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CURSO DE GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA ELÉTRICA

PLANEJAMENTO DE AULA LABORATORIAL

Disciplina: LABORATÓRIO DE FÍSICA (Computação)

Professores: Rafael Vinícius T. Nóbrega e Michelle M. Santos

ROTEIRO DE AULA PRÁTICA Nº 03 TÍTULO DA AULA PRÁTICA: Equipamentos e Resistores

1. PRÉ-REQUISITOS

A partir desta aula, os circuitos elétricos serão tema de estudo no Laboratório

de Física 2. Para testar de forma prática a teoria estudada nas aulas teóricas, é

necessário conhecer os equipamentos com os quais se irá trabalhar nesse estudo.

2. OBJETIVOS

Conhecer os equipamentos mais utilizados no teste de circuitos elétricos;

conhecer os riscos e as regras de utilização desses equipamentos. Estudar a

leitura do valor dos elementos resistores utilizando o código de cores e um

multímetro.

3. EQUIPAMENTOS E MATERIAIS

• Multímetro;

• Gerador de funções;

• Fonte de alimentação;

• Osciloscópio e pontas de prova;

• Protoboard;

• Resistores de diversos valores;

3.1. Multímetro:

O multímetro é um instrumento de múltipla medição. Ele combina funções de

medição de tensão CC e CA, corrente CC e CA, resistência, capacitância,

indutância e teste de continuidade (alguns modelos). Por meio de um dispositivo

comutador é possível selecionar a classe da grandeza que se deseja medir.





Antes de utilizá-lo é necessário certificar-se de que:

o comutador esteja posicionado corretamente, ou seja, na classe da grandeza que se

quer medir;

o comutador esteja posicionado, inicialmente, na escala de maior alcance quando o

valor da grandeza a ser medida é desconhecido;

os terminais de medição estejam corretos;

a grandeza a medir não deve ultrapassar o alcance da escala do instrumento;

a fonte de alimentação do circuito esteja desligada, antes de se inserir ou retirar o

instrumento;

que a bateria do instrumento esteja adequada.

O multímetro utilizado no laboratório de Física é o modelo IK-1000, da ICEL

(Figura 1).

Figura 1: Multímetro Digital IK-1000

3.2. Gerador de Funções (ou Gerador de Sinais):

Um gerador de funções é um equipamento capaz de fornecer sinais de DC ou

AC, cuja amplitude e frequência podem ser ajustadas. Além do controle de

Display Indicador da Medição (3 ½ dígitos 2000 contagens)

Botão seletor de variável: - Tensão contínua (V--) - Tensão alternada (V~) - Corrente alternada (A~) - Corrente contínua (A--) - Resistência (Ω) - Teste de Diodo e de Transistores

Terminal Positivo para Medições em Paralelo (Tensão, Resistência e Frequência). Use a ponta de prova vermelha.

Terminal Comum para Medições em Geral. Use a ponta de prova preta

Terminal Positivo para Medições em Série (Corrente até 200mA). Use a ponta de prova vermelha.





frequência e amplitude o gerador possibilita escolher a forma de onda do sinal

gerado (senoidal, quadrado, triangular, etc.). A Figura 2 apresenta a imagem do

Gerador de Funções no laboratório. O comando deste gerador é simples e basta

manter os botões de atenuação (ATT) desapertados, escolher o tipo de sinal,

selecionar a faixa de frequência e então selecionar o botão RUN. Após, deve-se

ajustar o sinal por meio dos potenciômetros FADJ, AADJ e DADJ.

Figura 2: Gerador de Funções

3.3. Fonte de Alimentação:

A fonte de alimentação é um equipamento indispensável para a realização das

práticas. Ela será responsável por gerar tensões contínuas e alternadas em valores

que serão ajustados de acordo com o experimento prático a ser executado. A

Figura 3 apresenta a fonte que será utilizada para os experimentos com tensões

contínuas.

3.4. Osciloscópio:

Um dos instrumentos utilizados com muita freqüência para observar o

comportamento de um sinal elétrico é o Osciloscópio. Ele nos permite a visualização de

um sinal elétrico aplicado aos seus terminais de entrada, a medição da amplitude pico a

FADJ: ajuste de frequência do sinal

AADJ: ajuste de amplitude do sinal

DADJ: ajuste de “inclinação” do sinal

Display indicador de frequência

Display indicador de amplitude

Botão seletor de tipo de função (sinal): (1) Senoidal (2) Quadrada (3) Triangular

Botão seletor de Faixa de frequência: (1) 0.2Hz-2Hz (2) 2Hz-20Hz (3) 20Hz-200Hz (4)200Hz-2kHz (5) 2kHz-20kHz (6)20kHz-200kHz (7) 200kHz-2MHz

OUT:saída do gerador Impedância 50Ω





pico do sinal, a medição de frequência, de fase, entre outros. A Figura 4 apresenta um

exemplo de osciloscópio utilizado no laboratório.

