apostila_eg3000_2009_m11

Eletrnica-Eletrnica Analgica -Eletrnica Digital - Eletrnica Geral EG3000 -Eletrnica de Potncia

Teoria e Prtica

Apostila sujeita a reviso

Kit Didtico de Eletrnica Analgica Parte experimental

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ndice

EA 01: Resistores ....................................................................................................... 7 Primeira Lei de Ohm ............................................................................................7 Segunda Lei de Ohm .........................................................................................11 Lei de Kirchhoff ..................................................................................................17 Teorema de Norton............................................................................................21 Teorema de Thvenin ........................................................................................25 Teorema de Superposio .................................................................................29 EA 02: Multmetro Analgico ................................................................................... 35 Medidas de Resistncia com hmmetro Analgico ..........................................35 Medidas de Tenso com Multmetro Analgico .................................................43 Medidas de Corrente com Multmetro Analgico................................................47 EA 03: RLC/Filtros Passivos .................................................................................... 51 Circuito RC srie em CA ....................................................................................51 Circuito RLC paralelo em CA .............................................................................57 Circuito RLC srie em CA ..................................................................................61 Medidas de ngulo de fase de capacitor em CA. ...............................................67 Reatncia Capacitiva .........................................................................................73 EA 04 : Transformadores Monofsicos ................................................................... 79 Tapeamento de Transformadores Monofsicos .................................................79 EA 05: Diodos/Fonte DC ........................................................................................... 87 Curva caracterstica do diodo ............................................................................87 Caracterstica do diodo zener ............................................................................93 Retificador de meia onda ...................................................................................99 Retificador de Onda Completa ......................................................................... 105 Retificador em ponte de diodos ....................................................................... 111 Capacitor de Filtro em retificador de meia onda ............................................... 115 Capacitor de filtro em retificador de onda completa ......................................... 121 Regulador Monoltico 7805 .............................................................................. 129 EA 06: Diodos ......................................................................................................... 135 Circuito Ceifador e Grampeador ...................................................................... 135 Circuito Duplicador e triplicador de tenso ....................................................... 141 EA 07: Amplificador com Acoplamento Capacitivo ............................................. 145 Amplificador em emissor comum ..................................................................... 145 Amplificador em base comum .......................................................................... 151 Determinao de impedncia de entrada e sada de um amplificador EC ....... 159 Amplificador em coletor comum ....................................................................... 165 Amplificador em cascata com acoplamento capacitivo .................................... 169 Resposta de freqncia em amplificador emissor comum ............................... 175 EA 08: Amplificador Classe A, B e AB .................................................................. 181 Amplificador em emissor comum Classe A (sinal) ........................................... 181 Amplificador em classe B e AB (pushpull)...................................................... 185 EA 09: Caractersticas do BJT JFET - MOSFET ................................................. 191 Curva caracterstica de BJT ............................................................................. 191 3


