relatório laboratório da eletricidade e magnetismo - osciloscópio

7/25/2019 Relatrio Laboratrio da Eletricidade e Magnetismo - Osciloscpio

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INSTITUTO DE ENGENHARIAS E DESENVOLVIMENTO SUSTENTVEL

CURSO ENGENHARIA DE ENERGIAS

Laboratrio da Eletricidade e Magnetismo II

Prtica I: Osciloscpio

Discentes: Darleison Rodrigues Barros Filho

Lamba Gomes

Letcia Ferreira Mouro

Thales Costa de Sousa

Docente: Cleiton da Silva Silveira

Acarape CE

Junho de 2016


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Laboratrio da Eletricidade e Magnetismo II

Prtica I: Osciloscpio

Darleison Rodrigues Barros Filho

Lamba Gomes

Letcia Ferreira Mouro

Thales Costa de Sousa

O presente relatrio faz referncia 1 Aula

Prtica de Laboratrio de Eletricidade eMagnetismo II Osciloscpio, realizada no

Campus do PICI da Universidade Federal do

Cear (UFC), do Curso de Engenharia de

Energias da Universidade da Integrao

Internacional da Lusofonia Afro-brasileira

UNILAB ministrada pelo Professor Dr. Cleiton

da Silva Silveira.

Acarape CE

Junho de 2016


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1. INTRODUO

Osciloscpio um instrumento cuja finalidade bsica visualizar

fenmenos eltricos, possibilitando medir tenses contnuas, alternadas,

perodos, frequncias e defasagem com elevado grau de preciso. Osfenmenos eltricos so visualizados atravs de um Tubo de Raios Catdicos,

TRC, (alguns Osciloscpios modernos utilizam telas de cristal lquido em vez de

TRC) que constitui o principal elemento do osciloscpio. Este tubo, tambm

denominado de vlvula de imagem, faz surgir um feixe de eltrons no seu

interior, atravs de um conjunto de elementos denominado canho eletrnico,

que incidindo em um anteparo ou tela, origina um ponto luminoso, que

deflexionado produz uma figura. Basicamente, pode-se representar um Tubo deRaios Catdicos como o visto na Figura 1, onde se descreve a finalidade de cada

componente interno.

Figura 1- Representao esquemtica de um tubo de raios catdicos

(1) - Tubo de vidro a vcuo

(2) - Filamento: quando percorrido por corrente eltrica, aquece o ctodo.(3) - Ctodo: sendo aquecido pelo filamento cria ao redor de si uma nuvem

de eltrons, que atrados formam o feixe eletrnico.

(4) - Grade: atravs de potencial negativo em relao ao ctodo, controla a

passagem do feixe de eltrons.

(5) 1 nodo ou nodo acelerador: atravs de potencial positivo atrai e

acelera o feixe.


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(6) 2 nodo ou nodo focalizador: atravs de potencial menor que do 3o

nodo, cria um campo eltrico que concentra o feixe de eltrons, focalizando-o

na tela.

(7) 3 nodo ou revestimento condutor: mediante alta tenso positiva,

atrai em definitivo o feixe, fazendo-o chocar com a tela.

(8) - Tela: anteparo revestido por material qumico que ao ser atingido pelo

feixe, cria um ponto luminoso. Esse revestimento comumente denominado

fsforo.

(9) - Placas defletoras horizontais: colocadas na vertical, deflexionam o

feixe horizontalmente.

(10) - Placas defletoras verticais: colocadas na horizontal, deflexionam o

feixe verticalmente.

As placas defletoras constituem o sistema de deflexo do osciloscpio, que

atravs do campo eltrico, movimentam por atrao o feixe, formando a figura

na tela. Esse tipo de deflexo denominado de Deflexo Eletrosttica, pois

utiliza campo eltrico. Um outro tipo aquela que utiliza campo eletromagntico,

sendo por isso denominada de Deflexo Eletromagntica, utilizada em

cinescpios (tubos de TV), atravs de bobinas defletoras externas ao tubo.

Para se mostrar a atuao de uma das placas defletoras, utiliza-se o tubo

visto na Figura 2, onde aplica-se um potencial positivo s placas defletoras

verticais, fazendo por atrao, o ponto luminoso se posicionar na parte superior

da tela.

Figura 2- Aplicao de potencial positivo s placas defletoras verticais.

Se esse potencial for negativo, tem-se a atrao do feixe para a parte

inferior da tela. Aplicando-se, um potencial varivel, tem-se na tela, o ponto


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oscilando continuamente e dependendo da frequncia, devido a alta persistncia

existente no tubo, formando um trao vertical. De forma anloga, utilizando as

placas defletoras horizontais, tem-se um trao horizontal.

