidor de Sistema de Treinamento em Eletrônica Analógica (DeLorenzo);- Módulo EA 23: Resistores – Associação de Resistores;- Fonte de tensão DC ajustável 0 – 12V- Multímetro;- Cabinhos de conexão.

Introdução teóricaUma associação de resistores é denominada série quando os resistores que acompõem estão interligados de forma que exista apenas um caminho para acirculação da corrente entre os seus terminais.

A resistência total equivalente é a soma das resistências parciais.

Req = R1 + R2 + R3 + ... + Rn.

Bipolos elétricos estão ligados (ou associados) em série quando a corrente que passa por um deles é a mesma que passa por todos os outros.

I T = I R1 = I R2 = I R3 = I R4

VCC = VR1 + VR2 + VR3 + VR4 +...+ VRn

A potência total do circuito série é;

Pt = PR1 + PR2 + PR3 + PR4

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290

Parte experimental

Associação série de resistores1 – Colocar o Módulo EA 23: Resistores – Associação de Resistores no bastidor.

2 – Localizar os valores dos resistores necessários para a montagem do circuito naplaca.

3 – Montar o circuito da figura a seguir. Fazer as conexões com auxílio de cabinhosde ligação entre os bornes de seus respectivos componentes da placa.

4 – Calcular a resistência equivalente do circuito (R1, R2, R3, R4)

Req (calculada) = ________________ Ω

5 – Medir a resistência total do circuito conectando a ponta de prova do ôhmímetroentre os bornes indicados B1e B3.

Req (medida) = _____________ Ω

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O valor confere com a calculada?

......................................................................................................................................

6 – Comparar o valor real medido com o valor calculado. O resultado foi diferente?Justificar.

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

7 - Ajustar a fonte de tensão DC para 5V.

8 – Conectar ao circuito conforme está mostrado na figura em seguida.

9 – Medir as correntes do circuito série aos pontos indicados por I1, I2, I3 I4 e I5,e anote na tabela 1 em seguida.

Atenção! Para medir corrente em um dipolo, é necessário abrir o circuitoe conectar o miliamperímetro em série com o circuito e com polaridadecorreta. Observe a figura mostrada em seguida.

Tabela 1

I 1 I 2 I 3 I 4 I 5

10 – Calcular a corrente total do circuito aplicando a lei de Ohm.

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Eletrônica Analógica – Prática

292

11 – Comparar a corrente total calculada com os valores das correntes medidas noitem 9.

O que se pode observar nos resultados das medidas da corrente nestecircuito?

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

É correto afirmar que numa associação de dipolos (resistores) em série acorrente total que circula num dipolo é a mesma que circula na outra?

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

12 – Medir as tensões dos resistores do circuito com auxílio de um multímetro eanotar na tabela 2 em seguida.

Tabela 2

VCC VR1 VR2 VR3 VR4

................. V ................. V ................. V ................. V ................. V

É correto afirmar que numa associação de dipolos (resistores) em série asoma das tensões dos dipolos é a tensão aplicada pelo gerador?

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

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293

EA 23: Resistores-Associação de ResistoresAssociação de resistores em paralelo

Objetivos;

1 – Comprovar a resistência equivalente de uma associação de resistores paralelo.2 – Medir a resistência equivalente de uma associação de resistores.3 – Medir as correntes dos dipolos numa associação em paralelo.4 – Medir as tensões dos dipolos numa associação em paralelo.

Material utilizado;

- Bastidor de Sistema de Treinamento em Eletrônica Analógica (DeLorenzo);- Módulo EA 23: Resistores – Associação de Resistores;- Fonte de tensão DC ajustável 0 – 12V- Multímetro;- Cabinhos de conexão.

Introdução teórica

Uma associação de bipolos elétricos em paralelo a tensão sobre um deles é a mesmasobre todos os outros. A corrente num circuito paralelo existem mais de um caminhopara a circulação da corrente elétrica nos terminais dos dipolos.

VR1 =VR2 + VR3 = VR4 = VRn...

A corrente no circuito paralelo pode ser obtida a partir da 1ª Lei de Kirchhoff.

I T = I R1 + I R2 + I R3 + I R4 +... + I Rn

O valor da resistência equivalente de uma associação de resistores em paralelo é sempre menor que o resistor de menor valor da associação.

Rn1

...2R

11R

1qRe

1+++=

Numa associação de dois resistores pode-se utilizar a seguinte equação;

2R1R2R1R

qRe+

⋅=

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294

Parte experimental

1 – Colocar o Módulo EA 23: Resistores – Associação de Resistores no bastidor.

2 – Localizar os valores dos resistores necessários para a montagem do circuito naplaca.

3 – Montar o circuito da figura a seguir.

4 – Calcular o valor da resistência equivalente da associação de resistores emparalelo.

Req (calculada) = ________________ Ω

5 – Medir a resistência total da associação conectando a ponta de prova entre osbornes indicados B1 e B3.

Req (medida) = ________________ Ω O valor confere com a calculada?......................................................................................................................................

6 – Comparar o valor real medido com o valor calculado.

O resultado foi diferente. Justificar.............................................................................................................................................................................................................................................................................

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

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Eletrônica Analógica – Pratica

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7 – Ajustar a fonte de tensão DC para 5V.

8 – Aplicar ao circuito entre os pontos A e B.

9 – Medir a tensão nos resistores do circuito com auxílio de um multímetro, anotarna tabela 1 em seguida.

Tabela 1

VCC VR1 VR2 VR3

10 – Medir a corrente dos resistores a associação e completar a tabela

Tabela 2

IT IR1 IR2 IR3

Comprovar o enunciado das leis de Kirchhoff para as correntes e tensõesdo circuito utilizando os dados das tabelas 1 e 2 para uma associação de

resistores em paralelo.....................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................

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297

EA 23: Resistores-Associação de ResistoresAssociação mista de resistores

Objetivos;

1 – Comprovar a resistência equivalente de uma associação de resistores mista.2 – Medir a resistência equivalente de uma associação mista de resistores.3 – Medir as correntes numa associação mista de resistores.4 – Medir as tensões numa associação mista de resistores.

Material utilizado;

- Bastidor de Sistema de Treinamento em Eletrônica Analógica (DeLorenzo);- Módulo EA 23: Resistores – Associação de Resistores;- Fonte de tensão DC ajustável 0 – 12V- Multímetro;- Cabinhos de conexão.

Introdução teórica

Considera-se uma associação mista de resistores (dipolos) quando o circuito é

constituído de malhas com dipolos em série e malhas de dipolos em paralelo.Na figura em seguida está mostrado um circuito de uma associação de resistoresmista.

Numa associação de dipolos em série é a soma das resistências parciais.

Req = R1 + R2 + R3 + ... + Rn.

O valor da resistência equivalente de uma associação de resistores em paralelo é sempre menor que o resistor de menor valor da associação.

Rn1

...2R

11R

1qRe

1+++=

Numa associação de dois resistores pode-se utilizar a seguinte equação;

2R1R

2R1RqRe

+

⋅=

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Eletrônica Analógica – Prática

298

Parte experimental

1 – Colocar o Módulo EA 23: Resistores – Associação de Resistores.

2 – Localizar os valores dos resistores necessários para a montagem do circuito naplaca.

3 – Montar o circuito da figura a seguir.

4 – Determinar por meio de cálculo, a resistência total entre os pontos A e B daAssociação.

R eq = ________________ Ω (calculada)

5 – Medir a resistência elétrica entre os pontos A e B com auxílio de um multímetro.

R total = ______________ Ω (medida com ôhmímetro)

6 – Comparar o valor da resistência total medida com o valor da resistênciacalculada.

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Eletrônica Analógica – Pratica

299

O resultado foi diferente? Justificar...............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................

7 – Medir as quedas de tensões sobre os resistores do circuito e anotar na tabela 1em seguida.

Tabela 1VCC VR1 VR2 VR3 VR4 VR5 VR6

............ V ............ V ............ V ............ V ............ V ............ V ............ V

8 – Aplicar a lei de Kirchhoff das tensões obtidas nas malhas com a tensãofornecida pela fonte.

É correto dizer que a queda de tensão sobre o resistor R2 é a soma das quedasde tensões de R2 + R5 e R4? Justifique a resposta.

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

...........................................................................................................................................

.................................................................................................................................

9 – Calcular a corrente total do circuito com base na resistência equivalente totaldeterminada no item 4.

Corrente total do circuito = ____________

10 – Medir a corrente total do circuito.

Para medir a corrente do circuito, deve-se abrir o circuito e inserir omiliamperímetro em série com polaridade adequada.

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Eletrônica Analógica – Prática

300

Corrente total = ______________

A corrente medida confere com a corrente calculada teoricamente?

............................................................................................................................................................................................................................................................................

De que se pode atribuir a pequenas diferenças entre o valor da correntemedida e calculada?

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

11 – Concluir a experimentação validando o conceito de associação mista de

resistores.................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................

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301

EA 24: Amplificador com JFET e MOSFETAmplificador com JFET autopolarizado

Objetivos;

1 – Verificar o funcionamento da autopolarização para o transistor JFET.2 – Verificar a inversão de fase do sinal de saídas e ganho de amplificação.

Material utilizado;

- Bastidor de Sistema de Treinamento em Eletrônica Analógica (DeLorenzo);- Módulo EA 24: Amplificador com JFET e MOSFET;- Fonte de tensão ajustável de 0 -15V;- Gerador de funções;- Osciloscópio;- Multímetro;- Cabinhos de conexão.

Introdução teórica

Autopolarização, a polarização visa colocar o transistor FET em um ponto defuncionamento.Os J-FETs e os MOS-FETs tipo deplexão empregam uma forma de polarizaçãodenominada de autopolarização. A figura a seguir mostra um exemplo a partir dosJFEs canal N.

O componente tem a seguinte função:RD – estabelece o potencial no terminal dreno e limita a corrente elétrica ID.RG – Mantém o terminal porta ao potencial de terra (0V) uma vez que não há correntecirculante neste terminal.RF – dá origem à um potencial no terminal fonte quando é percorrido por ID. Por meiodeste resistor controla-se a polarização porta-fonte (VGS).Atuando no valor de RF altera-se o valor de VGS o que permite ajustar o ponto defuncionamento do circuito.CE e CS – capacitores de acoplamento de entrada e saída.CF – capacitor de desacoplamento do terminal fonte, que cumpre função semelhante

ao capacitor de emissor nos transistores bipolares.

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302

Parte experimental

1 – Conectar o bastidor de treinamento eletrônico na rede de tensão adequada.

2 – Colocar o Módulo EA 24: Amplificador com JFET e MOSFET no bastidor.

3 – Fazer as conexões do circuito amplificador com FET conforme está mostradono diagrama esquemático a seguir.

Utilizar cabinhos de conexão mais curta possível.Fios de conexão longa podem funcionar como “antena” e introduzir ruídos quepoderão interferir no funcionamento normal do circuito.

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Eletrônica Analógica – Pratica

303

Medidas de tensão DC de polarização

4 – Ajustar a tensão da fonte em +12V. Conectar o pólo positivo da fonte ao borne

do circuito indicado por +VCC (B4) e o pólo negativo ao borne indicado por GND(B3).

5 – Conectar um voltímetro sobre o resistor de fonte (S), potenciômetro P2.Ajustar o potenciômetro P2 de forma a obter tensão de 2V entre o S e o

referencia de terra.

VRS (P2=1K) = _____________V

6 – Medir a tensão da “porta” (VGS).

VG = – _______ V

7 – Explicar como surge a tensão negativa na “porta” (G).........................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................

Nota-se que a tensão no resistor RS (resistor de fonte) é a tensão VG, porémcom a polaridade invertida. Isto significa que alterando a tensão do resistor defonte, altera-se a polarização da porta (gate). Este tipo de polarização daporta (gate) denomina-se autopolarização.

8 – Medir as tensões de polarização DC do circuito.

O que acontecerá com os valores ID, VGS e VDS se o valor da tensão sobre oresistor de fonte P2 for aumentado?

...........................................................................................................................................

.................................................................................................................................

9 – Conectar um gerador de funções com sinal senoidal, freqüência em 1kHz naentrada do circuito ao borne indicado por B2 e B3.

Tabela 1VCC VGS VDS VRS (P2) VRD (R6) VG (VR5)

............ V .............V .............V .............V .............V ............V

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Eletrônica Analógica – Prática

304

10 – Conectar a ponta de prova do canal 1 do osciloscópio na saída ao borneindicado por Saída (B17) e a ponta de prova do canal 2 na entrada ao borneindicado por Entrada (B2).

Ajustar a base de tempo (Time/Div) do osciloscópio de forma a observar detrês a cinco ciclos na tela. Colocar no modo que possibilite observar ambossinais simultâneos na tela.

11 – Ajustar a amplitude do sinal do gerador de funções de forma a obter o máximode amplitude do sinal de saída sem deformação.

12 – Observar as formas de ondas e fase do sinal de entrada e saída. Desenhar as

formas de ondas respeitando as suas fases.

Qual a relação de fase entre o sinal de entrada e saída?............................................................................................................................................................................................................................................................................

13 – Medir a tensão de entrada e saída.

Ve = _____________mV Vs = _____________V

14 – Calcular o ganho de tensão e ganho em dB.

GV = ____________ dB = ____________

15 – Conectar o capacitor C3 (capacitor de desacoplamento do sinal AC) aoreferencial de terra.Ligar um fio condutor entre os bornes B18 ao borne B12 (GND).Utilizar cabinho curto para a ligação.

16 – Conectar as pontas de provas do osciloscópio na entrada e saída do

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Eletrônica Analógica – Pratica

305

amplificador.Ajustar a amplitude do sinal do gerador de funções de forma a obter o máximoDe amplitude do sinal de saída sem deformação.

17 – Medir a tensão de entrada e saída.

Ve = _____________mV Vs = _____________V

18 – Calcular o ganho de tensão e ganho em dB.