Curva caracterstica de JFET........................................................................... 195 Curva caracterstica de MOSFET .................................................................... 199 Amplificador com MOSFET ............................................................................. 203 EA 10: Amplificador Diferencial com Transistores .............................................. 207 Amplificador Diferencial com transistores ........................................................ 207 Caractersticas do DIAC .................................................................................. 213 Caractersticas do SCR ................................................................................... 217 Deslocamento de fase por rede RC ................................................................. 223 Controle de disparo de SCR por deslocamento de fase................................... 229 Oscilador de relaxao com transistor UJT...................................................... 237 Controle de disparo de SCR por UJT............................................................... 243 Controle de disparo de TRIAC por rede RC ..................................................... 247 EA 12: Resistores/Capacitores .............................................................................. 253 Associao de resistores em srie e paralelo .................................................. 253 EA 13: Multmetro Digital........................................................................................ 257 Medida de Tenso DC com Multmetro experimental ...................................... 257 Medida de Corrente DC com Multmetro experimental .................................... 263 EA 14: ptica .......................................................................................................... 269 Caracterstica do LDR ..................................................................................... 269 Caractersticas de componente Foto-Acoplador .............................................. 273 Circuito com foto-transistor e emissor de infravermelho................................... 277 EA 15: Protoboard .................................................................................................. 281 Matriz de Contatos para Montagens de Circuitos Eletrnicos Discretos .......... 281 EA 16: Reles ............................................................................................................ 285 Caractersticas de Rels e Funcionamento...................................................... 285 EA 17: Amplificadores Operacionais .................................................................... 291 Amplificador Inversor ....................................................................................... 291 Amplificador no inversor ................................................................................ 295 Buffer (seguidor de tenso) ............................................................................. 299 Comparador..................................................................................................... 303 Somador .......................................................................................................... 309 Subtrator .......................................................................................................... 315 Astvel com AOP............................................................................................. 319 EA 18: Amplificadores Operacionais .................................................................... 323 Integrador com AOP ........................................................................................ 323 Diferenciador com AOP ................................................................................... 329 EA 19: Osciladores ................................................................................................. 335 Oscilador Harmnico Colpitts........................................................................... 335 Oscilador Harmnico Duplo T .......................................................................... 339 Oscilador a cristal com Portas Lgicas inversora ............................................. 343 EA 20:Modulador/Demodulador AM ...................................................................... 347 Modulador de AM a transistor .......................................................................... 347 Demodulador de AM por deteco de envoltria ............................................. 353 EA 21: Modulador/Demodulador FM...................................................................... 361 Modulador de FM digital .................................................................................. 361 Demodulao de FM por Inclinao................................................................. 365 EA 22: Fonte Chaveada .......................................................................................... 371 Kit Didtico de Eletrnica Analgica Parte experimental 4

Princpio e funcionamento de fonte chaveada ................................................. 371 EA 23: Resistores Associao de Resistores.................................................... 377 Cdigo de cores em resistores ........................................................................ 377 Associao de resistores em srie .................................................................. 381 Associao de resistores em paralelo.............................................................. 385 Associao mista de resistores........................................................................ 389 Amplificador com JFET autopolarizado ............................................................ 393 Amplificador com JFET polarizado com tenso DC ......................................... 399 Amplificador com MOSFET ............................................................................. 405 EA 26: Conversores ................................................................................................ 411 Conversor Digital para Analgica de quatro bits .............................................. 411 Conversor Tenso Freqncia......................................................................... 415 EA 27: Oscilador Temporizador 555 ...................................................................... 419 Temporizador 555 como Astvel ..................................................................... 419 Temporizador 555 como Monoestvel ............................................................. 423 Gerador de rampa com 555 ............................................................................. 427 EA 28: Circuitos de Pulso ...................................................................................... 433 Biestvel tipo T com flip-flop JK ....................................................................... 433 Biestvel tipo D com portas lgicas ................................................................. 437 Contador assincrono........................................................................................ 439 EA 31: Transformador Trifsico............................................................................. 445 Fechamento de um transformador trifsico ...................................................... 445 EA 32: Lgica DL e TTL .......................................................................................... 449 Portas lgicas com diodos e transistores ......................................................... 449 Introduo terica ............................................................................................ 449 EA 33: Somador Aritimtico................................................................................... 453 Meio Somador com portas lgicas ................................................................... 453 Somador completo com portas lgicas ............................................................ 457 EA 34: Circuitos Shimitt Trigger ............................................................................ 461 Disparador schmitt trigger com AOP ................................................................ 461 Introduo terica ............................................................................................ 461 EA 35: Diodos/Barra Grfica .................................................................................. 465 Barra grfica com diodos ................................................................................. 465 EA 36: Conversor E/O e OE.................................................................................... 469 Conversor tenso/ptico e ptico/tenso ......................................................... 469


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Em branco


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EA 01: Resistores Primeira Lei de OhmObjetivos; 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.


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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.


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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.


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


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EA 01: Resistores Segunda Lei de OhmObjetivos; 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.


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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 Alumnio Cobre Estanho Ferro ( mm 2 /m) a 20 C 0,0278 0,0173 0,1195 0,1221 Material Nquel Zinco Chumbo Prata ( mm 2 /m) a 20 C 0,0780 0,0615 0,21 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:

R=

L S


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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.


