Trabalho prático nº 1 de Electrónica 2008/2009

Trabalho prático nº 1 de Electrónica 2008/2009 Título: Familiarização com os instrumentos e métodos de medida. Sumário Proceder‐se‐á à montagem de um circuito simples, com resistências, que permitirá medir: o valor de associações de resistências; tensões e correntes (dc e ac). Este circuito permitirá ainda confirmar experimentalmente alguns resultados da análise de circuitos lineares: divisor de tensão; divisor de corrente; princípio da sobreposição. Notas gerais: •
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Os relatórios dos trabalhos, individuais, serão apresentados, utilizando o modelo anexo, no fim da aula. É conveniente o estudo detalhado do circuito e a sua simulação (nomeadamente simulando a medição dos valores que irá medir experimentalmente) antes do início da aula prática. Deve também consultar as folhas de especificações das componentes utilizadas, quando disponibilizadas. Procedimento 1. (Teoria) Considere o circuito da Figura 1. Determine a resistência vista pelo gerador dc (bateria). Calcule a tensão no nó 2. 0
V1
5V
1
R1
1kΩ
2
R3
0
1kΩ
0
R2
1kΩ
Figura 1 2. Monte o circuito da Figura 1. Registe o valor das resistências (de acordo com o seu código de cores – ver anexo). Meça, com o multímetro, a resistência vista pela fonte (do circuito já montado na tábua de montagem). Ligue a bateria e ajuste a tensão no nó 1 com a ajuda do multímetro. Meça a tensão no nó 2 (relativamente a um ponto do circuito à tensão de 0 V). Notas relativamente à utilização do multímetro (prática): •
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Seleccione o botão de selecção do modo de funcionamento de acordo com a medição que vai efectuar e não se esqueça de ligar os cabos do aparelho nos bornes adequados. Não confunda ligações em série (medida de corrente) com ligações em paralelo (medida de tensões). Lembre‐se de que o multímetro está calibrado para medições ac à frequência da rede (50 Hz), e apresentará valores erróneos a outras frequências. 3. Visualize com o osciloscópio o sinal no nó 2 – saída do gerador dc (tenho o cuidado de utilizar acoplamento dc – verifique que sucede o que espera quando selecciona acoplamento ac). Confirme a medição da tensão efectuada com o multímetro. 4. (Teoria) Considere o circuito da figura 2. Calcule a tensão no nó 2. Convença‐se de que se trata da sobreposição do efeito produzido pela fonte V2 ao que calculou (e mediu) devido à fonte V1. 0
V1
R1
1
1kΩ
5V
R3
3
2 Vpk
1kHz
0°
0
1kΩ
V2
0
2
R2
1kΩ
Figura 2. 5. Monte o circuito da figura 2 (aproveite a montagem do circuito da figura 1, alterando só o que for necessário). Coloque à entrada do circuito um sinal sinudoisal de aproximadamente 2 V de amplitude e frequência 1 kHz. Seja o nó 2 da figura a saída do circuito. Observe no osciloscópio os sinais de entrada (no canal 1) e de saída (no canal 2). Faça um esboço dos sinais que observa no osciloscópio identificando as diferentes contribuições que calculou anteriormente para a saída do circuito. Meça com o multímetro a tensão do nó 2. Comente. Notas relativamente à utilização do osciloscópio (prática): •
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Em geral irá utilizar o osciloscópio para fazer observações e medidas sempre que trabalhar com sinais dependentes do tempo. Visualize permanentemente o sinal de entrada (gerado pela fonte de sinal) no canal 1 do osciloscópio e o sinal de saída no canal 2. Lembre‐se que a maioria dos osciloscópios possui, internamente, as referências dos canais curto‐circuitadas. Deve por isso ter o cuidado de não colocar a referência dos canais em pontos do circuito a tensões diferentes, sendo aconselhável colocar sempre as referências do osciloscópio em pontos (nós) do circuito que estejam à tensão da “terra” (0 V). •
Em todas as figuras que desenhar identifique convenientemente os sinais de entrada e de saída e tudo o que lhe parecer pertinente (e.g., alterações de fase, etc.). 6. Anule a fonte V1 e visualize no osciloscópio as alterações da tensão do nó 2. ANEXO Resistor Color Code Guide Electrónica – Trabalho prático nº 1 Relatório Horário (Turma): Data: Nome: Notas (medidas / visualizações com o osciloscópio): •
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Em todas as figuras identifique os sinais de entrada e de saída e a respectiva escala (V/DIV), assim como a base de tempo utilizada (s/DIV) e o tipo de acoplamento seleccionado (ac ou dc). Quando apresentar o resultado duma medida realizada com o osciloscópio escreva o número de divisões e a escala utilizada, e.g., T0 = 4,2 x 2 ms = 8,4 ms. 1. Cálculos (teoria): Req = V2 = 2. R1 = R2 = R3= Req = V2 = 3. s/Div: V2 = V/Div: acoplamento: 4. Cálculos (teoria): V2 = 5. s/Div: V/Div: acoplamento: (multímetro): V2 = Comentário: 6. s/Div: V/Div: acoplamento: