Eletrônica Analóliga - Parte Experimental - EA3600

Parte Experimental

EA3600

Kit Didtico de Eletrnica Analgica Parte experimental 1

ndice

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 Superposio.................................................................................27

EA 02: Multmetro Analgico ................................................................................... 33 Medidas de Resistncia com Ohmmetro Analgico ..........................................33 Medidas de Tenso com Multmetro Analgico .................................................41 Medidas de Corrente com Multmetro Analgico................................................45

EA 03: RLC/Filtros Passivos .................................................................................... 49 Circuito RC srie em CA....................................................................................49 Circuito RLC paralelo em CA.............................................................................55 Circuito RLC srie em CA..................................................................................59 Medidas de ngulo de fase de capacitor em CA................................................65 Reatncia Capacitiva.........................................................................................71

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

EA 05: Diodos/Fonte DC........................................................................................... 83 Curva caracterstica do diodo ............................................................................83 Caracterstica 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 Monoltico 7805 ..............................................................................125

EA 06: Diodos ......................................................................................................... 131 Circuito Ceifador e Grampeador ......................................................................131 Circuito Duplicador e triplicador de tenso.......................................................137

EA 07: Amplificador com Acoplamento Capacitivo ............................................. 141 Amplificador em emissor comum.....................................................................141 Amplificador em base comum..........................................................................147 Determinao de impedncia de entrada e sada de um amplificador EC .......155 Amplificador em coletor comum.......................................................................161 Amplificador em cascata com acoplamento capacitivo ....................................165 Resposta de freqncia em amplificador emissor comum ...............................171

EA 08: Amplificador Classe A, B e AB .................................................................. 177 Amplificador em emissor comum Classe A (sinal) ...........................................177 Amplificador em classe B e AB (pushpull)......................................................181


EA 09: Caractersticas do BJT JFET - MOSFET................................................. 187 Curva caracterstica de BJT.............................................................................187 Curva caracterstica de JFET...........................................................................191 Curva caracterstica de MOSFET ....................................................................195

EA 10: Amplificador Diferencial com Transistores .............................................. 199 Amplificador Diferencial com transistores ........................................................199

EA 11: UJT SCR DIAC TRIAC ........................................................................ 205 Caractersticas do DIAC ..................................................................................205 Caractersticas do SCR ...................................................................................209 Deslocamento de fase por rede RC.................................................................215 Controle de disparo de SCR por deslocamento de fase...................................221 Oscilador de relaxao com transistor UJT......................................................229 Controle de disparo de SCR por UJT...............................................................235 Controle de disparo de TRIAC por rede RC.....................................................239

EA 13: Multmetro Digital........................................................................................ 245 Medida de resistncia com Multmetro Digital..................................................245 Medida de Tenso com Multmetro Digital .......................................................249 Medida de Tenso com Multmetro Digital .......................................................255

EA 14: ptica .......................................................................................................... 261 Caracterstica do LDR .....................................................................................261 Caractersticas de componente Foto- Acoplador .............................................265 Circuito com foto-transistor e emissor de infravermelho...................................269

EA 15: Protoboard .................................................................................................. 273 Matriz de Contatos para Montagens de Circuitos Eletrnicos Discretos ..........273

EA 16: Reles ............................................................................................................ 277 Caractersticas de Rels e Funcionamento......................................................277

EA 17: Amplificadores Operacionais .................................................................... 283 Amplificador Inversor .......................................................................................283 Amplificador no inversor ................................................................................287 Buffer (seguidor de tenso) .............................................................................291 Comparador.....................................................................................................295 Somador..........................................................................................................301 Subtrator..........................................................................................................307 Astvel com AOP.............................................................................................311

EA18: Amplificadores Operacionais ..................................................................... 315 Integrador com AOP........................................................................................315 Diferenciador com AOP ...................................................................................321

EA 19: Osciladores ................................................................................................. 327 Oscilador Harmnico Colpitts...........................................................................327 Oscilador Harmnico Duplo T..........................................................................331 Oscilador a cristal com Portas Lgicas ............................................................335

EA 20: Modulador/Demodulador FM...................................................................... 339 Modulador de FM digital ..................................................................................339 Demodulao de FM por Inclinao.................................................................343


EA 23: Resistores Associao de Resistores.................................................... 347 Cdigo de cores em resistores ........................................................................347 Associao de resistores em srie ..................................................................351 Associao de resistores em paralelo..............................................................355 Associao mista de resistores........................................................................359

EA 24: Amplificador com JFET e MOSFET ........................................................... 363 Amplificador com JFET autopolarizado............................................................363 Amplificador com JFET polarizado com tenso DC .........................................369 Amplificador com MOSFET .............................................................................375

EA 27: Oscilador Temporizador 555...................................................................... 381 Temporizador 555 como Astvel .....................................................................381 Temporizador 555 como Monoestvel .............................................................385 Gerador de rampa com 555.............................................................................389


EA 01: Resistores Primeira Lei de Ohm Objetivos; 1 Comprovar experimentalmente a 1 Lei de OHM. 2 Traar o grfico da curva caracterstica em funo de Tenso e corrente. Material utilizado; - Bastidor de Sistema de Treinamento em Eletrnica Analgica (Bit9); - Mdulo EA 01: Resistores; - Multmetro digital - Fonte de tenso ajustvel de 0 12V - Cabinhos de conexo. Introduo terica O resistor um componente que apresenta uma relao linear entre tenso e corrente, como indica a curva caracterstica ilustrada na figura a seguir.

O circuito consiste de uma fonte de tenso varivel alimentando um resistor como mostra a figura. Para cada tenso ajustada teremos um respectivo valor de corrente, que colocados numa tabela, possibilitam o levantamento da curva. Na figura abaixo temos o exemplo de grfico de uma curva caracterstica de um bipolo hmico.


Parte experimental 1 Conectar o bastidor eletrnico (Bit9) na rede eltrica adequada. 2 Pegar o Mdulo EA 01: Resistores e localizar o circuito a seguir.

3 Calcular a resistncia equivalente do circuito (R1, R2 e R3). Req (calculada) = ________________ 4 Medir a resistncia total do circuito com auxlio de um ohmmetro conectando a ponta de prova entre os bornes indicados B7 e B9. Req (medida) = __________ O valor confere com a calculada? __________ 5 Conectar os bornes indicados por B6 e B7 utilizando cabinho de conexo. 6 Ajustar a tenso da fonte para +5V e conecte o plo positivo ao borne indicado por B5 e o plo negativo ao borne indicado por B9.

7 Conectar o miliamperimetro entre os bornes B6 e B7 conforme est mostrado na figura a seguir.

8 Medir a corrente total e as tenses dos resistores R1 e R2 e registre no quadro a seguir.


Note-se que a o resistor R3 est em paralelo com o resistor R2, portanto a queda de tenso em R2 e R3 a mesma. 9 Calcular a corrente total e as quedas de tenses nos resistores R1 e R2 completando a tabela, por meio dos valores de resistncia total obtida item 04 e a tenso da fonte de 5V aplicada ao circuito.

10 Confrontar os valores da corrente e das tenses calculados com os valores medidos. Justificar a validade da aplicao da Lei de Ohm. ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... 11 Ajustar a fonte de tenso para 0V e conecte ao circuito conforme est mostrado na figura a seguir.

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

Nota; mantenha a polaridade do miliampermetro e a escala correta ao inseri-lo ao circuito. 13 Ajustar a tenso da fonte para os valores (V) indicados no quadro. Medir a corrente do circuito e registre na tabela a seguir.


14 Observar as variaes dos valores das correntes medidas em relao ao valor da tenso aplicada ao circuito. O que podemos afirmar em relao Lei de Ohm sobre essa ocorrncia? ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... 15 Traar o grfico da Corrente e Tenso na folha quadriculada abaixo a seguir, com base nos dados das medidas obtidas no item 13. Coloque os valores da corrente na posio vertical e os valores da Tenso na horizontal.

16 Comprovar a validade da Lei de Ohm, por meio das caractersticas observadas na experimentao realizada escrevendo a sua concluso. ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ......................................................................................................................................


EA 01: Resistores Segunda Lei de Ohm Objetivos; 1 - Comprovar experimentalmente a validade da 2 lei de Ohm. 2 - Comparar com as medidas de resistncias tericos e prticos. Material utilizado; - Bastidor de Sistema de Treinamento em Eletrnica Analgica (Bit9); - Mdulo EA 01: Resistores; - Multmetro; - Cabinhos de conexo. Introduo terica A resistncia eltrica de um condutor depende fundamentalmente de quatro fatores a saber: 1. material do qual o condutor feito; 2. comprimento (L) do condutor; 3. rea de sua seo transversal (S); 4. temperatura no condutor. Para que se pudesse analisar a influncia de cada um desses fatores sobre a resistncia eltrica, foram realizadas vrias experincias variando-se apenas um dos fatores e mantendo constantes os trs restantes. Assim, por exemplo, para analisar a influncia do comprimento do condutor, manteve-se constante o tipo de material, sua temperatura e a rea da sesso transversal e variou-se seu comprimento.

Com isso, verificou-se que a resistncia eltrica aumentava ou diminua na mesma proporo em que aumentava ou diminua o comprimento do condutor.

A resistncia eltrica diretamente proporcional ao comprimento do. Condutor. Para verificar a influncia da seo transversal, foram mantidos constantes o comprimento do condutor, o tipo de material e sua temperatura, variando-se apenas sua seo transversal.


Desse modo, foi possvel verificar que a resistncia eltrica diminua medida que se aumentava a seo transversal do condutor. Inversamente, a resistncia eltrica aumentava, quando se diminua a seo transversal do condutor. Isso levou concluso de que: A resistncia eltrica de um condutor inversamente proporcional sua rea de seo transversal. No caso de um dos condutores de ouro e outro de ferro.

Verifica-se experimentalmente que o condutor de ouro apresenta uma resistncia menor. Como as dimenses so as mesmas, conclui-se que a resistncia de um condutor depende do material de que feito. RESISTIVIDADE ELTRICA Resistividade eltrica a resistncia eltrica especfica de um certo condutor com 1 metro de comprimento, 1 mm 2 de rea de seo transversal, medida em temperatura ambiente constante de 20 o C. A unidade de medida de resistividade o mm 2 /m, representada pela letra grega (l-se r). A tabela a seguir apresenta alguns materiais com seu respectivo valor de resistividade. Material ( mm 2 /m) a 20C Material ( mm 2 /m) a 20C Alumnio 0,0278 Nquel 0,0780 Cobre 0,0173 Zinco 0,0615 Estanho 0,1195 Chumbo 0,21 Ferro 0,1221 Prata 0,30

A resistncia eltrica de um condutor diretamente proporcional ao

produto. da resistividade especfica pelo seu comprimento, e inversamente proporcional sua rea de seo transversal. Matematicamente, essa lei representada pela seguinte equao:

S

LR

====

Nela, R a resistncia eltrica expressa em ; L o comprimento do condutor em metros (m); S a rea de seo transversal do condutor em milmetros quadrados (mm 2 ) e a resistividade eltrica do material em . mm 2 /m. Parte experimental


1 Conectar o bastidor eletrnico (Bit9) na rede eltrica adequada. 2 Pegar o Mdulo 01: Resistores (Bit9) e selecione os componentes da placa (2 Lei de Ohm , Resistores de fio). Selecione os componentes conforme est mostrado na figura em seguida.

O comprimento do fio condutor de nquel cromo dos componentes A e B medem 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 resistores possui a menor resistncia eltrica entre os seus terminais? Justifique a sua resposta. ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... 4 Selecionar o resistor A. Ajuste a escala o ohmmetro para medio de resistncia baixa.

Conectar a ponta de prova positiva do hmmetro na primeira espira esquerda do resistor de fio (A) e a outra ponta de prova negativa na prxima espira contando o nmero de espiras conforme os pedidos da tabela a seguir. 6 Medir a resistncia eltrica de acordo com o nmero de espiras (comprimento)


e registre-o completando a tabela a seguir.

7 Mantendo-se a mesma espessura do fio condutor de nquel cromo, o que se percebe com a resistncia eltrica, quando aumenta o seu comprimento? ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... 8 Contar o nmero de espiras total do resistor A. Nmero de espiras: ____________

Considera-se que cada espira do fio possui aproximadamente 57mm de comprimento. 9 Calcular o comprimento total aproximado do fio condutor, usando o valor do comprimento por espira. Comprimento do fio condutor de 0,4mm = __________________Centmetros. 10 Medir a resistncia total do resistor A, entre os bornes indicados B1 e B2. Resistncia eltrica do resistor de fio = ________________ 11 Comparar o resistor A com a B localizado na placa, observar a espessura do fio e o nmero de espiras.

