CAPÍTULO 7_Medidas_Eletricas

CAPÍTULO 7 – OSCILOSCÓPIO
Nas aulas anteriores de Medidas Elétricas foram usados instrumentos analógicos
e digitais para medir tensão, corrente e resistência. Agora veremos o uso de um
instrumento muito versátil e de crucial importância, principalmente para medições com
excitação senoidal.
O objetivo principal será aprender a medir tensões contínuas e alternadas e
alterar os ajustes do osciloscópio para realizar a medição de amplitude, freqüência, e
defasagem.
7.1 MEDIDAS COM OSCILOSCÓPIO
As principais medidas que podem ser realizadas com o osciloscópio, lendo o
valor diretamente na tela, serão vistas a seguir.
7.1.1 Período de freqüência
A figura 1 mostra um exemplo de medição de período e freqüência de um sinal
periódico (que se repete no tempo). No caso mostrado, a forma de onda se repete três
vezes em um segundo, ou seja, leva 1/3 de segundo para completar um ciclo, o que
corresponde ao período. A freqüência é o inverso do período, assim a onda mostrada
nessa figura tem freqüência de 3 hertz (três ciclos por segundo).
Fig. 1 – Medição de período e freqüência.
Importante: para se medir o período (e a freqüência) de uma onda em um
osciloscópio, deve-se estar atento à escala de tempo que está sendo utilizada, para saber a
quantos segundos corresponde cada divisão horizontal do gráfico mostrado na tela.
7.1.2 Amplitude de um sinal
A amplitude dos sinais mostrados por um osciloscópio pode ser determinada
diretamente. Para isso, basta observar a escala do eixo vertical do osciloscópio, quando
um determinado sinal está sendo mostrado em função do tempo (modo X-T). Deve-se
contar o número de divisões e multiplicar pela escala que está sendo utilizada.
7.1.3 Diferença de fase (defasagem)
Quando duas senóides de mesmo período são analisadas simultaneamente em
um osciloscópio, a diferença entre as duas quanto ao tempo em que elas cruzam o eixo
horizontal é uma informação importante, sendo chamada de “defasagem” entre as duas
ondas.
A diferença de fase em graus entre duas formas de onda senoidais pode ser
determinada por uma simples regra de três. Sabe-se da trigonometria que a função
senoidal pode ser mapeada em uma circunferência, então a cada ciclo completo da
senóide tem-se 360°. A medida da defasagem “X” (em graus) é determinada observandose os tempos T e T/4, na tela do osciloscópio, e calculando a regra de três mostrada na
figura 2. Nessa figura, a onda de menor amplitude está atrasada 90° em relação à de
amplitude maior.
Fig. 2 – Medição de defasagem.
IMPORTANTE: Conexão das ponteiras para medir dois sinais simultâneos.
Quando utilizamos o osciloscópio para a medição de duas grandezas
simultâneas, com dois canais, devemos tomar cuidado com a conexão das referências
(terras) das duas ponteiras (garras pretas), pois o osciloscópio as têm conectadas
internamente. Assim, deve-se sempre ligar os dois terras no mesmo ponto do circuito.
Caso contrário, o osciloscópio irá causar um curto-circuito. A figura 3 apresenta dois
exemplos de ligação, a primeira está errada e a segunda correta.
Fig. 3 – Cuidado ao medir duas tensões com o osciloscópio.
7.2 AULAS PRÁTICAS UTILIZANDO OSCILOSCÓPIO
Aula 1- Medição de tensão alternada utilizando osciloscópio
Alunos: __________________________________________
__________________________________________
Material Utilizado:
1 Gerador de Funções
1 Proto-board
1 Osciloscópio Analógico
Resistores
(R1 = 1kΩ, R2 =1,5k Ω)
R1
v(t)=4cos(6280t) V
1)
2)
3)
R2
Montar o circuito acima, utilizando o gerador de funções como fonte de tensão CA;
Selecionar o sinal v(t) mostrado na figura acima, no gerador de funções;
Completar a tabela a seguir;
Canal A
Canal B
Freqüência Angular (rad/s)
Freqüência (Hz)
Amplitude
4) Desenhar as ondas do canal A e do canal B nos quadros abaixo, conforme as escalas:
a) Vertical: 1V/div
CANAL A
Horizontal: 0,1ms/div
CANAL B
b) Vertical: 1V/div
Horizontal: 0,5ms/div
CANAL A
c) Vertical: 2V/div
CANAL A
CANAL B
Horizontal: 0,5ms/div
CANAL B