GV = ____________ dB = ____________

19 – Comparar o ganho de tensão sem e com o capacitor de desacoplamento AC(RS). Descrever as características.

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

É correto afirmar que a realimentação negativa no resistor de “fonte” (RS)observada no amplificador com JFET é semelhante ao circuito que utilizamtransistores bipolares?

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......................................................................................................................................

20 – Concluir a experimentação descrevendo as características observadasnum amplificador com JFET.

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EA 24: Amplificador com JFET e MOSFETAmplificador com JFET polarizado com tensão DC

Objetivos;

1 – Verificar o princípio de polarização de um amplificador JFET com tensão DC.2 – Verificar a inversão de fase do sinal de saídas e o ganho de tensão do circuito.

Material utilizado;

- Bastidor de Sistema de Treinamento em Eletrônica Analógica (DeLorenzo);- Módulo EA 24: Amplificador com JFET e MOSFET;- Fonte de tensão ajustável de 0 -15V;- Gerador de funções;- Osciloscópio de duplo traço;- Multímetro;- Cabinhos de conexão.

Introdução teórica

Considerando-se que um transistor FET tipo N funciona com polarização negativa naporta (gate), a polarização pode ser feita por uma tensão CC negativa aplicada naporta, conforme está mostrada na figura s seguir.

A polarização por tensão dc pode ser aplicada na polarização por intermédio de umdivisor de tensão com RG1 conectado ao pólo positivo da alimentação e RG2 ao pólonegativo de uma fonte de tensão simétrica.A tensão dc negativa aplicada na porta obtém-se a tensão sobre o resistor RF o queequivale a tensão obtida numa auto polarização do amplificador FET.

As características como ganho de amplificação, inversão de fase etc não semelhanteao de auto polarização.

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Parte experimental

1 – Conectar o bastidor de Eletrônica Analógica à uma rede de tensão adequada.

2 – Colocar o Módulo EA 24: Amplificador com JFET e MOSFET no bastidor.

3 – Montar o circuito por intermédio de cabinhos de conexão conforme estámostrado no diagrama esquemático a seguir. Utilizar cabinhos curtos para aconexão.

4 – Ajustar a tensão da fonte em +12V. Conectar o pólo positivo da fonte ao bornedo circuito indicado por +VCC (B4) e o pólo negativo ao borne indicado por GND(B1).

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5 – Conectar um voltímetro com a ponta de prova negativa na “porta” (G) (B9) e aponta de prova positiva na “fonte” (S) (B15).

6 – Ajustar o potenciômetro P2 (1K) de forma a obter uma tensão negativa deaproximadamente de -1 a -2V.

Utilizar o potenciômetro de 1K Ω ΩΩ Ω do bastidor para obter sinal de baixa amplitude a ser aplicado na entrada do amplificador entre os bornes B2 e B3.

7 – Ajustar o gerador para um sinal senoidal e 1kHz 2Vpp sobre o potenciômetroPot (1kΩ).

Ajustar o potenciômetro Pot (1K) de forma que o sinal entre os bornes B2 e B3seja nula, ou seja, sem sinal.

8 – Conectar a ponta de prova do canal 1 do osciloscópio na saída do circuitoindicado pelo borne indicado por Saída 1 (B17) e a ponta de prova do canal 2ao borne indicado por Entrada 1 (B2).Ajustar a base de tempo de forma a visualizar de três a cinco ciclos na tela.

Posicione ambos os feixes de forma a observar os dois sinais (entrada e saída)simultâneos na tela do osciloscópio.

9 – Ajustar a amplitude do sinal de entrada através do Pot (1K) de forma a obter omáximo de sinal na saída do amplificador sem deformação.

10 – Anotar as tensões de entrada e saída.

Ve = ____________Vpp Vs = ____________Vpp

11 – Calcular o ganho de tensão e ganho em dB.

AV = _________ dB = ____________

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12 – Manter as pontas de provas do osciloscópio na entrada e saída do circuito.

13 – Desenhar na tela a seguir a figura observada no osciloscópio.

Qual é a relação de fase entre os sinais de saída e entrada?........................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................

14 – Alterar a polarização do circuito conforme o diagrama esquemático a seguir.

15 – Conectar uma tensão positiva +12V ao borne indicado por +VCC(B5) e umatensão negativa -12V ao borne indicado pro –VCC(B7). Utilizar cabinhoscurtos. Conectar o cursor do potenciômetro em serie com R5 (470K).

16 – Conectar a ponta de prova negativa de um voltímetro ao borne B9 (porta) e aponta de prova positiva ao borne B12 (GND).

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Eletrônica Analógica – Pratica

311

17 – Ajustar o potenciômetro P1 de forma a obter uma tensão negativa de -2V noborne B9 (porta).

18 – Conectar a ponta de prova do canal 1 do osciloscópio na saída do circuitoindicado pelo borne Saída 1 (B20) e a ponta de prova do canal 2 ao borneindicado por Entrada 1 (B1). Ajustar a base de tempo de forma a visualizar detrês a cinco ciclos na tela.

Posicionar ambos os feixes de forma a observar os dois sinais simultâneos natela do osciloscópio.

19 – Ajustar a amplitude do sinal de entrada através do Pot (1K) de forma a obter omáximo de sinal na saída sem deformação.

20 – Anotar as tensões de entrada e saída.

Ve = ____________Vpp Vs = ____________Vpp

21 – Calcular o ganho de tensão e ganho em dB.

AV = _________ dB = ____________

22 – Descrever as vantagens de utilizar transistores unipolares (FET) frente atransistores bipolares (PNP e NPN).........................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................

23 – Concluir a experimentação descrevendo as características de polarização eefeitos e amplificação de sinais.

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......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

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EA 24: Amplificador com JFET e MOSFETAmplificador com MOSFET

Objetivos;

1 – Familiarizar com amplificador MOSFET.2 – Medir as tensões de polarização de um amplificador MOSFET.3 – Observar a fase do sinal de entrada e saída do sinal do amplificador MOSFET.

Material utilizado;

- Bastidor de Sistema de Treinamento em Eletrônica Analógica (DeLorenzo);- Módulo EA 24: Amplificador com JFET e MOSFET;- Osciloscópio de duplo traço;- Fonte de tensão ajustável de 0 – 15V;- Multímetro;- Gerador de funções;- Cabinhos de conexão.

Introdução teóricaUm transistor de efeito de campo MOSFET é um dispositivo semicondutor que oferecea corrente elétrica uma resistência que é função da intensidade de um campo elétricotransversal.

A tensão VGF de polarização é feita diretamente. A polarização direta entre o Gate (G)e Fonte (F) do amplificador MOSFET são constituídas por um divisor de tensãocomposto por R1, R2 e o resistor R5 de polarização automática para obter a tensãoVGF.

O gate é isolado do substrato condutor por uma camada de oxidação. Esta oxidaçãorecebe a denominação de Metal Oxido Semicondutor.

Esta camada de oxidação produz o aumento da impedância de entrada do transistor.

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Parte experimental

1 – Conectar o bastidor eletrônico (DeLorenzo) na rede de tensão elétrica adequada.

2 – Colocar o Módulo EA 24: Amplificador com JFET e MOSFET no bastidor.

3 – Ajustar a fonte de tensão DC para +12V. Conectar o pólo positivo ao borneindicado por +VCC (B4) e o pólo negativo ao borne preto indicado por GND(B1).

4 – Fazer a conexão entre os bornes B25 e GND. Usar cabinho curto para a

Conexão.5 – Conectar um voltímetro entre o borne B21 ao referencia terra (B23).

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Ajustar o potenciômetro P3 e P4 de forma a obter aproximadamente 7 volts.

6 – Medir as tensões de polarização DC do circuito.

Tabela 1VCC VRG8

(R8+P3)VRG9 (R9) VRS (P4) VRD (R10)

.................V .....................V ...................V ...................V ..................V

VGS VDG VDS

................V ....................V ...................V

Circuito amplificador com sinal CA (fonte acoplada com realimentação)

7 – Conectar um gerador de funções no circuito.

Utilizar o potenciômetro (1K Ω ΩΩ Ω ) do bastidor de modo a facilitar o ajuste de amplitude do sinal a ser aplicado na entrada do amplificador.

8 – Conectar o gerador de funções no potenciômetro (divisor de tensão) conformeestá mostrada na figura a seguir.

Desconectar o capacitor C7 do circuito retirando a ligação entre os bornes B25e GND.

9 – Selecionar uma onda senoidal, freqüência de 1kHz e 1Vpp, sobre opotenciômetro de 1k.

10 – Conectar a ponta de prova do canal 1 do osciloscópio na saída ao borne

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indicado por Saída (B11).

11 – Ajustar o potenciômetro Pot (bastidor) de forma a obter o máximo de sinal desaída sem deformação.

12 – Conectar a ponta de prova do canal 2 do osciloscópio na entrada do circuito aoborne indicado por Entrada (B19).

Ajustar a base de tempo (Time/Div) de forma a observar três a cinco ciclos natela. Ajustar ambos os feixes na tela de forma a observar os dois sinaissimultaneamente na tela do osciloscópio.

13 – Medir as tensões de entrada e saída.

Sinal de entrada = _______ V Sinal de saída = _______V

14 – Calcular o ganho de tensão e ganho em dB.

AV = _____________ dB = _____________

Circuito amplificador com sinal CA (sem a realimentação negativa)

15 – Conectar o capacitor de desacoplamento AC do resistor de fonte do MOSFET.Conectar um cabinho de ligação ao borne B9 ao borne B10 conforme estámostrado no diagrama esquemático.

16 – Manter as pontas de provas do osciloscópio na entrada e saída do circuito.

17 – Ajustar o potenciômetro Pot (bastidor) de forma a obter o máximo de sinal desaída sem deformação.

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18 – Medir as tensões de entrada e saída.

Ve = ____________ V Vs = ____________V

19 – Calcular o ganho de tensão e ganho em dB.

AV = _____________ dB = _____________

20 – Comparar o ganho de amplificação do circuito sem e com o capacitordesacoplamento do sinal AC do resistor (P2) de fonte transistor.Descrever a ocorrência.

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

21 – Descrever a função do capacitor colocado em paralelo com o resistor de fonte(P2) do amplificador.

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

22 – Manter as pontas de provas do osciloscópio na entrada e saída do circuito.

23 – Reajustar novamente o potenciômetro Pot (bastidor) de forma a obter omáximo de sinal de saída sem deformação.

Desenhar as formas de ondas respeitando as fases

24 – O que se pode afirmar quanto a relação de fase do circuito amplificador comMOSFET?

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......................................................................................................................................

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25 – Concluir a experimentação. Descreva a característica do amplificador comMOSFET.

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EA 27: Oscilador Temporizador 555Temporizador 555 como Astável

Objetivo;

1 – Analisar experimentalmente o funcionamento de um temporizador 555 comoastável.

Material utilizado;

- Bastidor de Sistema de Treinamento em Eletrônica Analógica (DeLorenzo);- Módulo EA 27: Oscilador Temporizador 555;- Osciloscópio de duplo traço;- Fonte de tensão DC ajustável de 0 – 15V- Cabinhos de conexão.

Introdução teórica

Multivibrador astável com 555

O circuito integrado 555 pode ser usado com multivibrador astável. O circuitomultivibrador astável apresenta uma característica de troca de estado na sua saídasem a necessidade de estímulos externos. As formas de ondas fornecidas sãoquadradas (retangulares). A largura do pulso e a freqüência são determinadas por umpar de RC.

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320

Parte experimental

1 – Conectar o bastidor de treinamento eletrônico na rede elétrica apropriada.

2 – Colocar o Módulo EA 27: Oscilador Temporizador 555.

3 – Localizar o circuito temporizador CI-1 e conectar o diagrama esquemáticoconforme a figura a seguir.

4 – Conectar o capacitor eletrolítico C7 de 10µF. Ligar o borne B20 ao borne B3.Utilizar cabinho curto.

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321

5 – Conectar o diodo LED indicador de funcionamento. Ligar o borne B7 ao borne B8.

6 – Ajustar o potenciômetro P1 para a máxima e mínima resistência e observar o

LED.

7 – Conectar o freqüêncímetro localizado no painel do bastidor de treinamentoeletrônico na saída ao borne indicado por B8. Registrar o valor da freqüência deoscilação.

Freqüência mínima = _____________ Hz

Freqüência máxima = _____________Hz

8 – Posicionar o potenciômetro P1 totalmente para o sentido horário.

9 – Conectar a ponta de prova do canal 1 do osciloscópio na saída ao borne B8.Ajustar a base de tempo (Time/Div) de forma a observar de três a quatro ciclos natela do osciloscópio.

10 – Observar a forma de onda e desenhar em seguida.

11 – Substituir o capacitor do RC. Conectar o capacitor C1 de 100nF.Utilizar cabinho curto.

12 – Conectar o freqüêncímetro localizado no painel do bastidor de treinamentoeletrônico na saída ao borne indicado por B7. Posicionar o potenciômetro para osentido horário e anti-horário. Registrar os valores da freqüência de oscilação.

Freqüência mínima = _____________ Hz

Freqüência máxima = _____________Hz

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Eletrônica Analógica – Prática

322

13 – Conectar a ponta de prova do osciloscópio aos pontos pedidos e observar asformas de ondas e desenhar em seguida.

Sinal no pino 7 (B2) Sinal no pino 6 (B3) Sinal no pino 3 (B7)

14 – Descrever uma das aplicações do multivibrador 555 como oscilador astável.............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................

15 – Concluir a experimentação descrevendo as características do multivibrador 555como astável.

...........................................................................................................................................

...........................................................................................................................................

......................................................................................................................................................................................................................................................................................

...........................................................................................................................................

...........................................................................................................................................

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Eletrônica Analógica – Pratica

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EA 27: Oscilador Temporizador 555Temporizador 555 como Monoestável

Objetivo;

1 – Analisar experimentalmente o funcionamento de um temporizador 555 comomonoestável.