O que se percebe de diferente neste resistor em relao ao resistor B quanto a sua Resistividade, considerando que, cada espira de ambos resistores tem 5,7mm de comprimento? ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... 12 Selecionar o resistor B. Observe que, este resistor possui maior nmero de espiras e a espessura do fio condutor so mais finas em relao ao resistor B. 13 Conectar uma das pontas de prova do hmmetro no terminal e a outra na


prxima espira do resistor de fio e medir a resistncia eltrica completando o quadro em seguida.

14 Considerando o nmero de espiras nos resistores A e B medidas e anotadas na tabela 1 e tabela 2, significa que o comprimento do fio condutor medido a mesma, ou seja, 40 espiras medidas.

Considerando o mesmo nmero de espiras (mesmo comprimento), qual o resistor possui maior ou menor resistncia eltrica? Explicar a resposta. ........................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................ 15 De acordo com as medidas de resistncia eltrica efetuada no condutor do resistor A e resistor B registrado na tabela do item 4 e item 9, o que se pode afirmar sobre a 2 Lei de Ohm quanto a sua resistividade? ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... 16 Fazer a concluso validando a 2 Lei de Ohm de acordo com as caractersticas observadas nesta experincia. ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ......................................................................................................................................


EA 01: Resistores Lei de Kirchhoff Objetivo; 1 Comprovar experimentalmente a 1 e a 2 Lei de Kirchhoff. Material utilizado; - Bastidor de Sistema de Treinamento em Eletrnica Analgica (Bit9); - Mdulo EA 01: Resistores; - Fonte de tenso ajustvel de 0 - 12V; - Multmetro; - Cabinhos de conexo. Introduo terica Leis de Kirchhoff Um circuito eltrico pode ser composto por vrias malhas, constitudas por elementos que geram ou absorvem energia eltrica. Para calcularmos as tenses e correntes nesses elementos, necessitamos utilizar as Lei de Kirchhoff, devido as complexidades dos circuitos. Essas leis so empregadas para determinar valor e sentido das intensidades das correntes, quando so conhecidos os valores das resistncias eltricas e as foras eletromotrizes que agem de uma rede eltrica. So tambm usadas para determinar as somas algbricas das correntes nos ns e as somas algbricas da quedas de tenses nos ramos da malha. Assim sendo a 1 lei de Kirchhoff, ou Lei dos ns, enunciada como: A soma algbrica das correntes em um n nula. Enquanto que a 2 lei de Kirchhoff, ou Lei das malhas, enunciada como: A soma algbrica das tenses em uma malha nula.


Parte experimental 1 Conectar o bastidor eletrnico (Bit9) na rede eltrica adequada. 2 Pegar o Mdulo EA 01: Resistores e localizar o circuito mostrado na figura a seguir.

3 Montar o circuito utilizando os cabinhos conforme o circuito eltrico a seguir. Ajuste a tenso para +5V. Conecte o plo positivo de +5V ao borne indicado por B11 e o negativo da fonte ao borne indicado por B14.

Nota: A comprovao experimental das Leis de Kirchhoff ser feita por meio de uma montagem de circuito eltrico resistivo simples de duas malhas e uma nica fonte de tenso.

A experimentao com dois ou mais fontes de tenses necessitam que sejam isolados e com as resistncias internas exatamente iguais. Com os dados obtidos nesta experimentao sero aplicadas as respectivas Leis de Kirchhoff para verificar a validade das mesmas. 4 Medir as correntes do circuito e registre no quadro a seguir.


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

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

Anlise dos resultados 6 Escrever as equaes algbricas das correntes dos ns da primeira coluna do quadro as seguir. 7 Completar a segunda coluna do quadro substituindo a equao da primeira coluna com valores de correntes medidos experimentalmente no item 5.

Convencionar o sinal positivo para a corrente que chegam no n e negativa

para os que saem do n. Por exemplo; Equao algbrica; I1 I2 I3 = 0.

8 Verificar a validade das equaes das correntes (Kirchhoff) confrontando com os valores medidos.

Nota: Podem ocorrer umas pequenas diferenas entre os valores comprovados, isto devido a erros inseridos durante a medio efetuada por intermdio de miliampermetro e outras tolerncias.


9 Escrever as equaes algbricas das tenses das malhas da primeira coluna do quadro a seguir.

10 Completar a segunda coluna do quadro mostrado no item 9 substituindo a equao da primeira coluna com valores das tenses medidos experimentalmente no item 5. 11 Verificar a validade das equaes algbricas das tenses (Kirchhoff) confrontando com os valores medidos experimentalmente.

Nota: Podem ocorrer umas pequenas diferenas entre os valores comprovados, isto devido a erros inseridos pelo instrumento de medida. 12 Com os resultados obtidos nesta experimentao da lei de Kirchhoff, fazer a sua concluso. ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ......................................................................................................................................


EA 01: Resistores Teorema de Norton Objetivos; 1 - Comprovar experimentalmente a validade do Teorema de Norton. 2 - Medir as correntes e tenses do circuito equivalente de Norton. 3 - Comparar com resolues tericos e prticos. 4 - Analisar os resultados da experimentao com quadro comparativo. Material utilizado; - Bastidor de Sistema de Treinamento em Eletrnica Analgica (Bit9); - Mdulo EA 01: Resistores; - Multmetro; - Fonte de tenso DC ajustvel de 0 - 12V; - Fonte de tenso DC fixa de 5V; - Cabinhos de conexo. Introduo terica Quaisquer circuitos eltricos, lineares e ativos pode ser substitudos por um circuito equivalente constitudo de uma fonte de corrente e uma resistncia em paralelo, o equivalente Norton, como ilustra a figura em seguida.

A corrente IN do equivalente Norton aquela que atravessa um curto-circuito ligado entre os pontos A e B do circuito original. A resistncia RN do equivalente Norton a resistncia entre os pontos A e B do circuito original com a carga desconectada e com os geradores desativados (geradores de tenso em curto e geradores de corrente em aberto).

Metodologia A comprovao experimental da validade de Teorema de Norton ser feita de uma maneira bastante direta e tradicional. Sero medidas a tenso e corrente sobre um dos resistores que far o papel da carga. Depois , o equivalente Norton ser determinado experimentalmente. Por fim, o equivalente Norton ser feito atravs das medidas de tenso e corrente sobre a carga para que se possa compar-las com aqueles valores obtidos a partir de um circuito original. Como uma fonte de corrente no e um dispositivo comum nos laboratrios didticos, ela ser simulada por uma fonte de tenso e um potencimetro que ajustar intensidade da corrente para o nvel desejado.