Os Osciloscpios so projetados de tal modo que as posies horizontal e

vertical do ponto luminoso so proporcionais s diferenas de potenciais

aplicadas s placas defletoras, isto faz do Osciloscpio um instrumento muito til

como medidor de voltagens.

2. OBJETIVOS

Aprender a manusear o Osciloscpio e o Gerador de Funo;

Medir amplitudes e frequncias com o Osciloscpio.

3. MATERIAIS UTILIZADOS

Osciloscpio; Gerador de funo; Ponta de prova para osciloscpio; Cabo BNC-BNC;

Cabo BNC-dois jacars; Cabos.

4. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL

4.1. Ajustes Preliminares do Osciloscpio

i. Antes de ligar o Osciloscpio, posicionaram-se os controles do mesmo de

acordo com as informaes contidas na tabela disponibilizada no Roteiro

de Aulas Prticas;ii. Pressionou-se o boto POWER e verificou-se se o LED de alimentao

acendeu. Aguardaram-se alguns segundos para o aparecimento do sinal;

iii. Regulou-se o trao para um brilho apropriado e para uma imagem bem

ntida por meio dos controles INTEN e FOCUS;

iv. Alinhou-se o trao com a linha horizontal central da tela atravs do

controle POSITION do CH1.


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4.2. Observao do Sinal do Calibrador

1.1Conectou-se a ponta de prova ao terminal CH1, e aplicou-se o sinal

proveniente do CALIBRADOR extremidade da ponta de prova;

1.2Colocou-se o AC-DC-GND em AC e GND liberado. Surgiu na tela uma onda

quadrada como mostrado na figura abaixo;

Figura 3- Representao da onda do item 1.2

1.3Mudou-se a escala horizontal para 0.2ms/DIV. Observou-se o sinal e

reproduziu-se na Figura 5 no item Resultados e Discusses;

1.4Mudou-se a escala vertical para 1V/DIV. Observou-se o sinal e reproduziu-

se na Figura 6 no item Resultados e Discusses.

4.3. Observao do Sinal (Senoidal) Fornecido Pelo Gerador de Funo

1.5Conectou-se o gerador de funo ao CH1 do Osciloscpio com um cabo

BNC-BNC. Selecionou-se no OSCILOSCPIO a escala vertical em 1V/DIV e

a escala horizontal em 0.2ms/DIV;

1.6No gerador de funo, selecionou-se a forma SENOIDAL e a frequncia em

1kHz. Em seguida pressionou-se RUN. Ajustou-se a amplitude para 5Vpp.

Certificou-se de que o sinal observado tem mesmo amplitude de 5Vpp e

frequncia de 1kHz. Foram necessrios ajustes no gerador de funo;

1.7Traou-se o sinal observado Figura 7 no item Resultados e Discusses;

1.8Mudou-se a escala horizontal para 0.1ms/DIV e traou-se o sinal observado

na Figura 8 no item Resultados e Discusses.


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4.4. Observao do Sinal (Onda Quadrada) Fornecido Pelo Gerador deFuno

1.9Selecionou-se no OSCILOSCPIO a escala vertical em 1V/DIV e a escala

horizontal em 0.2ms/DIV;

1.10 No gerador de funo, selecionou-se a ONDA QUADRADA e a frequncia

em 1kHz. Em seguida pressionou-se RUN. Ajustou-se a amplitude para

5Vpp. Certificou-se de que o sinal observado tem mesmo amplitude de 5Vpp

e frequncia de 1kHz. Foram necessrios ajustes no gerador de funo;

1.11 Traou-se o sinal observado na Figura 9 no item Resultados e

Discusses.

4.5. Observao do Sinal (Onda Triangular) Fornecido Pelo Gerador deFuno

1.12 Repetiu-se o procedimento da onda quadrada para uma ONDA

TRIANGULAR;

1.13 Traou-se o sinal observado na Figura 10 no item Resultados e

Discusses.

5. RESULTADOS E DISCUSSES

5.1. Observao do Sinal do Calibrador

Posicionando os controles do Osciloscpio de acordo com a tabela

disponibilizada no Roteiro de Aulas Prticas e, de acordo com o item 1.2,

colocando o AC-DC-GND em AC e o GND liberado, pode observar-se a onda

quadrada da Figura 3. Com a escala horizontal sendo 0.5 ms/DIV e a escala

vertical sendo 0.5 V/DIV, podemos perceber que o valor de pico-a-pico da tenso

de 2 V.