Material utilizado;

- Bastidor de Sistema de Treinamento em Eletrônica Analógica (DeLorenzo);- Módulo EA 27: Oscilador Temporizador 555;- Osciloscópio de duplo traço;- Fonte de tensão DC ajustável de 0 – 15V- Cabinhos de conexão.

Introdução teórica

Multivibrador monoestável com 555

O Multivibrador (Flip-Flop) apresenta duas condições;

• Uma estável• Outra semi-estável.

A condição estável se altera com a aplicação de um pulso externo, e a condição semi-estável depende da constante de tempo RC.

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Eletrônica Analógica – Prática

324

A temporização é fornecida por uma associação RC externa.

Para disparar o monoestável é necessário aplicar um pulso negativo (menor que 1/3

de VCC) no comparador 2.A temporização é determina por R1 e C1. Na condição inicial, C1 é mantidadescarregada, pois o transistor Q1 está saturado (pino 7).

A saída (pino 3) se apresenta em nível baixo. Essa é a condição estável do circuito.

Para disparar o monoestável é necessário aplicar um pulso negativo ao pino 2. Opulso aplicado no pino 2 fará o biestável comutar cortando o transistor Q1 e levando asaída para nível alto.

Estando o transistor Q1 cortado, o capacitor C1 será carregado por meio de R1.

A tensão sobre C1 subirá ate atingir 2/3 de VCC, quando então será acionado ocomparador 1 (pino 6), o qual fará o biestável retornar a condição inicial.

Deste modo, a saída do monoestável permanecerá em nível alto somente durante otempo de carga de C1 que é dado pela equação;

1C1R1,1t ⋅⋅=

Desse modo, o período total corresponde a;

T1+T2 = 0,693. (R1 + 2.R2). C1Como a freqüência é o inverso do período, tem-se;

( ) 1C2R21R1

44,1T1

f⋅⋅+

⋅==

Parte experimental

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Eletrônica Analógica – Pratica

325

1 – Conectar o bastidor de treinamento eletrônico na rede elétrica apropriada.

2 – Colocar o Módulo EA 27: Oscilador Temporizador 555no bastidor eletrônico.

3 – Localizar o circuito temporizador CI -2 e conectar o diagrama esquemáticoconforme a figura a seguir.

Utilizar a chave localizada no bastidor eletrônico, chave NA ou de alavanca.

4 – Conectar o capacitor eletrolítico C7 de 10µF. Ligar o borne B20 ao borne B16.Utilizar cabinho curto.

5 – Conectar o voltímetro na saída ao borne indicado por B17.

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Eletrônica Analógica – Prática

326

O LED pode indicar o nível alto (acesa) e o nível baixo (apagada).

6 – Fechar a chave S1 momentaneamente (chave entre B11 e B12) e observar oLED indicador .

Providenciar um relógio que possa medir o tempo de permanência do monoestável.

7 – Medir o tempo que o LED permanece aceso registrando na tabela 1.

Utilizar o capacitor eletrolítico localizado no bastidor eletrônico para

substituir a de 10uF do circuito monoestável.

8 – Calcular o tempo que o LED deve permanecer aceso, utilizando a fórmulamatemática;

1C1R1,1t ⋅⋅=

9 – Completar a ultima coluna da tabela 1.

10 – Escrever uma aplicação do circuito monoestável em circuito eletrônico

...........................................................................................................................................

...........................................................................................................................................

11 – Concluir a experimentação descrevendo as características do multivibrador 555como monoestável.

...........................................................................................................................................

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Eletrônica Analógica – Pratica

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EA 27: Oscilador Temporizador 555Gerador de rampa com 555

Objetivo;

1 – Analisar experimentalmente o funcionamento de um temporizador 555 comogerador de rampa linear.

Material utilizado;

- Bastidor de Sistema de Treinamento em Eletrônica Analógica (DeLorenzo);- Módulo EA 27: Oscilador Temporizador 555;- Osciloscópio de duplo traço;- Fonte de tensão DC ajustável de 0 – 15V- Cabinhos de conexão.

Introdução teórica

Gerador de rampa linear com 555

Um gerador de rampa linear é um circuito que, ao receber um pulso de comando deveentregar a sua saída uma tensão variável em função do tempo de forma semelhante aum “dente de serra”, porém perfeitamente linear.

Com CI 555 a função rampa é obtida por meio de substituição resistor de rampa poruma fonte de corrente constante, na configuração monoestável.

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Eletrônica Analógica – Prática

328

Na figura a seguir está mostrado o circuito 555 como gerador de rampa.

A tensão sobre o capacitor C1 não mais se desenvolverá segundo uma curvaexponencial, mas sim subirá de forma linear, uma vez que a corrente de carga será aprópria corrente de coletor do transistor.

A corrente do coletor é determinada pela polarização de base.

