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  • INTRODUO: Alunos de laboratrio do curso de F-429, reclamam que a pagina do curso no trazia muitas informaes, visando melhorar esse ponto reformulamos a pgina do curso F-429. Descrio: Vamos criar uma nova pagina de F-429, mais completa e com descries mais precisas das experincias e com pginas extras contento os pontos que tem gerado mais duvidas em alunos de laboratrio. Sero adicionadas pginas contendo explicaes necessrias ao experimento. Como por exemplo, uma pgina s para nmeros complexos e sua utilizao em fasores, uma pagina de foras eletromagnticas para explicar o funcionamento do galvanmetro e uma sobre diodos. As paginas iro complementar o curso de F-429 e atender as necessidades dos alunos e ajudar os professores disponibilizando os conhecimentos fundamentais para que o aluno chegue melhor preparado para o experimento. As pginas sero no formato html, e vo conter animaes em flash. Originalidade: O que foi feito de diferente das demais pginas a incorporao de animaes e grficos mais detalhados como pedido por professores da rea. E sempre que surge um assunto que importante para o entendimento do experimento foi colocado uma pgina extra contendo mais grfico e animaes.

    Corrente Alternada - Voltmetro AC - Circuitos Trifsicos

    Medidas Utilizando o Osciloscpio; Vertical

    Medidas Utilizando o Osciloscpio: Horizontal

    Circuitos RC Srie - Medida da Freqncia de Corte

    Circuitos RC Srie - Medida da Constante de Tempo

    Circuitos RC Srie - Integrao e Diferenciao

    Circuito Ressonante RLC Srie

    Transformador

    Curva de Histerese do Ferro I e II

    Curva de Histerese do Ferro I e II

    ForaEletromotriz

    NmerosComplexos

    Galvanmetro

  • F429 - Fsica Experimental IV Roteiros dos Experimentos Verso 2 - 2004

    Experimentos compilados por Prof. Omar Teschke Fone: 3289-1232

    oteschke@ifi.unicamp.br

    Programa:

    Circuitos de Corrente Alternada Ondas Eletromagnticas (tica)

    Este um curso experimental onde necessrio que todos os alunos usem o caderno de laboratrio para o registro dos dados medidos durante os experimentos para posterior apresentao dos mesmos com uma anlise e concluso na forma de relatrio.

    Importante

    Todo aluno dever apresentar seu caderno contendo os relatrios dos experimentos em at duas semanas aps a realizao dos mesmos, caso contrrio os mesmos no sero mais corrigidos, ou seja, o aluno ficar sem nota no referido experimento.

    Bibliografia

    Electronics Fundamentals - Thomas L. Floyd 2245A Portable Oscilloscope , Operators - Tektronics F429 - Guia para as Disciplinas de Laboratrio Bsico

    Roteiro para Elaborao dos Relatrios dos Experimentos

    Nmero e Titulo do Experimento

    Exemplo.: Experincia 1 - Medidas de tenso alternada utilizando voltmetro AC

    Objetivos do Experimento

    Exemplo.: Obter dados referentes ...

    Metodologia Utilizada

    Exemplo.: De acordo com o circuito sugerido, foram obtidos ...

    Resultados Obtidos

  • Ex.: Relacionamos abaixo as tabelas com os valores obtidos de acordo com os procedimentos ...

    Grficos

    Ex.: A partir das tabelas obtidas foram traados grficos comparativos ...

    Comentrios e Concluses

    Ex.: Os resultados obtidos conforme o modelo trabalhado na aula determinou ...

    Cronograma sugerido Corrente Alternada - Voltmetro AC - Circuitos Trifsico

    Medidas Utilizando o Osciloscpio; Vertical.

    Medidas Utilizando o Osciloscpio: Horizontal

    Circuitos RC em srie : Medida de freqncia de corte

    Circuitos RC Srie - Medida da Constante de Tempo

    Circuitos RC Srie - Integrao e Diferenciao

    Circuito Ressonante RLC Srie

    Transformador

    Curva de histerese I e II

    Prova

    Apresentao Oral de um Experimento de tica ou Prova Escrita ou Prova Experimental

    Nota Final

    NF = (2M + P) / 3 M = Mdia das 13 notas de Relatrios P = Mdia da Nota da Prova e da apresentao oral de uma experincia de tica

  • F-429 Primeira experincia

    Titulo:Medidas de tenso alternada utilizando voltmetro AC

    Rede eltrica

    Antes de fazer experimentos importante que o aluno tenha conhecimentos bsicos do que h por trs de uma tomada de alimentao eltrica. Vamos discutir aqui a linha de alimentao dos laboratrios de ensino do Instituto de Fsica da Unicamp, que uma linha de 127 V. A energia eltrica que recebemos da empresa de eletricidade, chega at o laboratrio por meio de 3 fios. A tenso eltrica varia continuamente, mudando de polaridade 120 vezes por segundo, de modo que, 60 vezes, a cada segundo, ela empurra a corrente num sentido e 60 vezes, no mesmo segundo, ela puxa a corrente no sentido oposto, alternadamente. Da a denominao corrente alternada (AC) . Para que uma corrente eltrica possa circular por um aparelho que seja ligado a esses condutores de energia, ela precisa de um percurso completo (circuito fechado), ou seja, de ida e volta, o que significa que um s fio no pode alimentar nenhum aparelho. Temos de usar dois fios, entre os quais a tenso eltrica ou diferena de potencial muda alternadamente de polaridade. Um desses fios, por motivo de segurana, a prpria Companhia Eltrica coloca em contato mais ntimo possvel com o solo (cho, terra). Dos dois fios da rede eltrica, aquele que no apresenta nenhuma diferena de potencial com o solo (porque est intimamente ligado com ele) denominado subjetivamente de retorno, neutro ou terra . O outro, para diferenciao, denominado de fase ou vivo. Na figura, a seguir, mostramos uma tomada simples e a nomenclatura associada.

