Curso de Engenharia de Telecomunicações / MecatrônicaLaboratório de Circuitos Elétricos Guias de Aulas Práticas Práticas Revisadas e Elaboradas pelos professores: André Barros de Mello Oliveira Gustavo Fernandes Rodrigues Marco Aurélio de Oliveira Schoeder Ricardo Luiz da Silva Adriano Ano Letivo de 2009 Campus Alto Paraopeba – Minas Gerais UF-Un-yeR JS leD oã J S d ar F is v “Há grandes homens que fazem com que todos se sintam pequenos. Mas o verdadeiro grande homem é aquele que faz com que todos se sintam grandes.” (Gilbert Keith Chesterton) Laboratório de Circuitos Elétricos Introdução ao Laboratório de Circuitos Elétricos 1.1 – Objetivos a) Conhecer as Normas de Funcionamento e de Segurança do Laboratório; b) Conhecer o código de cores para resistores e utilizar o multímetro analógico na medição de resistência elétrica; c) Calcular e verificar os erros presentes em uma medição. 1.2 – Material Utilizado - Resistores: serão os de valores mais usuais (220 Ω, 330 Ω, 1 kΩ, 1k2 Ω, 5k6 Ω, 10 kΩ etc.), cujos valores nominais deverão ser encontrados pelos alunos, através da tabela de código de cores. - Multímetro - Tabela de código de cores para resistores de até 4 (quatro) faixas. 1.3 - Introdução 1.3.1 – Normas de Funcionamento do Laboratório São apresentadas nesta aula as Normas Gerais e as Normas de Organização e Segurança, as quais deverão ser de conhecimento e de cumprimento constante por parte dos alunos das disciplinas que fazem parte do Laboratório de Circuitos Elétricos e Eletrônica. 1.4 - Código de Cores para Resistores Os resistores comumente utilizados em aparelhos eletrônicos são identificados através do conhecido “código de cores” ou de faixas coloridas. A Tabela 1.1 traz o código de cores para resistores de 4 faixas. Um tipo de resistor que traz algum problema de identificação é o resistor de precisão de 5 faixas, normalmente com tolerâncias entre 0,2 e 0,5 %. Este resistor é encontrado em aparelhos mais críticos, como por exemplo: - instrumentos de medida (multímetros, osciloscópios etc.); - equipamentos eletrônicos de última geração. A única diferença na leitura deste resistor é que os três primeiros anéis ou faixas dão os três primeiros dígitos da resistência. O quarto anel é o multiplicador e o quinto representa a tolerância do componente. Nos instrumentos de medida analógicos, a leitura é feita indiretamente, ao contrário do multímetro digital. O procedimento para a leitura de valores de tensão elétrica e corrente elétrica neste tipo de voltímetro será tratato nas aulas posteriores. Tabela 1.1 – Código de cores para resistores de 4 faixas. Lei de Ohm. Associação de Resistores. 2.1 – Objetivos a) Identificar resistores através do código de cores e medir o seu valor real através do multímetro analógico; b) Calcular e medir a resistência equivalente de uma associação mista de resistores; c) Verificar experimentalmente a Lei de Ohm. Construir o Gráfico V x I. 2.2 - Parte Teórica 2.2.1 – Verificação dos valores nominais de resistores através do Código de Cores a) Verificar através do Código de Cores – Tabela 2.1 – os valores nominais dos resistores (4) distribuídos: Tabela 2.1 - Código de cores para resistores de 4 faixas. 1 - 1 o dígito; 2 - 2 0 dígito; 3- Multiplicador ou numero de zeros 4 - Tolerância. Faixas → Cor ↓ Prata Ouro Preto Marrom Vermelho Laranja Amarelo Verde Azul Violeta Cinza Branco 1 2 3 4 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0,01 0,1 0 00 000 0000 00000 000000 - 10 % 5% 1% 2% - Resistor 1 - Cores: Valor nominal: Valor medido: erro% Laboratório de Circuitos Elétricos Cálculos: Req calculado = _______________.2 – Valores dos resistores (em Ω) utilizados na montagem da Figura 2.Cores: Valor nominal: Valor medido: erro% b) Tendo os valores nominais dos resistores determinados. . Tabela 2.Cores: Valor nominal: Valor medido: erro% Resistor 4 . R1 R2 R3 R4 Figura 2. calcule o valor da resistência equivalente da associação mista mostrada na Figura 2.1.Cores: Valor nominal: Valor medido: erro% Resistor 3 .Resistor 2 .1.1 – Associação mista de resistores. Req med = _____________.3 . utilizando a Equação (2.1) onde Vmed = valor medido e Vnom = valor nominal.2.1 e medir a resistência equivalente. b) Calcular o erro da medição. Laboratório de Circuitos Elétricos .Parte prática a) Montar a rede de resistores da Figura 2.1): erro% = Vmed − Vnom × 100 Vnom (2. 3.1. fonte de tensão contínua. calcule a resistência equivalente entre os pontos A e B.Circuitos Triângulo Estrela: A ponte de Wheatstone 3.Parte Teórica e Cálculos. potenciômetro de 220Ω e galvanômetro. protoboard.triângulo. b) Calcular parâmetros de um circuito estrela-triângulo utilizando os métodos de conversão adequados.1 . multímetro digital.2.1. experimentalmente.1 270Ω 100Ω 330Ω 50Ω B Figura 3.Objetivos a) Comprovar.Material utilizado.3 .1 Cálculos: Laboratório de Circuitos Elétricos . a validade das transformações estrela . Resistores: Ver a Figura 3. a) Para o circuito da Figura 3. 3k9Ω A 330Ω Figura 3. 3. 3k9Ω 330Ω 270Ω G R 8V 330Ω 50Ω Figura 3.Conclusões.2 c) Meça. Justifique sua resposta. . a resistência equivalente entre os pontos A e B. Valor calculado: Valor medido: Erro: erro % = Vmed − Vnom ×100 Vnom b) Monte no protoboard o circuito da figura 3.2 . meça. a) Para o circuito da Figura 3. Compare com o valor calculado no item anterior e calcule o erro entre os valores medidos e calculados. a corrente e a tensão no resistor de 270 Ω para os seguintes valores de R: Medição dos valores de corrente e tensão sobre o resistor de 270Ω 40Ω 50Ω 100Ω 150Ω Tensão (V) Corrente (A) 200Ω 3.Parte Prática. utilizando o multímetro digital e o protoboard.2.1. 3.1 – Qual o valor de R que faz a corrente no galvanômetro se anular.5. utilizando o galvanômetro e o multímetro digital.5.5 – Questões 3.3.4 . 1. de uma fonte ideal de F. real.1b. denominada força eletromotriz F. A curva característica VxI desta fonte pode ser vista na Figura 1. da fonte ideal.M. (a) Ri + E FONTE DE F. conectada a uma carga resistiva RL. A resistência .E. A Figura 1. Construir a curva característica V x I de um gerador CC.M.E.1 – (a) Modelo de uma Fonte de F. 2.. Neste caso. tg(α) = Ri = ΔV / ΔI.M. o que implica menor tensão entre os terminais AB. o valor do parâmetro Ri (resistência interna) de uma fonte de Corrente Contínua. Fonte de Tensão Icel Gubintec PS-5000D Multímetro Icel Gubintec IK-1500A 03 resistores 1 Ω 10 W 03 resistores 1 Ω 5 W Lista de material: Introdução: Um gerador de corrente contínua (CC) ideal é aquele que fornece uma tensão constante E. a tensão aplicada à carga é dada por VAB = E. Determinar através de medição indireta. interna da fonte é dada pela inclinação da curva característica VxI. Essa perda de potencial é proporcional à corrente de saída.M. Ao fornecer uma corrente para uma dada carga. Entretanto. qualquer que seja a corrente exigida pela carga (CAPUANO. a tensão de saída entre os terminais AB é dada por: VAB = E – Ri I. (b) Curva característica V x I. (a) (b) Figura 1.2b.M. considerando-se a resistência interna. da fonte real.1a mostra o modelo.2a ilustra o modelo para uma fonte de F. na prática toda fonte de F.E. A curva característica de uma fonte real está mostrada na Figura 1. A Fig.E.M.1 – (a) Fonte ideal de F.E.M. Nesse caso. (b) Curva característica V x I.E.Aula 1 Objetivos: Curva V x I de um Gerador CC 1.E. apresenta uma resistência interna Ri própria. em forma de circuito elétrico. 