Manual de LaboratórioMANUAL DE USO DOS LABORATÓRIOS - DEEL 2 2. NORMAS DE USO Todas as normas a...

MANUAL DE USO

DOS LABORATÓRIOS

PROF. FRANCISCO A. SCANNAVINO JR.

CTU/DEEL - DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICA

SUMÁRIO

1. Introdução.......................................................................................................................... 1

2. Normas de Uso................................................................................................................... 2

3. Instrumentação de Medição.............................................................................................. 5 3.1. Analógicos x Digitais .............................................................................................................. 5

4. Amperímetro ...................................................................................................................... 6

5. Voltímetro........................................................................................................................... 8

6. Multímetro ......................................................................................................................... 9

7. Protoboard ....................................................................................................................... 12

8. Fonte de Alimentação...................................................................................................... 13

9. Osciloscópio ..................................................................................................................... 15 9.1. Introdução ............................................................................................................................. 15

9.2. Interligação entre Osciloscópio e os Circuitos ................................................................... 18 9.2.1 Conceito de Massa e Terra .............................................................................................................. 19 9.2.2 Pontas de Prova .............................................................................................................................. 22

9.3. Descrição dos Comandos...................................................................................................... 26 9.3.1. Comandos do Écran (eixo dos ZZ) ................................................................................................. 26 9.3.2. Comandos do Sistema Vertical (eixo dos YY) ............................................................................... 27 9.3.2 Comandos do Sistema Horizontal (eixo dos XX)............................................................................ 34 9.3.4. Comandos do Sistema de Sincronismo........................................................................................... 39

10. Proposta de Modelo para Relatórios Experimentais.................................................... 47

11. Referências Bibliográficas ............................................................................................ 53

Anexos .................................................................................................................................. 54 Anexo 1. Resistor ......................................................................................................................... 55

Anexo 2. Capacitor ...................................................................................................................... 61

Anexo 3. Indutor .......................................................................................................................... 75

Anexo 4. Transformador............................................................................................................. 78

Anexo 5. Diodo ............................................................................................................................. 82

Anexo 6. Transistor ..................................................................................................................... 86

Anexo 7. Simbologia e Nomenclatura dos Dispositivos Semicondutores................................ 90

MANUAL DE USO DOS LABORATÓRIOS - DEEL

1

1. INTRODUÇÃO

O objetivo deste manual é explicar as normas de utilização dos

laboratórios, orientar sobre a operação dos principais instrumentos de

medição utilizados para os alunos do primeiro ano de graduação do

curso de engenharia elétrica da Universidade Estadual de Londrina -

UEL e fornecer material de apoio sobre os principais componentes

eletrônicos contido no Apêndice.

A abordagem das normas de utilização dos laboratórios de

eletrônica é para que o aluno proceda de maneira correta no uso e

em caso de problemas. As normas visam a organização e

manutenção dos laboratórios, assim como, a prevenção de danos aos

instrumentos de medição.

A instrumentação básica utilizada nas bancadas dos laboratórios

da engenharia elétrica requer vários cuidados em sua operação. O

correto manuseio destes instrumentos é de suma importância para a

própria segurança do aluno que o está utilizando e para a correta

obtenção da grandeza analisada, facilitando desta forma, a

compreensão e conclusão do objetivo que o experimento propõe.

Inicialmente será apresentado o que é cada instrumento de medição,

para que serve, como deve ser utilizado, dicas em relação aos

principais erros cometidos e o que não fazer para manter seus

equipamentos e circuitos em perfeito estado de conservação.

Anseia-se, desta forma, que este material possa ser uma

ferramenta útil para extrair o máximo que os experimentos oferecem,

tornando o aluno do curso de engenharia elétrica mais completo no

que se refere à sua formação profissional.


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2. NORMAS DE USO

Todas as normas a seguir deverão ser cumpridas afim de

manter o bom funcionamento dos equipamentos e para a sua

segurança. Lembre-se que o cuidado com o patrimônio do laboratório

lhe permitirá o bom uso deste durante todo o curso. Portanto, utilize-

o com muita responsabilidade.

