Universidade Federal do ABCBC1519 Circuitos Eltricos e Fotnica

Experimento 2 Medidas de sinais senoidais em circuito RC.

Turma A2 - Diurno - 3 trimestre 2011Denise S. N. Kawakami, 11151209Henrique Ogassawara, 11083809Mario Minoru Miura,11138709Cssio Ayres, 11131009

Prof. Dr. Roberto Jacobe Rodrigues

Santo AndrOutubro de 2011

Sumrio1- Objetivos32- Descrio experimental32.1- Lista de Materiais33- Metodologia34- Resultados e discusso45- Concluso66- Bibliografia6

1- Objetivos:Tal experimento tem como objetivo o conhecimento de como utilizar um osciloscpio para visualizao de formas de onda e anlise da operao de um circuito RC srie.

2- Descrio experimental:2.1- Lista de Materiais Gerador de Sinais (Tektronix) com cabo BNC-jacar; Osciloscpio com duas pontas de prova; Multmetro de bancada com pontas de prova; Resistor de carvo 10 k; Capacitor cermico 10 nF; Protoboard; Fios para ligao.

3- Metodologia:Familiarizao com o Osciloscpio e medidas de amplitude e frequncia.Inicialmente foram feitos os seguintes ajustes: ajustou-se o gerador para gerar um sinal senoidal de frequncia 1kHz e 5V Vpp (tenso pico-a-pico), ento ajustou-se tambm a resistncia de carga (Load Impedance) para High Z, a base de tempo para 250 s/diviso, selecionou-se o atenuador na posio 1 V/diviso.Ento mediu-se a amplitude Vp, o perodo P e a frequncia f, de trs formas diferentes: Visualmente, medindo o nmero de divises verticais e horizontais correspondentes e fazendo os clculos a partir dos valores V/Div. e s/Div. Utilizando os cursores horizontais e verticais do osciloscpio, e as leituras correspondentes de V e t. Utilizando o recurso de medidas automticas do osciloscpio.

Medidas com o circuito RC Srie.Utilizando o resistor e o capacitor juntamente com o gerador de sinais como fonte de tenso alternada senoidal, foi montado o circuito da Figura 1.

Figura 1: Circuito RC montado para realizaao do experimento.

A tenso V foi ajustada como um sinal senoidal de frequncia 500 Hz e Vpp (tenso pico a pico) de 5V e ajustou-se a resistncia de carga do gerador (Load Impedance) para High Z.Utilizou-se o recurso Math Menu e CH1-CH2 para obter a tenso sobre o capacitor (isto , Vf-Vr)Feito isto, ajustou-se a frequncia do gerador para 500 Hz e mediu-se as amplitudes dos trs sinais e a defasagem entre o sinal do canal 2 e do canal 1.A defasagem foi medida no osciloscpio utilizando os cursores verticais, e medindo um intervalo de tempo, que depois foi convertido em valor de fase, lembrando-se que um perodo do sinal corresponde a uma defasagem de 360. Feito isso repetiu-se a leitura dos sinais utilizando a frequncia do gerador de 1 kHz, e tambm para frequncia de10 kHz .

4- Resultados e discusso

Tabela 1: Medidas de amplitude, perodo e frequencia; tiradas do osciloscpio de diversas maneiras.Amplitude (V)Perodo (ms)Frequncia (kHz)

Osciloscpio/ Visual5,24*250. 10-6= 11

Osciloscpio/ cursores5,21,010,99

Osciloscpio/ automtico5,1211,001

Figura 2: Curvas de tenso do resistor, do capacitor e da subtraao entre eles (Vf Vr).

observe as formas de onda obtidas nos dois canais, bem como a diferena entre os dois sinais (CH1-CH2). O que acontece com estes trs sinais quando a frequncia do gerador aumentada ?pergunta para as trs imagens...em cada uma a freqncia foi aumentada

Figura 3:

Figura 4:

Tabela 2: Medidas de Tenso a partir do osciloscpio.Vf(V)Vr(V)Vf-Vr(V)t(s)Defasagem ()

500 Hz5,161,684,96400. 10-6500*10^-6 s (sec/div)

1 kHz5,122,884,4160. 10-6500*10^-6 s (sec/div)

10kHz5,245,121,042. 10-625*10^-6 s (sec/div)

Clculo da defasagem em TeoriaOs resultados tericos do circuito podem ser analisados da seguinte maneira, sabendo-se que a freqncia e 500Hz e a Tenso Vpp 5V, ento:

(1)

logo,(2)

Para calcular a reatncia capacitiva, temos :

(3)

O seguinte diagrama mostra a relao entre a reatncia capacitiva, a resistncia e a impedncia do circuito:Figura 2 - Relao entre a reatncia capacitiva, resistncia e impedncia.

Como conhecemos a resistncia R podemos calcular o ngulo da seguinte forma:

(4)Utilizando o mesmo princpio para os outros valores de frequncia, obtemos as seguintes tericas defasagens:

Tabela 3 - Defasagens tericasFrequnciaDefasagem

500 Hz-63,26

1000 Hz-44,78

10000 Hz-5,66

Comparando a defasagem terica com a defasagem medida na prtica

Para compar-los, precisamos converter o valor da defasagem medida no tempo e medi-la em graus. Para isto basta:

(5)Tabela 4 - Defasagens tericas e as medidasFrequncia (Hz)Defasagem t (s)Defasagemem Graus (Terica)Defasagemem Graus (Medida)

500400-63,26-72

1000160-44,78-57,6

100002-5,66-7,2

5- Concluso: 6- Bibliografia