1998). (b) A I VAB RL B Figura 1. ocorrerá uma perda de potencial elétrico na resistência interna da fonte. 5 – Utilizou-se como fonte de F. na qual está representada a uma Fonte de F. Figura 1. 4 – Escolha três intervalos no gráfico e obtenha a inclinação para os mesmos.3.3 – Circuito elétrico da prática.E. RL [Ω] VAB [V] I [A] ∞ 6 5 4 3 2 1 3 – De posse dos dados medidos.M. faça a média das três inclinações para se estimar melhor a resistência interna da Fonte F. de tensão E.Prática 1 – Seja a Figura 1.M. uma gerador eletrônico.M. Indique na figura. Excel® ou similar).E. Espaço reservado para o gráfico. Laboratório de Circuitos Elétricos . com resistência interna Ri e uma carga composta de seis resistores. por exemplo. Em seguida. obter a curva característica VABxI (pode-se utilizar um programa gráfico. 2 – Após montada a prática medir os valores de resistência de carga desejados para preencher a tabela abaixo.E. qual a potência mais apropriada de cada resistor de 1 Ω. A partir dessa informação faça uma análise crítica da característica do gráfico obtido em 3. Nesta aula prática será verificado o comportamento do circuito mostrado na Figura 2. Verificar.2 – Circuito para verificação experimental do Teorema da Superposição. curto-circuitando-se as fontes de tensão e. a corrente ou tensão em um elemento do circuito é igual à soma algébrica das tensões ou correntes produzidas por cada uma dessas fontes atuando isoladamente. 1kΩ.2. (2. em um circuito linear contendo várias fontes independentes. Esse teorema não pode ser utilizado para se obter a potência consumida por um determinado elemento em circuitos CC (O’MALLEY. experimentalmente. 1993).2 kΩ. pois a equação da potência não satisfaz todas as hipóteses do teorema da superposição. I L = I LV 1 + I LV 2 .1. ou seja. Fonte de Tensão Icel Gubintec PS-5000D 03 resistores: 2. abrindo-se as fontes de corrente. ou seja. na qual se tem uma carga representada por RL de 1 kΩ (conectada entre os pontos A e B). .1 – Circuito para estudo da superposição. 470Ω. o teorema da Superposição. e outra parcela ILV2 que é devida apenas à fonte V2. A corrente IL é composta por uma parcela ILV1 que é devida apenas à fonte V1. Figura 2.Aula 2 Objetivos: Teorema da Superposição 1. A análise do circuito para cada fonte independente é feita anulando-se as outras fontes. Figura 2.1) O circuito utilizado para verificação experimental do teorema da Superposição é mostrado na Figura 2. Lista de material: Multímetro Icel Gubintec IK-1500A Introdução: O teorema da superposição especifica que. V1 : Cálculo de IL. Cálculo de IL. Desenho circuito apenas com V1: IL. Laboratório de Circuitos Elétricos . Medir e anotar: IL = __________ [mA].V2 = _____________ [mA] 5 – Anotar o valor da tolerância dos resistores e determinar. Desenhe a seguir o circuito para esta medição. o porquê do Teorema da Superposição não ser válido para se obter a potência dissipada por RL. Desenhe a seguir o circuito para esta medição.2. Desenho circuito apenas com V2: IL. 6 – Explique.V1 = _____________ [mA] 4 – Desativar no circuito a fonte V1 para medir ILV2. 3 – Desativar no circuito a fonte V2 para medir ILV1. matematicamente.2 determine IL por superposição. o valor máximo e mínimo de IL.Prática 1 – Para o circuito mostrado na Figura 2.V2 : Cálculo de IL: 2 – Montar o circuito da Figura 2. por superposição. Verificar. 270 Ω.1 (CAPUANO. em termos de tensão e de corrente na carga RL de 470 Ω conectada aos terminais A e B. estando todas as fontes independentes desativadas. Figura 3. o teorema de Thévenin.2. Lista de material: Introdução: Todo circuito composto por elementos lineares. pode ser substituído por um circuito linear equivalente constituído de uma fonte de tensão VTH (gerador de força eletromotriz) em série com uma resistência equivalente RTH.Aula 3 Objetivos: Teorema de Thévenin 1. VTH = RTH * I CC . RTH e ICC: VTH: corresponde à tensão entre dois pontos de um elemento específico. o qual é retirado do circuito. sendo também denominada de “tensão de circuito aberto”. 1998). Nesta aula prática será verificado o comportamento do circuito da Figura 3. ICC: corrente de curto-circuito entre os terminais A e B. Esse circuito equivalente é denominado de equivalente de Thévenin. Potenciômetro de 1 kΩ.1 – Representação para o circuito equivalente Thévenin. experimentalmente. como mostrado na Figura 3. RTH: resistência interna do gerador de Thévenin. 390 Ω. Fonte de Tensão Icel Gubintec PS-5000D Multímetro Icel Gubintec IK-1500A 03 resistores: 120 Ω. Definições de VTH. vista dos terminais A e B de um circuito ou rede. Figura 3. e comparado com o respectivo equivalente Thévenin. dos quais foi retirado o elemento.2 – Circuito para estudo do teorema de Thévenin. 2 representando a conexão dos equipamentos necessários para se medir IL e VL. 7 – Medir novamente: IL = _________ [mA] e VL = ________ [V]. 3 – Montar o circuito da Figura 3.3. em que P1 é um potenciômetro de 1. Ajustar também o valor da tensão da fonte para VTH. 6 – Montar o circuito da Figura 3.0 kΩ.0 V por um curto-circuito. 5 – Substituir a fonte de 10. Cálculo de VTH e RTH Cálculo de VL e IL 2 – Desenhar o circuito da Figura 3. 4 – Retirar o resistor de 470 Ω do circuito e medir: VAB = VTH = ________ [V]. P1 = RTH + V1 = VTH A IL RL = 470 B Figura 3. Medir com o ohmímetro a resistência através dos terminais A e B abertos (desconectar resistor de 470Ω): RAB = RTH = _______ [Ω].2. a qual também foi determinada no passo (1). o qual deverá ser ajustado para o valor da resistência RTH determinada no passo 1.Prática 1 – Para o circuito mostrado na Figura 3.2 determinar o equivalente Thévenin e os valores de IL e de VL. Medir e anotar: IL = ________ [mA] e VL = ________ [V]. 