Parte experimental 1 Conectar o bastidor eletrnico (Bit9) na rede eltrica adequada. 2 Pegar o Mdulo EA 01: Resistores e selecione os componentes da placa (Mtodo de Kirchhoff /Superposio). Selecione os componentes conforme est mostrado na figura em seguida.

3 Montar o circuito esquemtico da figura em seguida. 4 - Ajustar a tenso da fonte para 5V e aplique

5 Medir a tenso e a corrente no resistor RL do circuito montado. O resistor RL faz o papel da carga do circuito.

RL (Carga)

Tenso (V)

Corrente (mA)

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

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

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

Corrente IN (mA)

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

Esse o valor da corrente IN do equivalente Norton.


7 Desconectar a fonte de tenso do circuito. Substitua a fonte de tenso por um curto circuito, deixe em aberto os pontos onde estava ligado o resistor RL.

8 Medir com um hmmetro a resistncia entre esses mesmos pontos indicados por B13 e B22.

Esse valor o valor da resistncia RN do equivalente Norton.

Resistncia equivalente Norton

____________

9 Montar o circuito ilustrado na figura em seguida.

Esse o equivalente Norton do circuito original.

Parte do circuito destacada pelas linhas tracejadas simula uma fonte de corrente. 10 Ajustar a resistncia do potencimetro at que o valor da corrente IN seja igual quele obtido no item 5.

RL (Carga)

Tenso (V) Corrente (mA)

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

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


Anlise dos resultados: 11 Comparar os valores de tenso e corrente no resistor RL obtidos nos dois circuitos; o original e o equivalente.

Fazer um comentrio da validade do Teorema de Norton, pelo menos para o circuito montado neste ensaio. ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... 12 Calcular teoricamente a corrente equivalente de Norton do circuito montado. Compare os valores obtidos atravs do clculo terico com aqueles obtidos experimentalmente nos itens 5 e 6. Equivalente IN calculado = ________ Equivalente IN Medido = __________ 13 Descrever um comentrio conclusivo sobre equivalncia Thevenin - Norton, ou seja, sobre a transformao do equivalente Thevenin em equivalente Norton e vice-versa. ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ......................................................................................................................................


EA 01: Resistores Teorema de Thevenin Objetivos; 1 - Comprovar experimentalmente a validade do Teorema de THEVENIN. 2 - Medir as correntes e tenses do circuito equivalente de THEVENIN. 3 - Comparar com resolues tericos e prticos. 4 - Analisar os resultados da experimentao com quadro comparativo. Material utilizado; - Bastidor de Sistema de Treinamento em Eletrnica Analgica (Bit9); - Mdulo EA 01: Resistores; - Multmetro; - Fonte de tenso DC ajustvel de 0 - 12V; - Fonte de tenso DC fixa de 5V; - Cabinhos de conexo. Introduo terica Quaisquer circuitos eltricos, lineares e ativos podem ser substitudos por um circuito equivalente constitudo de uma fonte de tenso em srie com uma resistncia, o equivalente Thevenin, como ilustra a figura em seguida.

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

Metodologia A comprovao experimental da validade de Teorema de Thevenin, ser feita em circuito eltrico resistivo e sero medidas a tenso e a corrente em um dos seus resistores que far o papel da carga. Depois ser determinado experimentalmente o equivalente Thevenin. O equivalente ser montado e a tenso e a corrente na carga ser medidas para que se possa compar-los com os valores obtidos no circuito original.


Parte experimental 1 Conectar o bastidor eletrnico (Bit9) na rede eltrica adequada. 2 Pegar o Mdulo EA 01: Resistores e selecione os componentes da placa (Mtodo de Kirchhoff /Superposio). Selecione os componentes conforme est mostrado na figura em seguida.

3 Montar o circuito esquemtico da figura em seguida. 4 - Ajustar a tenso da fonte para 5V e aplique

5 Medir a tenso e a corrente no resistor RL do circuito montado. O resistor RL faz o papel da carga do circuito.

RL (Carga)


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

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

6 Retirar o resistor RL do circuito e mea a tenso entre os pontos indicados pelos bornes B13 e B22, ou seja, sobre a carga (470).

ETH (volt)

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


Esse o valor da corrente ETH do equivalente THEVENIN. 7 Desconectar a fonte de tenso do circuito. 8 Substituir a fonte de tenso por um curto circuito, deixe em aberto os pontos onde estava ligado o resistor RL. 9 Medir a resistncia entre os pontos B13 e B16.

Esse valor o valor da resistncia RTH do equivalente THEVENIN.

Resistncia equivalente THEVININ

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

10 Montar o circuito equivalente Thevenin ilustrado em seguida. Utilizar o potencimetro localizado na placa para simular a resistncia RTH conforme est ilustrado em seguida.

Esse o equivalente THEVENIN do circuito original. 11 Ajustar o potencimetro para o valor da RTH obtido no item 8. 12 Ajustar a tenso da fonte para o valor da tenso ETH obtido no item 5 e aplique ao circuito.


13 Medir a tenso e a corrente no resistor de carga RL do equivalente Thevenin e anote em seguida.

RL (Carga)


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

................m A

Anlise dos resultados: 14 Comparar os valores de tenso e corrente obtidos no item 5 e 12.

Fazer um comentrio da validade do Teorema de Thevenin, pelo menos para o circuito montado neste ensaio. ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... 15 Determinar teoricamente o equivalente THEVENIN do circuito montado. Equivalente ETH = ____________ (calculado) 16 Comparar os resultados de valores obtidos atravs do clculo terico com aqueles obtidos experimentalmente nos itens 5 (tenso) e 8 (resistncia). Equivalente ETH = ____________ Equivalente RTH = ______________ 17 Concluir a experimentao descrevendo a validao do teorema de Thevenin. ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ......................................................................................................................................


EA 01: Resistores

Teorema de Superposio Objetivos; 1 - Comprovar experimentalmente a validade do Teorema de superposio dos efeitos. 2 - Medir as correntes e tenses do circuito de superposio. 3 - Comparar com resolues tericos e prticos. 4 - Analisar os resultados da experimentao com quadro comparativo. Material utilizado; - Bastidor de Sistema de Treinamento em Eletrnica Analgica (Bit9); - Mdulo EA 01: Resistores; - Multmetro; - Fonte de tenso DC ajustvel de 0 - 12V; - Fonte de tenso DC fixa de 5V; - Cabinhos de conexo. Introduo terica O teorema da superposio dos efeitos estabelece que; A corrente que circula por um ramo de um circuito composto por vrias fontes igual a soma algbrica das componentes tomadas separadamente, considerando-se apenas uma das fontes de cada vez, anulando as outras restantes. importante lembrar que o Teorema ter validade se a palavra corrente for substituda pela palavra tenso em seu enunciado. Deve-se considerar a fonte de tenso de cada vez colocando em curto circuito as demais. A aplicao do teorema de superposio para determinar a corrente num ramo de um circuito qualquer, considerando os efeitos parciais produzidos por cada fonte neste ramo.