Figura 3: Fonte de Alimentação

Figura 4: Osciloscópio

Fonte: Agilent Technologies (http://cp.literature.agilent.com/litweb/pdf/54139-97004.pdf)

Display de Tensão Regulável Display de Corrente

Tensão

fixa de 5V

Regulagem de

tensão Regulagem de

corrente





3.5. Protoboard:

Um protoboard é uma placa de montagem de circuitos elétricos. Ele tem grande

importância para a realização das práticas, pois é nele que os componentes resistores,

capacitores, e outros, serão acondicionados de forma a configurarem um circuito.

A Figura 5 mostra como são as conexões elétricas internas nos terminais (pinos) de

um protoboard.

Figura 5: Protoboard

A região central da é destinada à montagem dos circuitos. É importante salientar que

esta região é dividida em duas partes idênticas, porém desconectadas. Em cada parte

pode-se observar diversas fileiras, cada uma contendo cinco pontos que estão conectados

entre si. Nas fileiras laterais, há duas regiões horizontais separadas por um pequeno

espaço. Dentro de uma mesma região e fileira, todos os pontos estão conectados entre

si.

3.6. Resistência Elétrica

A resistência elétrica é um parâmetro que permite quantificar a oposição que todos os

materiais oferecem ao fluxo elétrons, ou corrente elétrica.

O resistor elétrico é um componente, que tem a característica de oferecer um valor

de resistência elétrica conhecido. A unidade de medida da resistência elétrica no SI é o

Ohm (Ω), em homenagem a Georg Simon Ohm.

3.6.1. Identificação do Valor Nominal de um Resistor – Código de Cores

Os resistores são identificados por um código de cores ou por um carimbo de

identificação impresso no seu corpo. O código de cores consiste de 4 anéis coloridos que





seguem a norma de código de cores para resistores fixos IEC-62, como segue na Figura

6. A Figura 7 apresenta a tabela com o valor correspondente a cada cor.

Figura 6: Código de cores de um resistor - significado

Figura 7: Código de cores de um resistor - valores

Exemplo: consideremos ainda como exemplo um resistor que apresenta os

seguintes anéis coloridos: 1º anel = marrom, 2º anel = preto, 3º anel = vermelho,

4º anel = dourado:

Seu valor nominal será então igual a 1.000Ω ± 5%, o que significa que a tolerância

poderá estar 5% acima ou abaixo do valor nominal. Ao se medir um resistor nessas

condições, será aceitável um valor entre 950 e 1.050 Ω.





4. PROCEDIMENTOS EXPERIMENTAIS E DISCUSSÕES

a) Relacione as grandezas que o Multímetro do laboratório é capaz de medir.

b) Relacione as funções de onda que o Gerador de Funções pode gerar.

c) Verifique os modos de operação da Fonte de Alimentação. Verifique os ajustes de

tensão gerada. Qual a máxima tensão que esta fonte pode fornecer?

d) Aplique um sinal senoidal de frequência 1kHz e amplitude 5V proveniente do Gerador

de Funções na entrada vertical do Osciloscópio, e atue nos controles de modo a obter

na tela (desenhe o sinal observado):

Um ciclo (período) do sinal aplicado

Dois ciclos do sinal aplicado

Três ciclos do sinal aplicado.

e) Repita o procedimento do sinal anterior para sinal quadrado e triangular.





f) Separe o conjunto de resistores recebido.

a. Para cada resistor, faça a leitura do valor nominal de acordo com o código

de cores e anote na tabela a seguir.

b. Encaixe os resistores no protoboard de forma que eles não configurarem um

circuito entre eles. Para cada resistor, posicione a chave rotativa em umas

faixas Ω (200Ω, 2kΩ, 20kΩ, 200kΩ, 2MΩ ou 200MΩ) de acordo com a

medição a ser realizada. Sem tocar nos terminais durante a medição, faça

uma leve pressão entre as pontas de prova do multímetro e os terminais do

resistor a ser medido. Preencha a tabela com o valor medido.

c. Calcule o erro percentual verificado entre a medição e o valor nominal do

resistor e preencha a tabela.

Resistência Nominal Resistência Medida Erro Percentual (%)

Ex.: 1 kΩ 990 Ω [(990-1000)/1000]*100% = -1%

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