8 – Comparar e discutir os valores obtidos no passo 7 (circuito equivalente de Thévenin) com aqueles obtidos no passo 1 (calculado) e 3 (circuito original).3 – Circuito para estudo do teorema de Thévenin. Laboratório de Circuitos Elétricos . . vista pelos terminais A e B. Nesta aula prática será verificado o comportamento do circuito da Figura 4. Entretanto. Assim sendo. do qual retirou-se um dado elemento. Fonte de Tensão Icel Gubintec PS-5000D Multímetro Icel Gubintec IK-1500A 03 resistores: 120 Ω. pode-se representar um circuito linear por meio de uma fonte de corrente ICC em paralelo com uma resistência equivalente RTH. Em algumas literaturas a corrente de Norton IN é chama de corrente de curto-circuito ICC. Potenciômetro de 1 kΩ. Lista de material: Introdução: A área de aplicação para o teorema de Norton é idêntica àquela para o teorema de Thévenin. Verificar a equivalência entre o equivalente Norton e Thévenin.2 – Circuito para estudo do teorema de Norton. Figura 4.2. o teorema de Norton. 2. RN: representa a resistência vista dos terminais A e B de um circuito.Aula 4 Objetivos: Teorema de Norton 1.1 – Representação para o circuito equivalente Norton e equivalência com o circuito de Thévenin. e comparado com o respectivo equivalente Norton. 1998). O circuito equivalente de Norton é ilustrado na Figura 4. experimentalmente. Definições de IN e RN: IN: corresponde à corrente que circula em um curto-circuito.1 (CAPUANO. estando todas as fontes independentes desativadas. Uma vez que toda fonte de tensão em série com uma resistência possui um equivalente composto por uma fonte de corrente em paralelo com uma resistência. vale lembrar que RTH = RN em ambos os circuitos equivalentes. Verificar. 390 Ω. Figura 4. 270 Ω. em termos de tensão e de corrente na carga RL de 560 Ω conectada aos terminais A e B. substituindo um elemento específico do circuito. RTH e ICC Cálculo de VL e IL 2 – Desenhar o circuito da Figura 4. Figura 4. Em seguida. Ajustar inicialmente o valor da fonte de tensão para zero volts (0 V).0 kΩ. 7 – Medir novamente: IL = __________ [mA] e VAB = VL = _________ [V].2 determinar o equivalente Norton e Thévenin e.3.3 – Circuito equivalente de Norton para Fig. determinar os valores de IL e de VL. 4 – Retirar o resistor de 560 Ω do circuito e curto-circuitar os terminais A e B. Medir com o ohmímetro a resistência através dos terminais A e B abertos (desconectar resistor de 560Ω): RAB = RN = _______ [Ω]. 4.Prática 1 – Para o circuito mostrado na Figura 3. aumentar o valor de V1. o qual deverá ser ajustado para o valor da resistência RN. 8 – Comparar e discutir os valores obtidos no passo 7 (circuito equivalente de Thévenin) com aqueles obtidos no passo 1 (calculado) e 3 (circuito original). Medir e anotar: IN = ________ [mA]. 5 – Substituir a fonte de 10. Laboratório de Circuitos Elétricos . em que P1 é um potenciômetro de 1. Medir e anotar: IL = ________ [mA] e VL = ________ [V]. a partir do equivalente de Norton.0 V por um curto-circuito. 6 – Montar o circuito da Figura 4.2.2.2 representando a conexão dos equipamentos necessários para se medir IL e VL. até que o amperímetro indique o valor IN calculado. Cálculo de VTH. 3 – Montar o circuito da Figura 4. 1 – Representação para análise da máxima transferência de potência. Potenciômetro de 1 kΩ. A Figura 5. se o valor do resistor de carga RL for igual a Ri. 2. Figura 5.2.2 – Circuito para estudo do teorema da máxima transferência de potência.1 ilustra um circuito equivalente de Thévenin conectado a uma carga RL. pois IL = V1 . À medida que se varia RL tanto a corrente quanto a tensão sobre o mesmo são afetadas. em relação à potência absorvida por uma carga RL representada por um potenciômetro de 1kΩ. Objetivos: Lista de material: Introdução: Uma fonte de tensão com resistência interna Ri fornecerá máxima potência a uma carga conectada aos seus terminais A e B. Potência máxima transferida da fonte V1 para a carga RL: Pmax = R L (I L ) 2 ⎛ V = Ri ⋅ ⎜ 1 ⎜ 2R ⎝ i ⎞ V12 ⎟ = ⎟ 4 Ri ⎠ Figura 5.Aula 5 Teorema da Máxima Transferência de Potência 1. Calcular e medir os valores da corrente em uma carga que varia em função de Ri. Constatar experimentalmente o teoremas da Máxima Transferência de Potência. 2 . Nesta aula prática será verificado o comportamento do circuito da Figura 5. Ri + RL É possível se demonstrar que a máxima potência transferida de V1 para RL acontecerá quando: Ri = RL . Fonte de Tensão Icel Gubintec PS-5000D Multímetro Icel Gubintec IK-1500A 01 resistores: 100 Ω. por meio da obtenção do gráfico PLxIL. Tabela 5. o qual deve ser ajustado de acordo com o valor de Ri. Para cada valor de RL.1 construa um mesmo gráfico de PL x IL. calcular IL e PL e representá-los na tabela 5. representando tanto os valores medidos quanto para os calculados. Valores Calculados RL (Ω) IL (mA) PL (mW) IL (mA) PL (mW) R i 10 Ri 5 Ri 2 Ri 2R i 5R i 10R i 2 – Montar o circuito da Figura 5.2.1 – Dados calculados e medidos na prática. medir a corrente IL e anotar na Tabela 5. 4 – Comparar e discutir as diferenças presentes nos gráficos obtidos no passo 3. na parte de valores medidos. Excel®. 3 – A partir da Tabela 5. Valores Medidos Laboratório de Circuitos Elétricos . por exemplo.1. 5. Espaço reservado ao gráfico. o qual também pode ser feito a partir de softwares para construção de gráficos.Prática 1 – Tendo como base a Fig.1 na parte de valores calculados.2 e as equações mostradas na seção anterior. Essa prática será dividia em duas partes: a primeira consiste na calibração e verificação funcional do equipamento. A primeira parte é de extrema importância. A PP possui dois terminais: um para a referência e o outro para o sinal. 6.1b ilustra uma típica ponteira de prova utilizada em osciloscópios. Efetuar medidas de formas de onda e valores característicos. 6. Multímetro Icel Gubintec IK-1500A. Além disso. Compreender os princípios operacionais do osciloscópio digital. A segunda parte aborda o manuseio da ponteira de prova. Mas podem-se encontrar ponteiras com atenuação de 100x ou mais.2 – Exemplo de uma ponteira de prova utilizada em osciloscópios. uma vez que as medidas obtidas no oscilograma podem estar incorretas. a qual é usada para se coletar o sinal do circuito. da fabricante Tektronix. A segunda parte consiste na leitura de um sinal senoidal. Figura 6.1 – Exemplo de osciloscópio de dois canais Tektronix. Objetivos: Lista de material: Introdução: O osciloscópio representa uma ferramenta de medição fundamental para análise de um circuito elétrico. também. caso não se tenha realizado a etapa de calibração.Aula 6 Introdução ao uso do Osciloscópio 1. Em geral. é disponível uma atenuação de 10 vezes. A Fig. Gerador de sinais XXXX. Osciloscópio Tektronix XXXX. Figura 6. Outra ferramenta importante é a ponta de prova (PP). .1 ilustra um osciloscópio. bem como a obtenção das medidas por meio do oscilograma e. com capacidade para fazer leitura de sinais de tensão com freqüência máxima de 100MHz. No laboratório de circuitos elétricos estão disponíveis dez osciloscópios digitais de dois canais (pode-se fazer a leitura de dois sinais ao mesmo tempo). 1 ponta de prova. A Fig. pode-se ajudar a ponteira para atenuar o sinal lido. por meio do próprio osciloscópio. 2. para melhor visualizar a forma de onda mostrada. 