Parte experimental 1 Conecte o bastidor eletrnico (Bit9) na rede eltrica adequada. 2 Pegar o Mdulo EA 01: Resistores e selecione o circuito mostrado na figura a seguir.

3 Conectar os bornes do Kit de acordo com o esquema eltrico a seguir. Ajuste a fonte de tenso para +12V, conecte o plo positivo ao borne B11 e o plo negativo ao borne indicado por B14.

4 Conectar a tenso +5V fixa ao borne B13 e o plo negativo ao borne indicado por B16. 5 Fechar os bornes B12 e B15 com auxlio de um cabinho de conexo.


6 O resistor R6 (470) da placa, simula a carga RL do circuito de superposio dos efeitos.

7 Medir a tenso sobre a carga R6 = 470 com auxlio de um multmetro e registrar na tabela 1 em seguida. Medir a corrente I da carga R5 e registrar na tabela 1.

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

Note que a fonte de tenso E2 (5V) permanece intacta sem nenhuma alterao.


9 Medir a corrente I1 no resistor RL de 470 (R6), mea a tenso sobre a carga RL (R6 = 470) e anote na tabela 2 em seguida.

10 Retirar a fonte de tenso E2 do circuito e substituir por um curto circuito. 11 Conectar novamente a fonte de tenso E1 de 12V nos bornes B11 e B14 conforme est mostrado na figura em seguida.

12 Medir a corrente I2 no resistor RL de 470 (R6), mea a tenso sobre a carga RL (R6 = 470) e anote na tabela 3 em seguida.


Observar o circuito original, as fontes de tenso esto com as mesmas

polaridades para a carga, portanto, a corrente I da carga a soma das correntes 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 e I 2 fornecidos por uma de cada fonte de tenso 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 superposio, as correntes devem ser iguais (aproximadamente igual ao de pratica). 14 Fazer os clculos tericos com os valores dos dados do circuito original, aplicando o teorema de superposio dos efeitos e compare com os resultados obtidos na pratica. ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ......................................................................................................................................


15 Transferir os valores das tenses e correntes medidas nas tabelas 1, 2 e 3 na tabela 4 em seguida.

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

O que se pode afirmar com os valores medidos e calculados. ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... 16 Fazer a concluso da experimentao comprovando a validao do teorema de superposio de efeitos. ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ......................................................................................................................................


EA 02: Multmetro Analgico

Medidas de Resistncia com hmmetro Analgico Objetivos; 1 Conhecer as caractersticas do hmmetro Analgico. Material utilizado; - Bastidor de Sistema de Treinamento em Eletrnica Analgica (Bit9); - Mdulo EA 02 Multmetro Analgico (Bit9); - Fonte de tenso ajustvel de 0 - 12V; - Multmetro digital; - Cabinhos de conexo; - Resistores de 100, 560, 1k, 5k6, 10k; - Matriz de pontos para montagem (protoboard). Introduo terica O hmmetro um instrumento usado para medir a resistncia dos componentes do circuito. Alm disso, usado para localizar componentes abertos ou em curto-circuito e determinar a continuidade do circuito. A resistncia indicada numa escala calibrada em Ohms. Na figura abaixo a seguir temos um exemplo de um painel de um hmmetro Analgico.

Observe a faixa indicadora de valores de resistncia eltrica localizada na parte superior do painel do galvanmetro.


A escala de valores de resistncia eltrica mostrada no painel do galvanmetro no linear. Ao contrrio da escala de corrente e tenso. A no linearidade na escala pode apresentar erro de interpretao de valores mdios. Este erro conhecido por erro de interpolao.

Outro erro de interpretao de valores medidos a chamada erro de paralaxe. Este erro devido a posio do observador.

Para que este tipo de erro seja reduzido, necessrio 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 bsico de um hmmetro srie. Um miliampermetro de 0 1mA com resistncia interna de 200.

Os conectores A e B so os pontos onde as pontas de prova so 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 miliampermetro conectado com um resistor limitador de corrente R2 (2500) e um potencimetro de 500 e uma bateria de 3V. Quando as pontas de prova A e B so curto - circuitada, o circuito fica completo fluindo uma corrente no interior do galvanmetro. O potencimetro R1 pode ser ajustado para que a resistncia total do circuito seja 3000.


Sendo a tenso da fonte de 3V e a R total do circuito (R1 + R2 + Rm) de 3K temos uma corrente de 1mA. Essa deflexo mxima do medidor ser a marca ZERO do hmmetro, onde o R2 serve para o ajuste ZERO.

Conectando um resistor de 1000 teremos a resistncia total de 4000, logo a corrente do circuito ser;

Rt

EI =

= 4000

V3I =

= 0,75mA . A posio do ponteiro indicando 0,75mA a marcao do resistor de 1000 (10 Ohms X 100) do hmmetro. Esta posio corresponde a 3/4 da deflexo do ponteiro do galvanmetro. Conectando um resistor de 2000 entre A e B do instrumento teremos: Rt + 2000, ou seja, 5000, logo a corrente ser;

Rt

EI =

= 5000

V3I =

= 0,6mA . Neste caso o ponteiro deflexionar 3/5 da escala onde est indicado a corrente de 0,6mA do galvanmetro, como mostra a linha interrompida na figura. Podemos afirmar que este ponto da escala pode ser calibrado com 2000. Pode ser mostrado igualmente que neste hmmetro: 1/2 escala corresponde a 3000 3/8 da escala corresponde a 5000 1/4 da escala corresponde a 9000 1/8 da escala corresponde a 21000 Pode-se observar que a tenso de 3V do instrumento dividido pela corrente assinalada na escala do miliampermetro corresponde ao valor calibrado da resistncia medida. Os valores de resistores devem ser lidos entre 1/4 e 3/4 do mostrador do hmmetro a fim de evitar erros de leitura de interpolao.


O erro de interpolao se caracteriza por aglomerao de valores muitos prximos no inicio e fim da escala do hmmetro. Quando ocorrerem o erro de interpolao, ser necessrio mudar de escala de medida que facilite a leitura mais precisa. hmmetro do Mdulo EA 02 Multmetro Analgico (Bit9) Na figura abaixo a seguir est mostrado o circuito bsico do hmmetro. O galvanmetro ter a corrente mxima quando aplicado uma tenso de 160mV.