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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? ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ...........................................................................................................................................


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


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Em branco


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EA 01: Resistores Lei de KirchhoffObjetivo; 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.


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Parte experimental


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.


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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.


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


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EA 01: Resistores Teorema de NortonObjetivos; 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 comparlas 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.


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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.


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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) ................. V Corrente (mA) ............... mA


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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 Thvenin - Norton, ou seja, sobre a transformao do equivalente Thvenin em equivalente Norton e vice-versa. ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ...........................................................................................................................................


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EA 01: Resistores Teorema de ThveninObjetivos; 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 Thvenin 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 Thvenin 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 Thvenin. 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.


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Parte experimental


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) ................ V Corrente (mA) ............. 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


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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 Thvenin 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 aplicar ao circuito.


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

RL (Carga) Tenso (V) ................. V Corrente (mA) ................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 Thvenin. ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ...........................................................................................................................................


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EA 01: Resistores Teorema de SuperposioObjetivos; 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.


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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.


30

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.


31

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.


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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=I1+I2 ______+ ______= _________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. ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... 33


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


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EA 02: Multmetro Analgico Medidas de Resistncia com hmmetro AnalgicoObjetivos; 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.


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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.


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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;I= E 3V I= Rt = 4000 = 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; I= E 3V I= Rt = 5000 = 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.


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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.


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Parte experimental1 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).


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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.


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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 Valor nominal do resistor () Valor hmico medido () X100

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


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Em branco


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EA 02: Multmetro Analgico Medidas de Tenso com Multmetro AnalgicoObjetivos;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 tericaO 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


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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.


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Parte experimental


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 Pontos Tenso

(escala de 10V) VCD VBD VAC VAB VBC VAD


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8 Pegar um multmetro digital e mea as tenses novamente e anote na tabela 2 a seguir. Tabela 2 Pontos Tenso VCD VBD VAC VAB VBC VAD

...........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 Tenso VCD VBD VAC VAB VBC VAD

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


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EA 02: Multmetro Analgico Medidas de Corrente com Multmetro AnalgicoObjetivos;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 tericaO 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.


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Parte experimental1 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.


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

Tabela 1

I total....................mA

I R1....................mA

I R2....................mA

I R3....................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 = __________mAComparar 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.


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Anotar as correntes na tabela 2 em seguida.

Tabela 2

I total....................mA

I R1....................mA

I R2....................mA

I R3....................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. ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ...........................................................................................................................................


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EA 03: RLC/Filtros Passivos Circuito RC srie em CAObjetivo;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 tericaCIRCUITO 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


51

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) Z = R 2 + XC 2Corrente (I) I = VT Z ou I= VR R cos = VR VT ou cos = R Z

Tenso total (VT) VT = VR 2 + VC 2 = arc cos = R Z

ngulo

ou

= arc cos =

VR VT XC = VC I XCf 1 2fc

XC a reatncia do capacitor (tenso e corrente);

XCf a reatncia do capacitor (freqncia e capacitncia); VG I

Z a impedncia total do circuito RC;

Z=


52

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.


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.


53

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


54

I a corrente no circuito;

I=

VR R XC = VC I 1 2fc

XC a reatncia do capacitor (tenso e corrente);

XCf a reatncia do capacitor (freqncia e capacitncia);

XCf =

Z a impedncia total do circuito RC;

Z=

VG I

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


55

Em branco


56

EA 03: RLC/Filtros Passivos Circuito RLC paralelo em CAObjetivos;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 tericaO 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;

fr =

1 2 L C

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


57

Parte experimental


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.


58

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) 5 8 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 25 30 35 4045 50

Vs(V)

VR (V)

I (mA)

Z (K)


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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; I= VR R Z= VG I

e

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


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EA 03: RLC/Filtros Passivos Circuito RLC srie em CAObjetivos;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 tericaO 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.

fr =

1 2 L C


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Parte experimental


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 capacitor C2. Para medir a tenso sobre a bobina L1, basta mover a ponta de prova terra ao borne indicado por B18.

Kit Di

apostila_eg3000_2009_m11

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