1. 42 do manual do osciloscópio e verificar o período e o valor de pico-a-pico do sinal quadrado. 1.3 – Conectar o terminal de terra da PP ao terra do osciloscópio e o outro terminal ao borne de compensação de ponta. fazer o esboço da forma de onda no oscilograma da Figura 6. pág.4 – Pressionar o botão AUTOSET. com freqüência de 1 kHz.3 – Procedimento para o ajuste de AUTOSET. Figura 6. O correto é aparecer uma onda quadrada de 5 V de pico-apico (5 Vpp).4 – Esboço do sinal senoidal com freqüência de 60 Hz. É fundamental que ao se desenhar um oscilograma não esquecer de anotar também as características do mesmo. 1.7 – MEDIDAS DE CURSOR – Consultar o roteiro na pág. 1. ms/divisão Volts/divisão Laboratório de Circuitos Elétricos . e anotar os valores característicos da mesma: f (kHz) T (ms) Vpp (V) Vrms (V) Vmed (V) 1.5 – Ajustar as bases de tensão (vertical) e de tempo (horizontal).3.6 – MEDIDAS AUTOMÁTICAS – Pressionar o botão MEDIDAS para acionar o menu Medição. Em seguida. 6. Figura 6.1 – Ligar o osciloscópio e aguardar o autoteste. 1.Prática 1ª Parte Verificação Funcional 1.4. Seguir roteiro do Manual do Usuário – Osciloscópio Tektronix.2 – Ajustar a ponteira de prova para 10x e conectar ao borne CH1 (Canal 1). 39. conforme Fig. ou seja. 3 – Esboçar no oscilograma da Figura 6.1 – Conectar no Gerador de Sinais a ponteira de coleta de sinal e. Utilize os cursores para medir a diferença de tempo ΔT entre um pico de máxima (Vmax) e um pico de mínimo (Vmin). 2.4 – Utilizando a medição do osciloscópio.2ª Parte Medição de um sinal senoidal 2. preencha a tabela a seguir. 2 – Pesquise uma ponteira de prova e anote as seguintes características: resistência interna para atenuação de 1x e de 10x.2 – Conectar os terminais da ponta de prova (canal 1) aos terminais do gerador de sinais.5 – Altere a freqüência do sinal senoidal para 1 kHz e a sua amplitude para 2 V. f (kHz) T (ms) Vpp (V) Vrms (V) Vmed (V) 2. 2. ajustar para um sinal senoidal com freqüência de 60 Hz. Utilizando-se um multímetro digital ajustar a amplitude do sinal para 5 Vef.5 – Esboço do sinal senoidal com freqüência de 60 Hz. capacitância de entrada para atenuação de 1x e de 10x. máxima tensão de entrada. f (kHz) Vpp (V) ms/divisão Volts/divisão ΔT(Vmax – Vmin) Figura 6. 2. Medir novamente os valores e anotar: f (kHz) T (ms) Vpp (V) Vrms (V) Vmed (V) PESQUISA 1 – Pesquisar a função do Trigger e como deve ser ajustado o mesmo para se ter uma visualização correta do sinal no oscilograma.5 este sinal e preencha a tabela correspondente. . 1) ic = iR = [E −VC (0)]e R ⎛ t ⎞ −⎜ ⎟ ⎝ RC ⎠ (7. ocorre um período de transição. Laboratório de Circuitos Elétricos . Capacitor 2200 μF.1. A primeira consiste na obtenção do gráfico VC X t a partir da obtenção do tempo de carga para determinados valores de VC. Osciloscópio Tektronix XXXX. O circuito RC série. As equações que explicam o funcionamento (chave S na posição 1 – carga do capacitor) deste circuito são: vc = E − [E −VC (0)]e ⎛ t ⎞ −⎜ ⎟ ⎝ RC ⎠ (7. deve-se conectar o resistor de 10kΩ em paralelo com o capacitor até que VC seja nula.1 – Circuito de carga e descarga de um capacitor em regime CC.718281829 ). chamado de transitório. A segunda parte consiste em se obter o esboço de VC X t a partir da medição realizada pelo osciloscópio. Lista de material: Introdução: Quando um circuito é comutado de uma condição para outra. diz-se que o circuito atinge o estado estacionário (EDMINISTER. Multímetro Icel Gubintec IK-1500A.3) Em que RC = τ é denominado de constante de tempo do circuito. Verificar as situações de carga e descarga de um capacitor em um circuito em corrente contínua (CC).2) Figura 7. considera-se a tensão inicial do capacitor nula VC(0) = 0 V. é mostrado na Figura 7. Assim. seja por uma variação em um dos elementos do circuito. Nessa prática. Resistores: 10 kΩ e 1 kΩ. sendo que e representa a base do logaritmo neperiano ( e = 2. 1991).Aula 7 Objetivos: Transitórios em Circuitos RC Série. vR = [E −VC (0)]e ⎛ t ⎞ −⎜ ⎟ ⎝ RC ⎠ (7. Cronômetro digital. durante o qual as correntes nos ramos e as quedas de tensão variam de seus valores iniciais para novos valores. C ⎝ ⎠ Essa prática é dividida em duas partes. Após este intervalo de transição. alimentado por uma fonte CC. 1 ponta de prova. Parte I: Carga e Descarga do Capacitor 1. Para se garantir que a tensão inicial no capacitor seja nula. seja por uma mudança da tensão aplicada. o tempo para a tensão no capacitor chegar a um dado valor é: ⎛ ⎞ vc t = −(RC)Ln⎜ ⎟ ⎜ E − [E −V (0)] ⎟ . 2ª Parte Medição de de VC com o Osciloscópio 2. 2. considerando-se E = 9.0 V/div. anotar na Tabela 6. 2.07 – Ajustar as bases de tempo (vertical) e de tensão (horizontal). Figura 7. VC (V) t (s) Calculado 0.4 – A partir dos valores anotados na Tabela 6.1 – Verificar com o multímetro a tensão VC.8 t (s) Medido 1. a fim de se descarregar o mesmo (até que VC seja igual a 0 V).0 8. 2. conectando o termina de terra da PP ao terra do osciloscópio e o outro terminal ao borne de compensação da PP.5 s/div. para melhor visualizar a forma de onda utilizando: BASE DE TEMPO: 2.06 – Conferir se a leitura realizada pela PP é a de um sinal onda quadrada de aproximadamente 5 VPP (pico-a-pico).0 6. com freqüência de 1kHz. BASE DE TENSÃO: 2. 2.1 construir o gráfico VC X t.1 de 10 kΩ para 1 kΩ. conforme Fig.08 – Conectar a PP ao terminal positivo do capacitor.0 7. ajustar a mesma para 10X. 2.1.0 5. conectando o resistor de 1 k em paralelo com o mesmo até se obter VC = 0 V.0 V. conectar o resistor de 10 kΩ em paralelo com o capacitor.2 – Montar o circuito da Figura 6. 1. conectar a ponta de prova PP no borne CH1 (canal 1) e.0 0.2 – Conexão da ponta de prova para ajuste de compensação. Conferir se o terra da PP está ajustado para o centro da tela do oscilograma.01 – Trocar o resistor R do circuito da Figura 7.0 4.05 – Pressionar o botão AUTOSET.0 0.02 – Descarregar novamente o capacitor.3 – Calcular os valores de tempo para as respectivas tensões. 2.09 – Alternar a posição da chave S entre os terminais 1 e 2 (ver Figura 7.04 – Efetuar a compensação da PP. Se esta tensão for diferente de zero. Colocar a chave S na posição de carga e.0 8. a partir daí (t = 0 s) com o auxílio de um cronômetro.0 2.03 – Ligar o osciloscópio.Prática 1ª Parte Medição de VC com o Multímetro 1. 1.0 1. 7.1 o tempo em que ocorre a respectiva tensão VC.0 3.2. 2.1) e verificar no . 2. CHAVE NA POSIÇÃO 2: VC _______________ (cresce / diminui) exponencialmente. Ocorre a _______________ (carga / descarga) do capacitor. Utilize a função STOP para congelar a imagem.4 o esboço do sinal de VR.osciloscópio o que ocorre com a tensão no capacitor para os seguintes casos: CHAVE NA POSIÇÃO 1: VC _______________ (cresce / diminui) exponencialmente. 