Figura 4- Onda do item 1.2 na tela do Osciloscpio


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Mudando a escala horizontal para 0.2ms/DIV, pde-se observar uma onda

tambm quadrada, porm o que vai se diferenciar da onda anterior apenas a

amplitude horizontal. Como o valor do tempo de varredura continua constante

em 0.5 ms, a nova onda apresentar 2 divises e meia no eixo horizontal para

representar esse valor de 0.5 ms. O que pode ser apresentado na figura abaixo:

Escala X: 0,2ms Y: 0,5V


J mudando a escala vertical para 1 V/DIV, a nova onda apresentada na

tela do osciloscpio se diferenciar das anteriores na amplitude vertical. Como o

valor de pico-a-pico da tenso permanece constante em 2 V, esta onda

apresentar apenas uma diviso vertical para cima e para baixo da origem para

representar o valor de 2 V. O que pode ser visto na figura abaixo encontradadurante a execuo do experimento:

Escala X: 0,2ms Y: 1V



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5.2. Observao do Sinal (Senoidal) Fornecido Pelo Gerador de Funo

Selecionando no gerador de funo a forma de onda senoidal com

frequncia de 1 kHz e amplitude de 5 Vpp, e escolhendo a escala vertical de 1

V/DIV e a escala horizontal de 0.2 ms/DIV no osciloscpio, pde-se observar aseguinte onda:



Percebe-se que essa onda semelhante onda quadrada da Figura 5,

apenas em uma forma senoidal. Porm o seu valor de pico-a-pico 5 V, ento

com essa escala vertical de 1 V/DIV a onda apresenta duas divises e meia para

cima e para baixo para representar o valor de 5 Vpp.

Mudando a escala horizontal para 0.1ms/DIV, nota-se que aconteceu o

mesmo que aconteceu quando reduziu-se a escala horizontal da onda quadrada:

a amplitude horizontal da onda aumenta. Isso acontece pois o valor do tempo de

varredura continua constante, portanto a nova onda precisar de mais divises

no eixo horizontal para representar esse valor. O onda pode ser representada na

figura abaixo:




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5.3. Observao do Sinal (Onda Quadrada) Fornecido Pelo Gerador deFuno

Selecionando no gerador de funo a forma de onda quadrada com

frequncia de 1 kHz e amplitude de 5 Vpp, e escolhendo a escala vertical de 1

V/DIV e a escala horizontal de 0.2 ms/DIV no osciloscpio, pde-se observar a

seguinte onda:

Escala X : 0,2ms Y : 1V


Percebe-se que a onda apresentada tem a mesma forma da onda quadrada

gerada pelo sinal do calibrador, a diferena na amplitude vertical. Nessa onda

temos uma escala vertical de 1 V/DIV, o que nos confirma o valor de amplitude

5 Vpp. De acordo com a figura acima, vemos que temos duas divises e meia

tanto para baixo como para cima no eixo vertical, o que nos d um valor de

amplitude de 5 Vpp.

5.4. Observao do Sinal (Onda Triangular) Fornecido Pelo Gerador deFuno

Selecionando no gerador de funo a forma de onda triangular e mantendo

a frequncia em 1 kHz e a amplitude em 5 Vpp, e mantendo tambm a escalavertical em 1 V/DIV e a escala horizontal de 0.2 ms/DIV no osciloscpio, pde-

se observar a seguinte onda:


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Esta onda apresenta a mesma configurao da onda anterior, porm em

uma forma triangular. fcil notar que seu valor de pico-a-pico de tenso de 5

V e que o valor do tempo de varredura de um perodo continua constante em 0.5ms. Como temos a escala vertical de 1 V/DIV e a escala horizontal de 0.2

ms/DIV, podemos comprovar que o osciloscpio funciona corretamente quando

ele nos mostra na tela uma onda como a onda da Figura 10, onde percebe-se

que temos uma amplitude de 5 Vpp e um tempo de varredura de 0.5 ms.

6. CONCLUSO

Com o final do experimento e estudo do contedo, foi possvel aprender

a manusear o Osciloscpio e o Gerador de Funo, instrumentos que podem ser

bastante utilizados em nosso dia-a-dia como profissionais em energias,

utilizando-se de alguns de seus recursos tecnolgicos como medies de

tenso, perodo e frequncia.

Percebemos tambm, que mesmo com alguns pequenos desvios

encontrados por parte do gerador de funo referentes leitura de frequncia

emitida, ao regula-lo encontrvamos valores de leitura no osciloscpio de acordo

com o a literatura, no alterando assim, o resultado final esperado.

O experimento foi realizado com muito proveito referente ao aprendizado

e familiarizao com estes equipamentos.


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7. REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS

BAUER, W; WESTFALL, G. D; DIAS, H. Fsica para Universitrios:

Eletricidade e Magnetismo. Porto Alegre: AMGH, 2012;

HALLIDAY, D; RESNICK, R. Fundamentos de Fsica,

Eletromagnetismo, Volume 3; 9 edio. Rio de Janeiro, LTC. 2012;

LOIOLA, Nildo Dias. Roteiro de aulas prticas - Eletricidade e

Magnetismo II. Departamento de fsica. UFC. Cear. 2014.

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