Resistor R escala funciona como shunt alterando a tenso sobre o galvanmetro. Esta tenso depende do valor do resistor R teste, desta forma R escala assume vrios valores para que a leitura da resistncia de entrada seja mais precisa. Para adequar a tenso de R escala ao galvanmetro feito um divisor de tenso formado por P1, R14 e R15.


Parte experimental 1 Conectar o bastidor eletrnico (Bit9) na rede eltrica adequada. 2 Pegar o Mdulo EA 02 Multmetro Analgico (Bit9). 3 Ajustar a tenso da fonte de alimentao para +5V e conecte ao Mdulo 2 Multmetro Analgico nos bornes indicado por +5V e GND.

4 Fazer a conexo da escala X10. Conecte cabinho de conexo entre o borne do extremo do P1 ao borne indicado X10. 5 Manter a entrada Ponta de prova + e ponta de prova aberta. Com auxlio de um multmetro, mea a tenso entre os bornes do resistor R15 (shunt do galvanmetro).

Nota: Como a ponta de R teste est aberta a tenso sobre o ponto do galvanmetro dever ser nulo.

6 Colocar a entrada das pontas de prova + e em curto com auxlio de um cabinho de conexo. Com auxlio de um multmetro, mea a tenso a tenso entre os bornes do resistor R15 (shunt do galvanmetro).

7 Manter a entrada R teste em curto. Conecte o voltmetro entre os bornes do resistor R15 (shunt do galvanmetro). Varie o potencimetro indicado por P1 e observe a tenso nos bornes do resistor R15 (shunt do galvanmetro).


8 Justificar a finalidade do ajuste P1 na corrente do galvanmetro utilizado neste hmmetro. ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ............................................................................................................................................................................................................................................................................ ...................................................................................................................................... 9 Conectar o galvanmetro ao hmmetro (Bit9) com auxlio de cabinhos, respeitando as polaridades. MEDIDAS DE RESISTENCIA COM OHMMETRO 10 Fazer a conexo da escala X10. Conecte cabinho de conexo entre o borne do 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 potencimetro P1 at que o ponteiro esteja sobre o zero (ohms) do galvanmetro indicado na escala do hmmetro. 13 Pegar um resistor de 560 e conecte a ponta de prova + e e registre o valor medido.

Note-se que a escala utilizada X10 portando o valor da resistncia o valor marcado no painel X 10.

Nota; durante a medio do resistor, no deve segurar com as duas mos o terminal do resistor. Caso ocorra, a medida da resistncia pode ser alterada. Deve-se segurar o terminal com uma das mos e a outra, segurar a ponta De prova isolada e efetuar a medida do componente.

Se a leitura for imprecisa, mude de escala X100 ou X1000 e observe qual escala mais precisa para a leitura. Sempre que mudar a escala, ajuste o Zero novamente. 14 Fazer as medies dos demais resistores completando a tabela a seguir.


15 Selecionar a escala que lhe d a melhor preciso possvel utilizado este hmmetro analgico. Anote na tabela conforme o exemplo a seguir.

Escala utilizada X100 Valor nominal do

resistor ()

Valor hmico medido ()

Nota: O hmmetro utilizado nesta experincia pode no ser precisa. O objetivo desta experincia conhecer a caracterstica do medidor e adquirir habilidade de como medir a resistncia eltrica de um componente com um hmmetro analgico. 16 Concluir a experimentao com as caractersticas observadas em um hmmetro analgico. ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ......................................................................................................................................



Medidas de Tenso com Multmetro Analgico Objetivos; 1 Conhecer as caractersticas de um Voltmetro Analgico. Material utilizado; - Bastidor de Sistema de Treinamento em Eletrnica Analgica (Bit9); - Mdulo EA 02 Multmetro Analgico; - Fonte de tenso ajustvel de 0 - 12V; - Multmetro; - Cabinhos de conexo; - Resistores de 4k7, 15K, 27K; - Matriz de pontos par a montagem (Protoboard). Introduo terica O Voltmetro o um instrumento usado para medir a tenso eltrica contnua e alternado de um dispositivo ou circuito eltrico. Na figura abaixo a seguir temos um exemplo de um painel de um Voltmetro Analgico.

Observe a faixa indicadora de valores de medidas da tenso eltrica localizada no painel do galvanmetro. A faixa destinada para a interpretao dos valores das tenses medidas corresponde a faixas limites de; 10DCV 50DCV 250DCV


O valor mximo indicado no painel do galvanmetro para medir tenses corresponde ao seletor de faixa de tenses a ser medido. Por exemplo, A escala de valores de resistncia eltrica mostrada no painel do galvanmetro no linear. Ao contrrio da escala de corrente e tenso. Caso for escolhido o seletor de faixa de tenso em 10V (fundo de escala). Ao medir a tenso em um circuito, a leitura do valor medido seria a escala de 10V indicado no galvanmetro.

Observe o painel do galvanmetro, como a faixa de tenso escolhida (fundo de escala) a de 10V, a leitura da tenso medida neste caso seria 7,5V. Pode-se observar que a escala de tenso linear. Voltmetro analgico bsico constitudo de um divisor de tenso conectado a um galvanmetro (miliampermetro ou microampermetro).

Para medir a tenso de um dipolo, conectar a ponta de prova do voltmetro em paralelo com o dipolo, conforme est ilustrado na figura em seguida.

Os voltmetros analgicos apresentam impedncias internas baixas e afetam na preciso das medidas de tenso. A impedncia padro para os voltmetros analgicos so de 20K/volt.


Parte experimental 1 Conectar o bastidor eletrnico (Bit9) na rede eltrica adequada. 2 Pegar o Mdulo EA 02 Multmetro Analgico e colocar no bastidor. 3 Localizar os componentes que fazem parte de um voltmetro.

4 Selecionar a faixa de 10V conectando uma ponta de prova ao borne indicado por 10V. 5 Pegar um painel de montagem (protoboard). Montar o circuito da figura a seguir

6 Ajustar a fonte de tenso DC para 5V e aplicar ao circuito. 7 Medir as quedas de tenses dos componentes conforme a tabela 1 em seguida.