As principais normas são:

1-) Preste muita atenção ao que o experimento propõe e

sempre verifique se a bancada encontra-se desligada antes de

montá-lo;

2-) Certifique se todos os contatos da montagem prática

coincidem com os nós do circuito teórico proposto para evitar curtos-

circuitos através de ligações erradas ou mesmo o mal funcionamento

do circuito, motor ou transformador elétricos montados. Com este

cuidado, evitará conclusões erradas do experimento;

3-) Antes de ligar a bancada, chame o professor responsável

para uma averiguação final;

4-) Estude bem o circuito e o instrumento que você irá utilizar

antes de fazer as medidas. Muitas vezes, o instrumento certo, porém

configurado/parametrizado de forma incorreta, acaba por danificar

tanto o instrumento de medição quanto o circuito a ser medido.

Lembre-se também que uma corrente de cerca de 100mA passando

pelo seu corpo é o suficiente para o comprometimento da sua vida.

Na dúvida, peça o auxílio do professor responsável;


3

5-) No caso de dano ou mal funcionamento de algum

componente eletrônico ou instrumento de medição, comunique

sempre o professor responsável para que este possa substituí-lo ou

mandá-lo para a manutenção;

6-) No uso dos laboratórios de simulação e sistemas, nunca

instale nenhum tipo de software nos computadores. Mantenha

sempre a configuração padrão em que você o encontrou. Em caso de

pane no sistema operacional, sempre comunique o professor

responsável e depois reinicialize-o;

7-) No uso do laboratório de eletrotécnica, tome cuidado ao

fazer as ligações para utilizar o motor ou transformador. Verifique

sempre o isolamento entre fases e leia sempre as especificações

técnicas contidas na carcaça dos motores. Caso este não tenha

procure se informar com o professor responsável;

8-) Procure manter a bancada limpa. Ao cortar fios e cabos

evite que sobras destes caiam no chão. Procure reunir todas as

sobras em um canto para que no final do experimento jogue-as no

lixo;

9-) Ao final do experimento, guarde todos os instrumentos e

ferramentas que foram utilizadas nos seus respectivos lugares,

deixando a bancada da forma que a encontrou. No caso de

componentes eletrônicos, coloque-os sempre nas gavetas cujo seus

valores comerciais se encontram indicados e na dúvida ou falta de

informação sobre o correto armazenamento, peça sempre a

orientação do professor responsável;

10-) Sempre na utilização de um instrumento de medição,

componente eletrônico ou elétrico novos ao seu conhecimento,


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procure ler ou se informar sobre seu correto modo de operação ou

utilização. Não faça as experiências sem este conhecimento técnico;

11-) A ocorrência de algum dano ao patrimônio da universidade

pelo não cumprimento destas normas, caberá ao professor

responsável o julgamento de ter sido acidental ou proposital. Caso o

julgamento for pelo ato proposital, lhe será aplicada a penalidade do

conserto ou até mesmo a substituição do patrimônio danificado.


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3. INSTRUMENTAÇÃO DE MEDIÇÃO

O objetivo deste item é explicar, resumidamente, o

funcionamentos dos principais instrumentos de medição que

necessitamos no primeiro ano de um curso de eletrônica.

Inicialmente, será explicado o que é cada instrumento de

medição, para que serve, como deve ser utilizado, dicas em relação

aos principais erros cometidos e o que não fazer para manter seus

equipamentos e circuitos em perfeito estado de conservação.

3.1. ANALÓGICOS X DIGITAIS1

Normalmente, quando fala-se de instrumentos de medição,

sempre há a menção: "é analógico ou digital?". Normalmente, refere-

se a forma com que a medição - e conseqüente indicação - é feita.

Os modelos analógicos tem como vantagem uma boa fidelidade de

medição, mesmo sob presença de harmônicas e outras interferências

no circuito que se deseja medir. Já os digitais possuem a vantagem

de uma melhor visualização, principalmente os que utilizam LCD

(Liquid Cristal Display) com back light (luz de fundo).

Figura 1. Amperímetro Analógico Figura 2. Voltímetro Digital

1 2


6

4. AMPERÍMETRO

Um amperímetro, como o próprio nome sugere, serve para

medirmos Ampères, isto é, corrente. Existem amperímetros para

medição em corrente contínua (C.C., DC) e para corrente alternada

(C.A., AC).

Um amperímetro sempre deve ser conectado em série ao

sistema, como é ilustrado abaixo.

Figura 3. Esquema de Ligação de um Amperímetro

A resistência interna do amperímetro é extremamente pequena,

o que significa que ele não interfere na resistência equivalente do

circuito, indicando uma corrente próxima a aquela que realmente

existe no circuito. Quando se está trabalhando em um circuito de

corrente alternada, não precisa se preocupar com a polaridade do

amperímetro, isto é, tanto faz qual cabo conectaremos em cada parte

do circuito. No entanto, ao trabalhar em corrente contínua, deve-se

ater ao sentido da corrente. A corrente sempre deve entrar no

amperímetro pelo seu polo positivo (+, normalmente indicado pela

cor vermelha) e sair pelo seu pólo negativo (-, normalmente indicado

pela cor preta).

