Laboratório 1

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1. LABORATÓRIO 1 - A FORMA DE ONDA DA
CORRENTE ALTERNADA
1.1 OBJETIVOS
Após completar essas atividades de laboratório, você deverá ser capaz de:
(a)
Medir os valores da tensão de pico com um osciloscópio.
(b)
Medir o VEM (valor eficaz médio) de tensão com um multímetro.
(c)
Medir o período de uma forma de onda de tensão de corrente alternada
com um osciloscópio.
(d)
Determinar a freqüência de uma forma de onda de tensão de corrente
alternada partindo do valor medido do período.
1.2 EQUIPAMENTO
1 Multímetro (Ana1ógico ou digital)
1 Osciloscópio - traço duplo
1 Gerador de função (recomendável uma impedância de saída de 50 Ω)
1 Contador de freqüência (opcional)
1 Unidade central de processamento PU-2000
1 Placa de circuito impresso EB-103
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1.3 DISCUSSÃO
0 osciloscópio pode ser usado para mostrar a forma de onda senoidal da Figura
1.1, produzida por alternadores ou geradores eletrônicos. A tensão está oscilando de zero a
+ V(pico), depois a zero, depois a - V(pico) depois novamente zero.
Figura 1.1: Forma de Onda Senoidal
O valor da tensão, a qualquer instante de tempo, pode ser calculado assim:
Tensão Instantânea = v = V( pico ) . sen(2. π . f . t )
Na equação:
v tensão instantânea
V(pico) = tensão de pico (veja a forma de onda acima)
π valor constante igual a aproximadamente 3,142
f freqüência da forma de onda
t tempo no qual é a medida a tensão
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(1.1)
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A freqüência da forma de onda é medida em Hertz, e é igual ao número de ciclos
completos por segundo da forma de onda. Não se pode medir a freqüência diretamente no
osciloscópio, mas pode-se medir o período da forma de onda (veja a forma de onda acima).
A freqüência é calculada pela fórmula:
f =
1
Hertz, onde T = período em segundos
T
(1.2)
A freqüência medida no osciloscópio é conhecida como tensão pico a pico, como
mostra a Figura 1.1. A tensão de pico é dada pela divisão de tensão pico a pico por 2.
Os voltímetros de corrente alternada comuns não medem a tensão de pico nem a
tensão de pico a pico, mas os valores de VEM. A tensão de VEM produzirá a mesma
potência em um resistor, bem como o mesmo valor de tensão de corrente continua. A tensão
de pico medida com o osciloscópio pode ser convertida em tensão de VEM através da
fórmula:
Vvem = V(pico) .0,707
(1.3)
1.4 PROCEDIMENTO
1. Insira o EB-103 no conector PU-2000 usando as trilhas de cartões.
2. Conecte a saída de um gerador de função na entrada vertical de um
oscilosc6pio. Ajuste o gerador de função para uma freqüência de 1000 Hz, e sua salda para
uma onda senoidal.
3. Ajuste o osciloscópio para uma base de tempo de 0,2 milisegundo/divisão e a
sensibilidade vertical para 0,1 volt/divisão. (Certifique-se de ter deixado margem ao fator de
prova do osciloscópio, caso não seja 1:1).
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4. Ajuste a tensão de saída do gerador, de forma a mostrar completamente a
escala vertical no osciloscópio.
5. Meça a forma de onda de corrente alternada pico a pico mostrada no video e
registre o número de divisões. Converta o resultado para a tensão pico a pico multiplicando
o número de divisões pela sensibilidade em volts/divisão (0,1 neste caso). Converta a tensão
em volts de pico, depois em volts de VEM.
Divisões pico a pico
Tensão pico a pico
Tensão de pico
Tensão VEM
6. Conecte um multímetro à saída de um gerador de função, ajuste para a escala
de tensão de corrente alternada e registre a tensão.
Tensão de corrente alternada medida pelo multímetro
V
7. Meça e registre o período da forma de onda medindo as divisões horizontais a
partir de um ponto na forma de onda até o ponto idêntico no ciclo seguinte da forma de
onda.
Converta o resultado em tempo multiplicando pela sensibilidade horizontal (0,2
milisegundos/divisão neste caso). Usando a fórmula utilizada para a freqüência, calcule a
freqüência em Hertz.
Período (divisões)
Período
Freqüência
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segundo
Hz
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8. Se dispuser de um contador de freqüência, conecte-o à saída do gerador de
função, e meça e registre a freqüência.
Freqüência (pelo contador)
Hz
1.5 OBSERVAÇÕES
a) Compare as leituras de freqüência do Osciloscópio, do contador de freqüência
e do mostrador do gerador de função. Qual a mais precisa ?
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