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

8 Pegar um multmetro digital e mea as tenses novamente e anote na tabela 2 a seguir.


Tabela 2 Pontos VCD VBD VAC VAB VBC VAD Tenso

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

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

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

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

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

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

9 Comparar as medidas realizadas com o voltmetro analgico anotado na tabela 1 com as tenses medidas com o voltmetro digital anotado na tabela 2.

Explique no que se deve a causa da diferena de valores medidos na tabela 1 e tabela 2. ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... 10 Mudar a faixa de medida de tenso do Voltmetro Analgico para a faixa de 50V. 11 Medir as quedas de tenses dos componentes conforme a tabela 3 em seguida.

Tabela 3 (escala de 50V) Pontos VCD VBD VAC VAB VBC VAD Tenso

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

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

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

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

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

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

Pode se dizer que a preciso de medidas de tenso precisa quando a faixa de fundo de escala prxima do valor da tenso a ser medida? ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... 12 Concluir a experimentao descrevendo as caractersticas de um voltmetro analgico. ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ......................................................................................................................................



Medidas de Corrente com Multmetro Analgico

Objetivos; 1 Conhecer as caractersticas de um ampermetro analgico. 2 Medir a corrente de circuito eltrico com ampermetro analgico. Material utilizado; - Bastidor de Sistema de Treinamento em Eletrnica Analgica (Bit9); - Mdulo EA 02 Multmetro Analgico; - Fonte de tenso ajustvel de 0 - 12V; - Multmetro; - Cabinhos de conexo; - Resistores de 270; 560; 1K; 15K, 27K, 47K; - Matriz de pontos par a montagem (Protoboard). Introduo terica O Ampermetro o um instrumento usado para medir a corrente eltrica contnua e alternado de um dispositivo ou circuito eltrico. O ampermetro analgico constitudo de um galvanmetro (microampermetro). O desvio de corrente sobre um resistor shunt flui pelo galvanmetro. A escala ajustada para a corrente de fundo de escala para uma corrente que flui pelo galvanmetro e pelo resistor de shunt .

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

A inverso da polaridade provoca o desvio inverso do ponteiro do galvanmetro podendo danific-lo.


Parte experimental 1 Conectar o bastidor eletrnico (Bit9) na rede eltrica adequada. 2 Pegar a placa 02 Multmetro Analgico (KIT Bit9). 3 Localizar os componentes que fazem parte de um miliampermetro no modulo.

4 Conectar os resistores shunt do miliampermetro ao galvanmetro ligando o borne amarelo com o vermelho e preto com o preto indicado por Galvanmetro. 5 Montar o circuito da figura a seguir sobre o protoboard para efetuar a medio da corrente.

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


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

I total I R1 I R2 I R3

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

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

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

....................mA 8 Fazer a associao dos resistores do circuito determinando a resistncia equivalente total. R total = ______________ 9 Determinar a corrente total do circuito. I total = __________mA

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

Caso haja diferena aprecivel, escreva as causas que proporcionaram os erros de medida. ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... 10 Mudar a faixa de medida de corrente para a faixa indicada por 50mA.

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


Anotar as correntes na tabela 2 em seguida. Tabela 2

I total I R1 I R2 I R3

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

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

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

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

Pelas medidas efetuado o que se pode dizer sobre a sensibilidade do miliampermetro. ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... 12 Explicar por que a indicao do microampermetro no circuito no corresponde exatamente a corrente no resistor.

...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... 13 Concluir a experimentao descrevendo as caractersticas do miliampermetro analgico. ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ......................................................................................................................................


EA 03: RLC/Filtros Passivos

Circuito RC srie em CA Objetivo; 1 Determinar experimentalmente os parmetros de um circuito RC srie em CA. Material utilizado; - Bastidor de Sistema de Treinamento em Eletrnica Analgica (Bit9); - Mdulo EA 03 RLC/Filtros Passivos; - Osciloscpio de duplo trao; - Gerador de funes; - Cabinhos de conexo. Introduo terica CIRCUITO RC SRIE EM CA O circuito RC srie em CA muito aplicado em equipamentos industriais como forma de obter tenses CA defasadas. Por esta razo este circuito tambm denominado de rede de defasagem. Na figura a seguir temos os grficos senoidal e vetorial de um circuito RC srie.

No grfico vetorial apresentado na figura (b) o vetor VT representa a tenso total aplicada a rede RC. Por este grfico se observa que a tenso sobre o resistor est defasada de um ngulo da tenso aplicada e a tenso no resistor est defasada de um ngulo . Tomando-se a tenso de sada da rede RC sobre o resistor ou capacitor pode-se obter uma tenso adiantada ou atrasada em relao tenso aplicada. Na figura a seguir temos as situaes de ngulos de defasagem VS = VR


Vs adiantada de graus em relao ao VT. Na figura a seguir temos as situaes de ngulos de defasagem VS= VC.

Vs atrasada graus em relao a VT. O ngulo de defasagem entre as tenses depende: Freqncia da CA. Resistncia do resistor Capacitncia do capacitor Esta defasagem no depende da tenso aplicada ao circuito RC srie. A seguir temos as equaes para a determinao dos parmetros de um circuito RC srie em CA.

Impedncia (Z) 22 XCRZ +=

Corrente (I) Z

VTI = ou

R

VRI =

Tenso total (VT) 22 VCVRVT += VT

VRcos = ou

Z

Rcos =

ngulo = arc Z

Rcos = ou = arc

VT

VRcos =

XC a reatncia do capacitor (tenso e corrente); I

VCXC =

XCf a reatncia do capacitor (freqncia e capacitncia); fc2

1XCf

pi

Z a impedncia total do circuito RC; I

VGZ =


Parte experimental

Nota: Nesta experincia ser caracterizado o circuito RC srie. Sero medidas tenses e correntes para vrios valores de freqncia do gerador. Ser verificada a defasagem entre tenso e corrente do circuito. As correntes do circuito sero medidas de forma indireta sobre o resistor que atravessa a corrente do circuito. 1 Conectar o bastidor eletrnico (Bit9) na rede eltrica adequada. 2 Pegar o Mdulo EA 03 RLC/Filtros Passivos e localizar o circuito a seguir.

3 Interligar o circuito RC com auxlio de cabinhos de conexo conforme a figura a seguir.

4 Conectar o gerador de funes na entrada do circuito, um sinal senoidal na freqncia de 10kHz e amplitude de 4Vpp. 5 Ajustar a base de tempo (Time/Div) do osciloscpio em 1ms. 6 Conectar a ponta do osciloscpio sobre o resistor conforme a figura mostrada no item 3.

Medir a tenso sobre o resistor R1 e a tenso do capacitor C1 de acordo com a freqncia do sinal registrando na tabela a seguir.