2.4 – Esboço da tensão VR. Figura 7.11 – Conectar os terminais da PP no resistor R e anotar no oscilograma da Figura 7.3 o esboço do sinal de VC. Laboratório de Circuitos Elétricos .3 – Esboço da tensão VC.10 – Anotar no oscilograma da Figura 7. Ocorre a _______________ (carga / descarga) do capacitor. Figura 7. 2. em um circuito contendo um resistor em série com um capacitor eletrolítico quando submetido a uma tensão contínua. alimentado por uma tensão quadrada (0V a 5 V). por τ = RC . 8.47μF e 1 de 3. Osciloscópio Tektronix XXXX. O circuito a ser montado na aula prática é mostrado na Fig. Parte II: Carga e Descarga do Capacitor 1. Nesta aula prática será verificado o comportamento do circuito RC série alimentado por um sinal de onda quadrada Vi.3μF. conforme ilustrado na Fig. 1 Resistor de 10 kΩ. Figura 8.1. (8. obtido de um gerador de funções. sendo definido como a constante de tempo do circuito e dado por. variando de 0 a 5V. matematicamente.1) Figura 8. é dependente do valor da capacitância e da resistência.Aula 8 Objetivos: Transitórios em Circuitos RC Série. também conhecido como tempo transitório.2 – Circuito a ser utilizado na aula prática. Gerador de Funções. Analisar a influência da variação na constante de tempo de um circuito RC série. 1 Multímetro 1 ponta de prova. O resistor R é fixado em 10kΩ e o capacitor C (eletrolítico) pode assumir dois valores: C1 = 0. Laboratório de Circuitos Elétricos . Lista de material: Introdução: Conforme visto na aula prática 7.1 – Sinal de tensão quadrado variando de 0 a 5V.2. 2 Capacitores: 1 de 0. após um determinado tempo a corrente no circuito se anula. 8.3μF. Isso é devido ao capacitor se carregar com um valor de tensão igual e com polaridade invertida ao da fonte CC.47μF e C2 = 3. 2. O tempo de carregamento. Verificar os ciclos de carga e descarga de um capacitor eletrolítico. 2 – Considerando C1 e C2 descarregados (tensão nula) em t = 0s. de forma que o menor valor para Vi seja 0V. 2. τ1 = RC1 = τ2 = RC2 = = = ms. considerando-se C1 e C2 plenamente carregados ou descarregados para tc = td ≅ 5RC. O gerador de funções produz um sinal de onda quadrada com uma parte negativa (valor médio nulo). 5 τ1 = ms.Prática: 1ª Parte Cálculos 1. sabendo-se que os mesmos foram submetidos a um transitório de carga por uma fonte CC de 5V. que pode danificar um capacitor eletrolítico. Cálculos: 1.2. com C2.1 – Ajuste de Vi: No gerador de funções (GF) ajustar um sinal de onda quadrada com freqüência de 100Hz. com a freqüência de Vi ajustada de acordo com o cálculo realizado no item 1.2 – Montar o circuito da Figura 8. ms. 5 τ2 = ms. Para se ajustar a amplitude de Vi é necessário conectar a saída do GF em um dos canais do osciloscópio.1 – Calcule as constantes de tempo do circuito e os respectivos tempos suficientes para carga (5τ) e descarga (5τ) primeiro com C1 e. em que tc e td representam o tempo de carga do capacitor e tempo de descarga do capacitor. respectivamente. 1. Cálculos: 2ª Parte Verificação dos fenômenos de carga e descarga do capacitor 2. Para que isso seja evitado é necessário realizar um OFF-SET (deslocamento por meio da adição de uma constante) no sinal de onda quadrada. Calcular a tensão no capacitor C1 e depois para C2 quanto t = τ.3. a fim de se observar os ciclos de carga e descarga de C1.3 – Calcular o menor período T para a tensão de entrada Vi que permita a visualização dos ciclos completos de carga e descarga para C1 e C2. . em seguida. 3 – Fazer um esboço dos sinais Vi e Vc no oscilograma a seguir.2. CANAL 1: Sinal de entrada Vi. Fazer o esboço dos sinais Vi e Vc no oscilograma da figura a seguir. Período T [ms]= Freqüência f [Hz]= Valor médio Tensão [V]= Tensão pico a pico [V]= 2. Figura 8.4 – Aumentar a freqüência de Vi para 100Hz.4 – Esboço da tensão Vi e VC.3 – Esboço da tensão Vi e VC. Período T [ms]= Freqüência f [Hz]= Valor médio Tensão [V]= Tensão pico a pico [V]= CANAL 2: Sinal de tensão Vc no capacitor C1. Período T [ms]= Freqüência f [Hz]= Valor médio Tensão [V]= Tensão pico a pico [V]= Figura 8. Período T [ms]= Freqüência f [Hz]= Valor médio Tensão [V]= Tensão pico a pico [V]= Laboratório de Circuitos Elétricos . CANAL 1: Sinal de entrada Vi. CANAL 2: Sinal de tensão Vc no capacitor C1. 7 – Mostre matematicamente que. valores característicos e aplicações.6 – Observar no osciloscópio os ciclos de carga e descarga de C2. é dada por se Vc(5τ) ≅ 0.4 – Esboço da tensão Vi e VC. revistas ou catálogos técnicos de fabricantes) sobre os Capacitores Eletrolíticos: tipos. 2.3.2. Figura 8. Período T [ms]= Freqüência f [Hz]= Valor médio Tensão [V]= Tensão pico a pico [V]= CANAL 2: Sinal de tensão Vc no capacitor C1. CANAL 1: Sinal de entrada Vi.4. considerando-se Vc(0s)=0V. com a freqüência de Vi ajustada de acordo com o cálculo feito no item 1. .5 – Justifique a forma de onda medida para Vc no item 2. para t = 5τ a tensão em um capacitor submetido a um transitório de carga por meio de uma fonte CC de E volts e resistor R. Período T [ms]= Freqüência f [Hz]= Valor médio Tensão [V]= Tensão pico a pico [V]= 2.993xE.1 – Pesquisar na Internet ou em alguma referência escrita (livros. Pesquisa: 3. 1) Observa-se que a reatância capacitiva é dependente da freqüência e do valor da capacitância. dada pela resistência. Nesta prática utiliza-se de um circuito série composto por uma resistência e uma reatância capacitiva. Xc = Vc ef VcPP = I ef I PP VR ef R (9. Essa defasagem angular pode ser calculada com base na defasagem temporal Δt e na freqüência f de operação do circuito.3) Ief = A presença de um capacitor e/ou um indutor produz uma tensão defasada em relação à tensão da fonte. Osciloscópio Tektronix XXXX. 2 pontas de prova. Gerador de Funções.3). A Fig. (9. 1 Capacitor de 10nF. e uma parcela imaginária composta pela reatância capacitiva e/ou reatância indutiva. Δθ = 360(f)(Δt) .Aula 9 Circuito RC série em Corrente Alternada 1. ou seja. Verificar a variação da reatância capacitiva com a freqüência em um circuito RC Série. Objetivos: Lista de material: Introdução: Em corrente alternada a análise de um circuito em regime permanente alimentado por um sinal senoidal com freqüência fixa pode ser realizado por meio da teoria fasorial. 1 Resistor de 33 kΩ.1 – Circuito a ser utilizado na aula prática. bem como o valor eficaz da corrente no circuito Eq. (9. (9. essa última é dada matematicamente por: Xc = 1 jωC = 1 .4) Figura 9. Nesta teoria tem-se o conceito de impedância. Laboratório de Circuitos Elétricos .2) (9. a qual é composta por uma parcela real. j 2πfC (9.2).1 mostra o circuito RC série a ser utilizado nesta aula prática. 