    Dos trs fios que chegam at o laboratrio, trazendo energia eltrica da empresa geradora e distribuidora, um deles ligado em terra (na sada do gerador, no transformador da rua e em centenas de outros pontos ao longo de seu percurso). Os outros dois so isolados da terra. So os denominados fios vivos. Entre qualquer fio vivo e o fio terra h uma diferena de potencial (127V - nominal). Entre os dois fios vivos tambm h uma diferena de potencial (220V - nominal); o dobro daquela que se estabelece entre um fio vivo e o fio terra. A fase da tenso alternada entre um fio vivo e o terra oposta fase que existe entre o outro fio vivo e o terra.

  • A figura a seguir ilustra as tenses eltricas e as correspondentes fases entre eles.

    Funcionamento do voltmetro AC

    Vamos analisar como o funcionamento de um voltmetro AC, primeiro veremos como funciona o voltmetro que um aparelho que mede a tenso (voltagem, ou ddp), constitudo de um galvanmetro associado em srie com um resistor cuja resistncia denominada multiplicativa.

    Galvanmetro + Resistor em srie = Voltmetro (multiplicativo)

    Esse conjunto (galvanmetro e resistor multiplicativo) suporta uma tenso maior do que a mxima tenso suportada pelo galvanmetro sozinho, porque a tenso total (U) se divide em duas partes: tenso no galvanmetro (Ug) e tenso no resistor multiplicativo (Um).

  • Para determinarmos a tenso total (U) medida pelo voltmetro, utilizamos as propriedades da associao de resistores em srie:

    Como

    Podemos, ento, escrever:

    Onde m recebe o nome de fator multiplicativo. Quanto maior for a resistncia multiplicativa (Rm), maior ser o fator multiplicativo (m) e, portanto, maior ser a tenso (U) que o voltmetro poder medir. O voltmetro dotado de um jogo de resistores multiplicativos que permitem ampliar o fundo de escala, ou seja, medir tenses cada vez maiores. Como no exemplo abaixo.

    Vemos que a chave na posio 1, vamos medir voltagens at 1Volt; na posio 2 voltagens at 10 Volts e na posio 3 voltagens de at 100 Volts. Observe que a colocao de uma resistncia em srie com o galvanmetro resulta uma resistncia equivalente maior, melhorando a qualidade do aparelho, pois, o voltmetro ideal tem resistncia infinita.

  • Bibliografia:

    Floyd , pp. 257 - 258 Galvanmetro + Diodo Retificador Rede Eltrica Circuito de alimentao 3 fases, neutro e terra.

    Experimental:

    Medir com voltmetro a tenso da rede: 117 V e 220 V. Medir a tenso de sada de um gerador de udio (~5 V) em funo da freqncia 15 Hz <

    f < 1,5 MHz.

  • F-429 Segunda experincia

    Medidas utilizando o osciloscpio: Vertical

    Introduo:

    O osciloscpio um instrumento que permite observar numa tela plana uma diferena de potencial ( ddp ) em funo do tempo, ou em funo de uma outra ddp . O elemento sensor um feixe de eltrons que, devido ao baixo valor da sua massa e por serem partculas carregadas, podem ser facilmente aceleradas e defletidas pela ao de um campo eltrico ou magntico. A diferena de potencial lida a partir da posio de uma mancha luminosa numa tela retangular graduada. O osciloscpio permite obter os valores instantneos de sinais eltricos rpidos, a medio de tenses e correntes eltricas, e ainda freqncias e diferenas de fase de oscilaes. O osciloscpio construdo entorno de um tubo de raios catdicos. O tubo de raios catdicos um tubo de vcuo contendo um canho de eltrons que emite um pequeno e focalizado feixe de eltrons em uma tela fosforescente no final do tudo conforme figura abaixo.

    O feixe de eltrons pode ser eletronicamente focalizado e acelerado e bater na tela causando um ponto luminoso. No canho de eletros tem um filamento que quando aquecido, pela passagem de corrente eltrica, promove a emisso de eltrons do ctodo C por efeito terminico. O eltron emitido vai para grade de comando que quando polarizada negativamente em relao ao nodo acelera o feixe de eltrons. A intensidade do feixe (o brilho) controlada atravs da ddp entre a grade e o nodo: quanto maior for a ddp maior o nmero de eltrons no feixe, ou seja, mais brilhante o feixe. O sistema de acelerao e focagem constitudo pelas grades aceleradoras