Fazer a medio simultnea da tenso VR e VC anotando na tabela.


Para medir a tenso no capacitor C1, mantenha a ponta de prova positiva no ponto B e mova a ponta negativa para o ponto A e para medir a tenso sobre R1, mova a referencial terra para o ponto indicado C, conforme est mostrado na figura a seguir.

7 Completar as colunas de VC e VR alterando a freqncia do circuito conforme est indicado na tabela 1. Tabela 1 Freqncia (Hertz)

VR (V) VC (V) I (A) Xc (K) Xcf (K) Z (K)

200 300 400 500 600 700 800 900 1000 3000 4000 5000

8 Calcular os demais valores e completar a tabela. Usar as equaes abaixo a seguir. Onde: VG = tenso do gerador VC = tenso sobre o capacitor VR = tenso sobre o resistor F = freqncia do gerador

I a corrente no circuito; R

VRI =

XC a reatncia do capacitor (tenso e corrente); I

VCXC =

XCf a reatncia do capacitor (freqncia e capacitncia); fc2

1XCf

pi=


Z a impedncia total do circuito RC; I

VGZ =

9 Traar o grfico de Impedncia (Z) do circuito RC em funo da variao da freqncia.

10 Concluir a experimentao descrevendo a caractersticas observadas em um circuito RC em CA. ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ......................................................................................................................................



Circuito RLC paralelo em CA Objetivos; 1 Analisar experimentalmente Circuito RLC paralelo em CA. 2 Observar o efeito de ressonncia em circuito RLC paralelo em CA. 3 Traar o grfico da curva caracterstica do circuito ressonante paralelo. Material utilizado; - Bastidor de Sistema de Treinamento em Eletrnica Analgica (Bit9); - Mdulo EA 03 RLC/Filtros Passivos; - Osciloscpio de duplo trao; - Gerador de funes. Introduo terica O filtro passivo passa-faixa seleciona sinais de freqncias entre freqncia de corte inferior (fc1) e superior (fc2). Na figura a seguir est mostrado um circuito ressonante RLC paralelo passa-faixa e o grfico da curva caracterstica do circuito.

O filtro passivo passa-faixa LC funcionam relacionado com o fenmeno de ressonncia. Para determinar a freqncia de ressonncia (fr) do circuito RLC emprega-se a seguinte expresso matemtica;

CL2

1fr

pi=

Este tipo de circuito utilizado como forma de selecionar freqncias em equipamentos da rea de telecomunicaes.


Parte experimental 1 Conectar o bastidor eletrnico (Bit9) na rede eltrica adequada. 2 Pegar o Mdulo EA 0 3 RLC/Filtros Passivos e localizar os componentes mostrados na figura a seguir.

3 Conectar o circuito RLC usando os cabinhos de conexo conforme est mostrado na figura a seguir.

4 Calcular a freqncia de ressonncia do circuito utilizando os seguintes dados; C = 100nF e L = 1000H. Freqncia de ressonncia = _____________Hertz. 5 Conectar o gerador de funes na entrada do circuito aos bornes indicados por B1 e B17. 6 Conectar a ponta de prova do canal 1 do osciloscpio na sada do circuito aos bornes indicados por B16 e B18 conforme est mostrado na figura do item 3.

7 Ajustar a amplitude do sinal do gerador para 6Vpp e freqncia do sinal em 5KHz.

Medir a tenso de sada Vs com auxlio de osciloscpio (canal 1) , sobre o resistor R4 ao borne indicado por B16 e B18. Registrar o valor medido na tabela 1 a seguir.


Depois mea a tenso VR sobre o resistor R1 (1K). Mea Vs e VR1 simultaneamente movendo a ponta de prova de terra. Observar a figura a seguir, de como medir a tenso sobre o resistor R1 (1k) com a ponta de prova do osciloscpio.

8 Ajustar os valores da freqncia do sinal mostrado na tabela. Mea a tenso Vs e VR completando a tabela.

Tabela 1 Freqncia (Khertz)

Vs(V) VR (V) I (mA) Z (K)

5 8 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 25 30 35 40 45 50


Nota; No preencher a rea em negrito. 9 Calcular a corrente I e a impedncia Z do circuito completando a coluna da tabela 1. Usar as seguintes expresses;

R

VRI =

e I

VGZ =

10 Traar o grfico da curva caracterstica do circuito ressonante paralelo na folha a seguir com os dados das medidas das tenses Vs de sada do circuito e com os valores das freqncias.

11 Fazer a concluso da experincia descrevendo as caractersticas de impedncias do circuito RLC paralelo na ressonncia e fora de ressonncia. ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ......................................................................................................................................



Circuito RLC srie em CA Objetivos; 1 Observar as caractersticas do filtro RLC srie. 2 Traar o grfico do filtro ressonante RLC srie. Material utilizado; - Bastidor de Sistema de Treinamento em Eletrnica Analgica (Bit9); - Mdulo EA 03 RLC/Filtros Passivos; - Osciloscpio de duplo trao; - Gerador de funes; - 1 Resistor de 1k; - Multmetro. Introduo terica O circuito RLC srie em CA utilizado principalmente para a seleo de freqncias. A seleo de freqncias baseia-se fundamentalmente na ressonncia e na faixa de passagem do circuito ressonante. O circuito ressonante serie, a faixa de passagem apresenta as menores impedncias. A medida em que a freqncia se afastada faixa de passagem a impedncia do circuito aumenta.

A equao para determinar a freqncia de ressonncia dada pela seguinte expresso matemtica.

CL2

1fr

pi=


Parte experimental 1 Conectar o bastidor eletrnico (Bit9) na rede eltrica adequada. 2 Pegar o Mdulo EA 03 RLC/Filtros Passivos e localizar o circuito a seguir.

3 Conectar ao circuito um resistor de 1K (ou o potencimetro do bastidor) em srie com o circuito com auxlio de cabinhos de conexo conforme est mostrado na figura a seguir.

4 Conectar o gerador de funes na entrada do circuito. Ajuste a freqncia do gerador para 10kHz e amplitude de 4Vpp. 5 Conectar a ponta de prova do canal 1 do osciloscpio ao borne indicado B13 e o referencial de terra no borne indicado por B18.

Medir simultnea de VL e VC. Mantenha a ponta de prova no borne indicado B13.

Mova a ponta de prova negativa (terra) ao ponto indicado B2 para medir a tenso do capac

Eletrônica Analóliga - Parte Experimental - EA3600

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