Uma vez fixada a corrente de base Ib, a corrente de coletor Ic manterá constantedentro de amplos valores de Vce.

A tensão de saída, em forma de rampa linear obtida sobre o capacitor C1.

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329

Parte experimental

1 – Conectar o bastidor de treinamento eletrônico na rede elétrica apropriada.

2 – Colocar o Módulo EA 27: Oscilador Temporizador 555no bastidor eletrônico.

3 – Localizar o circuito temporizador CI -1 e CI-2. Montar o circuito a seguir utilizandocabinhos de conexão. Utilizar cabinhos curtos.

4 – Conectar uma fonte DC de +12V ao circuito. Conectar o pólo positivo ao borneindicada por +VCC (B6) e o pólo negativo ao borne indicado por GND (B1).

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Eletrônica Analógica – Prática

330

5 – Conectar a ponta de prova do canal 1 do osciloscópio à saída do astável indicadopelo borne B7 e a ponta de prova do canal 2 à saída do gerador de rampa aoborne indicado por Saída (B21).

Ajustar a base de tempo de forma a visualizar de três a cinco ciclos na tela.Posicionar os dois feixes na parte de cima e em baixo de forma a observar ambos sinais simultâneos na tela do osciloscópio.

6 – Ajustar o potenciômetro P1 de forma a obter uma rampa linear e melhor possível.

7 – Registrar na tabela 1 as formas de ondas, tensões e períodos.

8 – Calcular a freqüência dos sinais, utilizando a formula;

f1

f =

Calcular o valor da freqüência utilizando os dados do período do sinal da tabela 1e anotar na tabela..

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Eletrônica Analógica – Pratica

331

9 – Descrever duas maneiras de aumentar o período de temporizarão de um circuitomonoestável.

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10 – Descrever uma aplicação do gerador de rampa linear.............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................

Qual a função do transistor Q1 no circuito gerador de rampa?............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................

11 – Concluir a experimentação descrevendo as características observadas no circuitogerador de rampa linear com temporizador 555.

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Eletrônica Analógica – Prática

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Eletrônica Analógica – Pratica

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ProtoboardMatriz de Contatos para Montagens de Circuitos

Eletrônicos Discretos

Objetivo;

1 – Familiarizar com montagens em circuitos em matriz de contatos protoboard .

Material utilizado;

- Bastidor de Sistema de Treinamento em Eletrônica Analógica (DeLorenzo);

- Módulo EA 15: Protoboard- Fios de conexão para a matriz de contatos “protoboard”.- Resistores de 270Ω, 470Ω, 560Ω, 1kΩ.- 1 capacitor eletrolítico de 470uF/25V- 2 diodos 1N4007 ou equivalente.

Introdução teórica

O protoboard ou matriz de contatos é um instrumento bastante utilizado emmontagens de ensaios de circuitos eletrônicos e desenvolvimento de projetos.

É necessário ter conhecimento de sua estrutura física para que possa efetuar asconexões de forma correta sem estragar as partes do painel de montagem.

Na figura a seguir está mostrado o painel de montagens, “protoboard”.

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Eletrônica Analógica – Prática

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Os contatos elétricos do “protoboard” são formados por uma tira de 5 contatos,correspondente a 5 furos onde os componentes serão inseridos.

Cada suporte metálico para contatos é alojado na placa posicionado conforme estámostrado na figura a seguir.

Estes contatos são formados de uma “chapinha” metálica em forma de U formandouma superfície de pressão num conjunto de 5 peças. Esta peça metálica de contatosestá alojada isoladamente um ao lado do outro.

Ao conectar um componente no encaixes do protoboard, como resistor, diodo,deve-se tomar o cuidado para não inserir os terminais inclinados para nãoamassar os contatos.

Assim evita de entortar os contados do protoboard para não provocar maus contatosfuturos na montagem de circuitos elétricos e eletrônicos.Na figura a seguir podemos ver a configuração da continuidade das conexõesmetálicas do protoboard.

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Sugestão de montagem do circuito em protoboard

1 – Observar o circuito elétrico da figura 1 a seguir.

Observar o exemplo de montagem do circuito no protoboard. Pode se notar que, cadaconjunto de cinco contatos verticais corresponde ao nó de conexão do circuito.

2 – Pegar os componentes e monte o circuito da figura 1 no protoboard e confira asconexões.

Chamar o professor de forma a avaliar a sua montagem.

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3 – Observar a figura do circuito a seguir e simule a montagem do circuito desenhadoa simbologia do componente sobre o desenho do protoboard a seguir.

4 – Montar o circuito elétrico da figura mostrada no item 3 no protoboard.

5 – Apresentar ao seu professor para a sua aprovação.

6 – Fazer a conclusão da experimentação, descrevendo as características do painelde montagem e sua utilização.

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