9. Experimentalmente é possível se obter a reatância capa citiva utilizando-se a tensão e a corrente tanto eficaz quanto pico a pico sobre o capacitor Eq. 5 – Calcular utilizando-se a Eq.8 1. (9.4) o valor do ângulo de defasagem Δθ (Cálculo a partir de valores medidos). Freqüência (kHz) VRpp (V) VRef (V) VCpp (V) VCef (V) Ief (A) XC (Ω) Δt (s) Δθ (graus) 0.1 – Ajustar no Gerador de Funções um sinal senoidal com freqüência inicial de 100Hz e magnitude de 5V (pico a pico).6 0. Medir. canal 2 na Fig. mantendo-se o valor de magnitude.1. (9. no menu do osciloscópio).0 1.0 10.1 – Grandezas elétricas do circuito RC Série em função da freqüência.Prática: 1ª Parte Obtenção dos dados 1.0 4. Utilize o osciloscópio para ajuste da amplitude. 1. para cada freqüência.1 0. 9. (9. Tabela 9. conforme a Tabela 9. Medir também a defasagem temporal Δt entre as tensões sobre o resistor e o capacitor (entre os canais 1 e 2).2) o valor da reatância capacitiva Xc.0 8. (9.0 2. 1.0 5. e a Eq. 1.0 9.1.0 6.4 0. as tensões (valores de pico a pico e eficaz ou RMS) sobre o resistor e sobre o capacitor (não esquecer de inverter o sinal de tensão sobre o capacitor.4 – Calcular utilizando-se a Eq.3) a corrente eficaz Ief. a Eq.0 7.1 para: Se medir a defasagem angular entre a tensão da fonte e a tensão do capacitor? Se medir a defasagem angular entre a tensão da fonte e a tensão do resistor? .0 3.2 0.2 – Montar o circuito da Figura 9.6 – Faça um esboço das conexões das duas pontas de prova do osciloscópio do circuito da Figura 9.1) o valor da reatância capacitiva Xc para cada freqüência (Cálculo teórico).1. 1.3 – Ajustar a tensão da fonte de alimentação para cada freqüência. 2 – A partir dos dados obtidos na 1ª parte esboçar a curva Δθ versus f (defasagem angular versus a freqüência). Representar também a curva Xc versus f com os valores teóricos. Explique a curva obtida.2ª Parte Análise gráfica 2. Compare e explique as curvas obtidas. ressaltando as possíveis diferenças.1 – A partir dos dados obtidos na 1ª parte esboçar a curva Xc versus f (reatância capacitiva versus a freqüência) com os valores de Xc obtidos por meio do cálculo com valores medidos. 2. Laboratório de Circuitos Elétricos . (9. Experimentalmente é possível se obter a reatância indu tiva utilizando-se a tensão e a corrente tanto eficaz quanto pico a pico sobre o capacitor Eq. A Fig. Verificar a variação da reatância indutiva com a freqüência em um circuito RL Série. 2 pontas de prova. Objetivos: Lista de material: Introdução: Em corrente alternada a análise de um circuito em regime permanente alimentado por um sinal senoidal com freqüência fixa pode ser realizado por meio da teoria fasorial. Δθ = 360(f)(Δt).1 – Circuito a ser utilizado na aula prática. ou seja. a qual é composta por uma parcela real. (10. (10. dada pela resistência. bem como o valor eficaz da corrente no circuito Eq. Osciloscópio Tektronix XXXX.1 mostra o circuito RL série a ser utilizado nesta aula prática. Gerador de Funções. Observa-se que a reatância indutiva é dependente da freqüência e do valor da indutância.3). . e uma parcela imaginária composta pela reatância capacitiva e/ou reatância indutiva. 1 indutor de 60μH. essa última é dada matematicamente por: X L = jωL = j 2πfL.2) (10. 1 Resistor de 100 Ω. Nesta prática utiliza-se de um circuito série composto por uma resistência e uma reatância indutiva. (9.3) I ef = A presença de um capacitor e/ou um indutor produz uma tensão defasada em relação à tensão da fonte. Essa defasagem angular pode ser calculada com base na defasagem temporal Δt e na freqüência f de operação do circuito.4) Figura 10.Aula 10 Circuito RL série em Corrente Alternada 1. 10.2). Nesta teoria tem-se o conceito de impedância.1) XL = VL ef VL PP = I ef I PP VR ef R (10. Utilize o osciloscópio para ajuste da amplitude. 10.0 7.3) a corrente eficaz Ief. e a Eq. conforme a Tabela 10. mantendo-se o valor de magnitude. (9.0 4.4) o valor do ângulo de defasagem Δθ (Cálculo a partir de valores medidos). 1.6 – Faça um esboço das conexões das duas pontas de prova do osciloscópio do circuito da Figura 9. Medir.1 – Ajustar no Gerador de Funções um sinal senoidal com freqüência inicial de 100Hz e magnitude de 5V (pico a pico). 1. (9.1.3 – Ajustar a tensão da fonte de alimentação para cada freqüência. para cada freqüência.1 – Grandezas elétricas do circuito RL Série em função da freqüência.Prática: 1ª Parte Obtenção dos dados 1. no menu do osciloscópio).1) o valor da reatância indutiva XL para cada freqüência (Cálculo teórico). Tabela 10.1 0.2 – Montar o circuito da Figura 10.0 3.2 0. (9. 1.1 para: Se medir a defasagem angular entre a tensão da fonte e a tensão do indutor? Se medir a defasagem angular entre a tensão da fonte e a tensão do resistor? Laboratório de Circuitos Elétricos .0 1. (9.0 10. Freqüência (kHz) VRpp (V) VRef (V) VLpp (V) VLef (V) Ief (A) XL (Ω) Δt (s) Δθ (graus) 0.1.0 8.1.4 – Calcular utilizando-se a Eq. Medir também a defasagem temporal Δt entre as tensões sobre o resistor e o indutor (entre os canais 1 e 2).0 5.2) o valor da reatância indutiva XL. as tensões (valores de pico a pico e eficaz ou RMS) sobre o resistor e sobre o indutor (não esquecer de inverter o sinal de tensão sobre o indutor.4 0.5 – Calcular utilizando-se a Eq. 1.0 9.0 2.0 6.6 0. canal 2 na Fig. a Eq.8 1. 2ª Parte Análise gráfica 2. . Representar também a curva XL versus f com os valores teóricos.1 – A partir dos dados obtidos na 1ª parte esboçar a curva XL versus f (reatância capacitiva versus a freqüência) com os valores de XL obtidos por meio do cálculo com valores medidos. ressaltando as possíveis diferenças. 2. Explique a curva obtida. Compare e explique as curvas obtidas.2 – A partir dos dados obtidos na 1ª parte esboçar a curva Δθ versus f (defasagem angular versus a freqüência). Objetivos: Lista de material: Introdução: Os diagramas fasoriais são utilizados para se representar diferentes tensões e/ou correntes em um circuito. 1 capacitor de 1 indutor de 60μH.1) Laboratório de Circuitos Elétricos . Osciloscópio Tektronix XXXX. (b) Medição entre Fonte e Indutor. Construir o diagrama fasorial das tensões de um circuito RLC série para diferentes valores de freqüências. 1. isso implica montar o circuito com o elemento a ser medido na extremidade. Essa defasagem angular pode ser calculada com base na defasagem temporal Δt e na freqüência f de operação do circuito. A Figura 11. (11. Gerador de Funções. Para isso é necessário se obter a tensão em cada componente em relação à fonte. 1 Resistor de 100 Ω. Nesta prática as tensões nos elementos em um circuito RLC série serão representadas em um diagrama fasorial. Δθ = 360(f)(Δt).1 – Circuitos utilizados na prática: (a) Medição entre Fonte e Resistor. ou seja. 2 pontas de prova. (c) Medição entre Fonte e Capacitor. A presença de um capacitor e/ou um indutor produz uma tensão defasada em relação à tensão da fonte.1 mostra as três configurações do mesmo circuito a ser utilizado nesta prática.Aula 11 Diagramas fasoriais das tensões em circuitos de corrente alternada RLC série. ressaltando suas respectivas amplitudes e defasagens angulares. (a) (b) (c) Figura 11. 