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Nome : …………………..
11º Ano Turma: …………
Professora: ……………....
Disciplina de Física e Química A
Ano 2
(Susana Vieira)
AL 2.1 – Osciloscópio
Questão-problema:
Perante o aumento da criminalidade tem-se especulado sobre a possibilidade de formas de identifica ção alternativas à impressão
digital. Uma dessas formas poderia ser pela voz. Utilizando um osciloscópio, propor um método que permita concretizar a
identificação individual desse modo.
Nesta atividade, pretende-se que o aluno aprenda a utilizar um osciloscópio e a extrair informação diversa da
representação gráfica que veem no ecrã (diferenças de potencial em função do tempo).
O aluno deverá:

Montar dois circuitos com lâmpadas idênticas, um alimentado por um gerador de tensão contínua e outro de tensão
alternada;

Ligar os terminais de cada lâmpada, utilizando os dois canais do osciloscópio e ajustar as tensões de modo a que as
lâmpadas tenham o mesmo brilho;

Medir, com o osciloscópio a tensão contínua e o valor máximo da tensão alternada e com um voltímetro a tensão nos
terminais das lâmpadas, comparando-os;

Medir períodos e calcular frequências dos sinais obtidos com um gerador de sinais, comparando-os com os valores nele
indicados

Comparar amplitudes e frequências de sinais sonoros convertidos em sinais elétricos, utilizando um gerador de sinais,
um altifalante e um microfone.

Utilizando a voz, deverão controlar variáveis de modo a dar resposta ao problema proposto.
Fundamento Teórico
Basicamente, um osciloscópio é um instrumento de medição que representa graficamente sinais elétricos no domínio
temporal. No modo de funcionamento usual, um osciloscópio mostra como é que um ou mais sinais elétricos variam no tempo.
Neste caso, o eixo vertical (YY) representa a amplitude do sinal (tensão) e o eixo horizontal (XX) representa o tempo.
Uma representação gráfica deste tipo permitirá a análise de diversas características de um sinal, nomeadamente:

Amplitude (de tensão): valor máximo (pico positivo), mínimo (pico negativo), pico-a-pico e eficaz.

Tempo: período, frequência, diferenciais de tempo num sinal e entre dois sinais, atrasos, desfasamento entre dois
sinais, tempos de subida.
O osciloscópio tem inúmeras aplicações, tão variadas como a reparação de eletrodomésticos, a manutenção
automóvel, a análise de vibrações ou a análise de redes de comunicação de dados. Por princípio, o osciloscópio é um
instrumento de medição adequado para medir/analisar sinais periódicos.
Outro aspeto a salientar é que o osciloscópio não se limita à medição de grandezas elétricas. Com o transdutor apropriado, o
osciloscópio poderá utilizar-se para visualizar e medir qualquer tipo de grandeza física. Um transdutor elétrico é um dispositivo
que transforma a variação de uma grandeza não elétrica (pressão, humidade, luz, som) na variação de uma grandeza elétrica.
Os osciloscópios podem ser classificados de acordo com diversos parâmetros. No entanto, uma característica que permite
distingui-los logo à partida é a tecnologia utilizada: analógica ou digital.
Os osciloscópios de tecnologia exclusivamente analógica (doravante designados por “osciloscópios analógicos”)
funcionam aplicando (quase) diretamente o sinal medido ao ecrã.
Nos osciloscópios de tecnologia digital, são retiradas amostras do sinal original, amostras estas que são convertidas
para um formato digital (binário) através da utilização de um conversor analógico/digital (ADC – Analog to Digital Converter).
Esta informação digital é armazenada numa memória e seguidamente reconstruída e representada no ecrã (tal como num
computador). Estes osciloscópios são designados como “osciloscópios de amostragem”.
Execução Experimental
Material e Equipamento:



Osciloscópio;
Multímetro;
Fios de ligação;
 Fonte de tensão AC/DC;
 Microfone;
 Ponta de prova.
1ª Parte – Medição de tensões contínuas
1.1 – Medição da tensão contínua aos terminais da fonte de alimentação, usando o voltímetro
1. Regule o botão do multímetro para que funcione como voltímetro.
2. Coloque o multímetro em DC.
3. Ligue a fonte de alimentação e regule a tensão para 10 V.
4. Ligue o multímetro, em paralelo, à fonte de alimentação em DC.
5. Regule a tensão na fonte de alimentação até aparecer 10 V no ecrã do multímetro.
6. Verifique se a tensão lida no multímetro é a mesma que a da fonte de alimentação.
7. Desligue o voltímetro e retire-o da fonte de alimentação.
1.2 – Medição da tensão contínua aos terminais da fonte de alimentação, usando o osciloscópio
1. Verifique se o sinal (linha de base) se encontra em cima da linha horizontal da escala.
2. Ligue a ficha BNC da ponta de prova ao CH1 do osciloscópio.
3. Verifique o factor de amplificação da ponta de prova (X10 ou X1)
4. Ligue a ponta de prova à fonte de alimentação.
5. Coloque o comando AC-GND-DC em DC.
6. Se necessário ajuste o botão VOLT/DIV na escala vertical para maior facilidade de leitura.
7. Verifique o “salto” do sinal.
8. Meça no eixo vertical do ecrã a diferença de potencial.
9. Compare a diferença de potencial lida no osciloscópio com a do voltímetro.
2ª Parte – Medição de tensões alternadas
2.1 – Medição da tensão aos terminais da fonte de alimentação, usando o voltímetro
1. Regule o botão do multímetro para que funcione como voltímetro.
2. Coloque o multímetro em AC.
3. Ligue a fonte de alimentação e regule a tensão para 10 V.
4. Ligue o multímetro, em paralelo, à fonte de alimentação em AC.
5. Regule a tensão na fonte de alimentação até aparecer 10 V no ecrã do multímetro.
6. Verifique se a tensão lida no multímetro é a mesma que a da fonte de alimentação.
7. Desligue o voltímetro e retire-o da fonte de alimentação.
2.2 – Medição da tensão aos terminais da fonte de alimentação, usando o no osciloscópio
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Ajuste os comandos. Ligue a entrada BNC da ponta de prova ao CH1 do osciloscópio.
Ligue a ponta de prova à fonte de alimentação em AC.
Coloque o comando AC-GND-DC em AC.
Posicione o sinal na escala de modo a facilitar a leitura.
Meça a tensão pico a pico (Upp).
Calcule o valor da tensão eficaz.
Compare o valor da tensão eficaz com o valor lido no multímetro em 2.1.
10. Meça o período do sinal.
11. Escreva a expressão U= Umax sin (2πft) para este sinal.
3º Parte – Conversão de sinais eléctricos em sinais sonoros
3.1 – Características do sinal sonoro
1.
Ligue um altifalante ao gerador de sinais e escolha uma frequência de cerca de 1 kHz Para um sinal de 1 kHz, regule
a intensidade no gerador de sinais de modo que o som seja ouvido em toda a sala. Sem alterar esta intensidade, vá
aumentando o valor da frequência.

O som continua a ser ouvido por todos quando as frequências aumentam?
 E quando as frequências diminuem?
 A partir de que frequências, alta e baixa, alguém deixa de ouvir o som?
2. Faça variar a intensidade do sinal no gerador de sinais.
 O que acontece à onda que se vê no osciloscópio?
 Que relação há com o som mais forte ou mais fraco que é ouvido?
3.2 - Medição de frequências e intensidades dos sinais sonoros
1.
Ligue um gerador de sinais a um osciloscópio. Escolha no gerador de sinais uma frequência com cerca de 1 kHz.
Ajuste a base de tempo e o trigger de modo a visualizar uma figura estável com um pequeno número de ciclos
completos.
 Determine o período e a frequência da onda. Compare com o valor seleccionado no gerador de sinais.
 Meça a Intensidade do sinal sonoro
 Escreva a expressão U = Umax sin (2πft) para este sinal
2.
Repita o procedimento para outras frequências no gerador de sinais.
4ª Parte – Conversão de sinais sonoros em sinais elétricos
4.1 - Utilizando um diapasão
1.
Ligue um microfone a um osciloscópio. Utilizando um diapasão e o martelo,
produza um som puro
 Visualize as características do sinal eléctrico correspondente no
osciloscópio.
 Determine a sua frequência e compare com a frequência marcada no
diapasão.
 Produza com o mesmo diapasão, sinais mais ou menos intensos e visualize as características do sinal eléctrico
correspondente no osciloscópio.
4.2 - Utilizando a voz
1. Ligue um microfone ao CH1 do osciloscópio. Utilizando a voz,
 Emita sons correspondentes às vogais (a, e, i, o, u).
 Visualize as características do sinal eléctrico correspondente no osciloscópio.
 Todos os elementos do grupo devem emitir as mesmas letras.
 Emita sons correspondentes à vogal a e às sílabas má, tá, lá, dá, pá e visualize as características desses sons no
osciloscópio. O que é que conclui?
3.
Ligue mais um microfone ao CH2 do osciloscópio. Seleccione o modo Dual de modo a poder visualizar os dois
canais simultaneamente.
 Utilizando o modo de visualização Dual, dois elementos do grupo (cada um utilizando um microfone diferente)
deverão emitir o mesmo som, correspondente a uma vogal. Compare os sinais obtidos em ambos os canais.
 Seleccione o modo de visualização Add (em vez do modo Dual) e repita o passo anterior. O que aconteceu?