1 com os valores medidos.1 – Grandezas elétricas do circuito RLC Série em função da freqüência.1. ΔθFC (Fonte-Capacitor) e ΔθFL (Fonte-Indutor) e tensões eficazes para cada um dos elementos da Figura 10. Utilize o osciloscópio para ajuste da amplitude. para cada freqüência e tensão da fonte da Tabela 11. . Preencher a tabela 11. bem como os valores de tensão eficazes nos mesmos (RMS). 1.2 – Grandezas elétricas calculadas do circuito RLC série em função da freqüência. Tabela 11.1a. 1.2. ΔθFC (Fonte-Capacitor) e ΔθFL (Fonte-Indutor)). o que provavelmente acontecerá.2 – Compare (e explique eventuais diferenças) com os valores medidos. Freqüência (kHz) Vef (Fonte) (V) VRef (V) VLef (V) VCef (V) ΔθFR (graus) ΔθFC (graus) ΔθFL (graus) 1 500 1000 2000 (Espaço Reservado para os Cálculos) 2.1 – Ajustar no Gerador de Funções um sinal senoidal com freqüência inicial de 100Hz e magnitude de 3V (pico a pico). Tabela 11. (Nota: caso o gerador não consiga manter a tensão em 3 Vpp sob carga.1 – Calcule. Preencher a Tabela 10.3 – Medir para cada freqüência a defasagem angular entre as tensões da fonte e de cada um dos componentes (ΔθFR (Fonte-Resistor). ajustar novamente a tensão para 3 Vpp).1 com os valores calculados. Freqüência (kHz) Vef (Fonte) (V) VRef (V) VLef (V) VCef (V) ΔθFR (graus) ΔθFC (graus) ΔθFL (graus) 1 500 1000 2000 2ª Parte Comparação: valores calculados X grandezas medidas 2.Prática: 1ª Parte Obtenção dados 1.2 – Montar o circuito da Figura 11. os valores das defasagens angulares ΔθFR (Fonte-Resistor). Laboratório de Circuitos Elétricos .3ª Parte Análise gráfica 3.1) e calculadas (Tabela 11.2) nos componentes para cada uma das freqüências da tabela 11.1.1 – Desenhe abaixo os diagramas fasoriais das tensões medidas (Tabela 11. 1) . Nesta prática as tensões nos elementos em um circuito RLC série serão representadas em um diagrama fasorial. Construir o diagrama fasorial das tensões de um circuito RLC paralelo para diferentes valores de freqüências. 1. A presença de um capacitor e/ou um indutor produz uma tensão defasada em relação à tensão da fonte.1 mostra as três configurações do mesmo circuito a ser utilizado nesta prática. (b) Medição entre Resistor R e Resistor R2. ressaltando suas respectivas amplitudes e defasagens angulares. Para isso é necessário se obter a tensão em cada componente em relação à fonte. 1 Resistor de 100 Ω. Osciloscópio Tektronix XXXX. A Figura 11. 1 capacitor de 1 indutor de 60μH. Δθ = 360(f)(Δt). isso implica montar o circuito com o elemento a ser medido na extremidade. 2 pontas de prova. Essa defasagem angular pode ser calculada com base na defasagem temporal Δt e na freqüência f de operação do circuito. Objetivos: Lista de material: Introdução: Os diagramas fasoriais são utilizados para se representar diferentes tensões e/ou correntes em um circuito. (a) (b) Figura 11. Gerador de Funções.Aula 12 Diagramas fasoriais das correntes em circuitos de corrente alternada RLC paralelo.1 – Circuitos utilizados na prática: (a) Medição entre Resistor R e Resistor R1. (11. ou seja. 3 com os valores calculados. ajustar novamente a tensão para 3 Vpp).4 – Com os dados da Tabela 12.2 – Montar o circuito da Figura 11. a defasagem angular entre as tensões do resistor R e cada um dos outros resistor R1 e R2 (ΔθR-R1 e ΔθR-R2). como mostrado na Figura 12.1 – Ajustar no Gerador de Funções um sinal senoidal com freqüência inicial de 100Hz e magnitude de 3V (pico a pico). Freqüência (kHz) IT (corrente Total) (A) IL (Corrente no Indutor) (A) IC (Corrente no Capacitor) (A) 1 500 1000 2000 Laboratório de Circuitos Elétricos . Freqüência (kHz) IT (corrente Total) (A) IL (Corrente no Indutor) (A) IC (Corrente no Capacitor) (A) 1 500 1000 2000 2ª Parte Comparação: valores calculados X grandezas medidas 2. os valores das defasagens angulares entre as tensões do resistor R e cada um dos outros resistor R1 e R2 (ΔθR-R1 e ΔθR-R2).1.1 com os valores medidos.1 – Calcule. o que provavelmente acontecerá. Tabela 12.1). bem como os valores de tensões eficazes (RMS) nos mesmos.2. Tabela 12. 12.Prática: 1ª Parte Obtenção dados 1. Freqüência (kHz) Vef (Fonte) (V) VRef (V) VR1ef (V) VR2ef (V) ΔθR-R1 (graus) ΔθR-R2 (graus) 1 500 1000 2000 1. Utilize o osciloscópio para ajuste da amplitude.3 as correntes (módulo e ângulo) no nó 1 do circuito da prática (Fig. (Nota: caso o gerador não consiga manter a tensão em 3 Vpp sob carga. Tabela 12.1. 1. Freqüência (kHz) Vef (Fonte) (V) VRef (V) VR1ef (V) VR2ef (V) ΔθR-R1 (graus) ΔθR-R2 (graus) 1 500 1000 2000 2.2 – Correntes caculadas no nó 1 do circuito da Fig. 12. determine os valores eficazes das correntes IT.1. para cada freqüência e tensão da fonte da Tabela 12.1.2 – Correntes calculadas no nó 1 do circuito da Fig.2 – Calcule a partir dos valores da Tabela 12.3 – Medir para cada freqüência. bem como os valores de tensões eficazes (RMS) nos mesmos. como mostrado na Figura 12.3 – Grandezas elétricas calculadas do circuito RLC série em função da freqüência.3. Preencher a Tabela 12.1. Preencher a Tabela 12. IL e IC (módulo e ângulo) e preencha a Tabela 12. 12. Tabela 12.1. 1.1 – Grandezas elétricas do circuito RLC Paralelo em função da freqüência. Eletricidade Básica. Circuitos Elétricos. Saber Ltda. São Paulo: Makron Books. 5a edição. McGraw-Hill. 1999. 2a.. São Paulo: Makron Books. Joseph. [8] Users Manual. São Paulo: Ed. Modelo: IEC 1010-10 – EM 61010-1 – FG – 202C. edição. revista e ampliada.Bibliografia [1] ANDREY. Análise de Circuitos. 144p. Newton C. Tektronix Ind. edição. 1996. Milton. João Michel. 493 problemas propostos. [9] NILSON. A. Power Analyzer / Datalogger. James. Circuitos Elétricos: reedição da edição clássica – Resumo da teoria. [2] BRAGA. Fabricante: C&C Instrument Co. 1991. São Paulo: Rideel. 2ª edição. Eletrônica Básica: teoria e prática. John. [5] GUSSOW. RIEDEL. Modelo: AE-9000 True RMS. 2a. 350 problemas resolvidos. Rio de Janeiro: LTC Livros Técnicos e Científicos Editora. São Paulo: Editora Érica. Maria Aparecida Mendes. São Paulo: Makron.. [6] Manual do Usuário – Osciloscópios Digitais de Tempo Real – Série TDS 200. [3] CAPUANO. Francisco Gabriel. 15a ed. Ltd. Curso Básico de Eletrônica. 3a ed. Fabricante: ICEL – Gubintec. [10] O’MALLEY. [4] EDMINISTER. 1999. e Comércio Ltda. 1998. 1993 . 1999. Laboratório de Eletricidade e Eletrônica. W. Suzan. MARINO. [7] Instruction Manual – 202/202C – SWEPP FUNCTION GENERATOR WITH COUNTER. 1. I. c) Não é permitido ao aluno fumar e fazer lanche no laboratório.No caso do aluno faltar à aula prática de sua subturma (T1 ou T2).3 – PONTUALIDADE – Para as aulas de Laboratório. deverá ser realizada nos 10 (cinco) minutos iniciais e no final da aula. I.) devem ser colocados nos escaninhos disponíveis e nunca sobre as bancadas do Laboratório. 154 do Regimento do Centro Universitário de Belo Horizonte.8 – REPOSIÇÃO DE INSTRUMENTOS.4 – CHAMADA . como p. I. falecimento de um parente próximo etc). se comprovado motivo de negligência por parte do aluno.5 – REPOSIÇÃO DE AULAS (por motivo de falta) . alegando o motivo (trabalho. ocorrência de trânsito).as montagens dos circuitos serão feitas por até 3 (três) alunos. A repetição da aula prática ao aluno que a perdeu deverá ser autorizada pelo professor. b) O Laboratório não é um lugar de bate-papo ou de perda de tempo.. Laboratório de Circuitos Elétricos . Recomenda-se desligálo antes de cada aula. doença. portanto.A chamada. I.1 – OBJETOS – os objetos volumosos de uso pessoal (mochilas. I. deverá apresentar ao professor da disciplina uma justificativa por escrito. o aluno (a) será advertido pelo prejuízo material ao patrimônio do Laboratório. por medidas de segurança e por aspectos de postura profissional.9 – PENALIDADES DISCIPLINARES – conforme o Art. cadernos etc.7 – POSTURA PROFISSIONAL a) Não será permitido aos alunos (as) assistirem aula trajando bermuda e/ou camisetas. I. haverá suspensão de até 8 dias. I.6 – NÚMERO DE ALUNOS POR BANCADA . pastas. o mesmo deverá efetuar a reposição imediata ao Laboratório. O aluno que chegar após este período não poderá assistir as aulas e só poderá efetuar a sua reposição por motivo justificável (por escrito. I.2 – CELULAR – NÃO é permitido o uso do telefone celular ligado. que deverão fazer o relatório da aula e entregar o mesmo na semana seguinte à aula.Apêndice 1 Normas de Funcionamento do Laboratório de Circuitos Elétricos e Eletrônica NORMAS GERAIS I. No caso de reincidência. nas aulas práticas. durante as aulas práticas.10 – EMPRÉSTIMO – não é permitido o empréstimo de material para qualquer outro fim sem a aprovação. existe uma tolerância de até 15 minutos. o aluno deve procurar ser objetivo e trabalhar em sua bancada sem prejudicar os colegas de outras bancadas. livros. COMPONENTES E MATERIAIS – no caso de perda ou dano destes. ex. de arquivos de relatório. EXECUTE-O somente se estiver habilitado. Mantenha o banco sob a bancada após o seu uso. Não faça brincadeiras. 4. ligue o disjuntor diferencial da bancada.o laboratório tem uso específico para aulas práticas e pesquisa. . 2. CONHEÇA O LABORATÓRIO . SOLICITE A PRESENÇA DO PROFESSOR em sua bancada. Siga o cronograma do semestre e as instruções de cada aula prática. um ao lado do outro e instrumentos desligados. PARA QUALQUER PROCEDIMENTO. Disposição dos componentes e instrumentos de medição . impressão etc. 10. bem como do professor supervisor. informese com o professor ou com o laboratorista. 9. Antes de cada montagem. deve-se dispor os mesmos como recebidos antes do início da aula: componentes em ordem.I. desligue-o. I.11 – OBJETIVIDADE . 6. 5. NORMAS DE ORGANIZAÇÃO E SEGURANÇA 1. a leitura de e-mail.12 – USO DO MICROCOMPUTADOR – os microcomputadores no laboratório são de uso exclusivo dos laboratoristas e do professor da disciplina. os instrumentos e seus modos de operação. Mantenha limpo o seu local de trabalho.conheça os armários onde são guardados os materiais e componentes. 3. no caso de dúvidas ou de acidentes. 7. Na DÚVIDA. não sendo um lugar para atividades de estudos teóricos ou monitoria.ao término de cada montagem. Não será permitido. 8. Coopere com o professor e com os colegas. II. Após o término da mesma. em hipótese alguma. FAÇA APENAS O QUE ESTÁ PROGRAMADO – não faça experiências não programadas pelo professor. em posição vertical. É aí que serão dispostos os componentes. No caso de um projeto.vermelho (-) preto (b) Montagem no Protoboard Figura 2.chave (opcional) R1 .resistor limitador (270 LED ou 330 ohms) B1 .Figura 2. C { Linha horizontal A Furos interligados verticalmente. As duas linhas horizontais A e B podem ser usadas para servir de linhas positiva e negativa de alimentação para o circuito. existem furos onde podem ser encaixados fios e componentes de modo a fazerem contato de uma forma definida e com isso possibilitar a montagem do circuito desejado. é aconselhável verificar o funcionamento do esquema desejado no protoboard. Observe que são usados pedaços de fios rígidos para algumas conexões. Os furos da parte cental (C) estão interligados em grupos de 5. através de uma matriz de contatos. Na Figura 2. Laboratório de Circuitos Elétricos . S1 R1 (+) vermelho B1 LED R1 B1 (a) Esquema elétrico S1 . Figura 2.5 V ligadas em série (extra: suporte) LED . antes de se montar a placa de circuito impresso definitiva.Protoboard típico de uma camada. Nesta matriz. a fim de não se correr riscos desnecessários. de 5 em 5.1 .2 – Montagem para o acionamento de um diodo LED.Apêndice 2 A MATRIZ DE CONTATOS Em nossas aulas práticas.1. também conhecida como protoboard .2 tem-se um exemplo simples de montagem de acendimento de um diodo LED usando a matriz. prevista para a colocação de circuitos integrados. Faixa central (D) Linha horizontal B Estes furos são interligados horizontalmente. as montagens experimentais serão feitas com facilidade e sem a necessidade de se utilizar soldas. Entre os dois grupos de 5 furos da parte central está uma faixa central (D). respectivamente.duas pilhas pequenas de 1. de modo a “fechar” o circuito. 2 – resistor com gradiente não-linear – o valor da resistência não está em relação direta com a rotação do eixo. 1999). temos exemplos de Potenciômetros Lineares e NãoLineares. 1999). é denominado reostado (ANDREY. Figura 3. Os potenciômetros podem possuir gradientes lineares e não lineares.a resistência aumenta diretamente com a rotação do eixo. assumir valores variáveis ajustando-se o mesmo dentro de determinada faixa. de acordo com o máximo estabelecido pelo fabricante.1 – Resistor variável com gradiente linear (ANDREY.Apêndice 3 Resistores Variáveis Os resistores além de fixos. Na Figura 3. podem ainda. com valores predeterminados. . sendo empregados de acordo com a necessidade da aplicação. Um resistor variável pode ser ajustado para qualquer valor desejado. gerar queda de tensão com um único resistor variável ao invés de utilizarmos 2 fixos. Podemos por exemplo. Figura 3. dentro de sua faixa e pode ser ligado de duas formas dentro de um circuito. Na Figura 3.1 – resistor com gradiente linear .2 – Aspecto de variação no potenciômetro não-linear. Classificação dos resistores variáveis Os resistores variáveis geralmente são chamados de Potenciômetros ou trimpots. é denominado de potenciômetro ou trimpot. Nas Figuras a seguir. Quando um resistor variável é ligado num circuito de forma que a corrente varia. Note-se que no ponto médio a resistência é igual à metade da resistência total. Quando um reostato variável é ligado para fazer variar uma tensão. O mesmo resistor variável pode ser usado para ambas as aplicações.