A maioria dos amperímetros possui fusíveis de proteção interna,

para o caso da corrente que for passar pelo amperímetro ser maior

do que a sua capacidade. Eventualmente, ao utilizar o amperímetro


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de forma incorreta, esses dispositivos de proteção atuarão e terão de

ser substituídos.

Certos amperímetros (principalmente os inclusos em multímetros),

não possuem proteção para certas escalas, normalmente estas são

identificadas como unfused (sem fusível, na tradução). Nestes casos,

uma boa dica é conectar um fusível em série com uma corrente

nominal compatível com a escala que se está utilizando.

É necessário conectar sempre o amperímetro em série ao circuito.

Em certas situações, veremos que isto não é possível, como no

circuito de uma casa. Suponha que se deseja medir a corrente de

uma das fases que alimentam o circuito interno de uma residência.

Infelizmente, não é possível "abrir" o circuito sem que haja o

desligamento do mesmo.

Neste tipo de situação, utiliza-se o alicate amperímetro, que é um

sensor de corrente que é colocado em volta do cabo que se deseja

medir, e, através de um sensor com base no efeito hall, é feita a

medição da corrente da linha, tanto contínua quanto alternada.

Figura 4. Alicate Amperímetro

O principal erro ao se utilizar um amperímetro é efetuar a

medição em paralelo, não em série. O resultado disto é um curto-


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circuito, evidenciado pela carbonização de alguns pontos e a possível

queima da proteção do equipamento ou mesmo de seu fusível.

Entende-se melhor o que acontece ao conectar o amperímetro em

paralelo a um circuito Fase+Neutro, com 127 Volts C.A. nominais.

A resistência interna do amperímetro, como dito anteriormente,

é extremamente baixa. Como exemplo, utilizando o equipamento "DG

48 Alternado - Entrada 5Ac.a.", de fabricação da KRON Instrumentos

Elétricos, tal equipamento é um indicador de painel para corrente

alternada de até 5Ac.a.. Conforme o catálogo técnico do fabricante, a

resistência interna deste amperímetro de painel é de 0,02 ohms. Pela

lei de ohm, teremos uma tensão de 127Vc.a. com uma resistência de

apenas 0,02 ohms, o que nos daria absurdos 6350Ac.a. passando

pelo amperímetro. Obviamente dispositivos de segurança irão atuar,

sejam eles fusíveis, dispositivos internos do instrumento ou até

mesmo o disjuntor do quadro da instalação em questão.

Na melhor das hipóteses, deverá apenas substituir o fusível do

equipamento. Na pior, danifica-se não só o equipamento, mas

também o circuito que estamos medindo.

5. VOLTÍMETRO

Os voltímetros, como o próprio também sugere, medem Volts,

isto é, diferença de potencial ou tensão. Um voltímetro também pode

ser para corrente alternada ou corrente contínua.

Um voltímetro, ao contrário do amperímetro, possui alta

resistência interna, para que pouca corrente circule por ele e não

ocorra alteração na resistência equivalente do circuito a ser medido.

A sua conexão a um circuito é ilustrada abaixo, onde estamos

medindo a queda de tensão existente em cima da lâmpada de 120

ohms.


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Figura 5. Esquema de Ligação de um Voltímetro

Assim como o amperímetro, não existe polaridade para o

voltímetro quando estamos trabalhando em corrente alternada. No

entanto, ao trabalharmos com corrente contínua, passamos a ter de

respeitar a polaridade.

Ao contrário do amperímetro, onde efetuar a conexão de forma

incorreta, pode ocasionar danos ao circuito e ao instrumento,

conectar um voltímetro em série não acarreta nenhum tipo de dano

ao instrumento ou ao circuito que está se medindo. A explicação se

deve ao fato de estar conectando uma resistência altíssima em série,

fazendo com que a corrente de todo o circuito diminua, ocasionando,

muito provavelmente uma interrupção de seu funcionamento. No

entanto, não existe possibilidade de queima.

6. MULTÍMETRO Um multímetro, como o nome indica, engloba a medição de

diversas grandezas em um só aparelho.


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Figura 6. Multímetro

Abaixo estão listados os principais tipos de medida que um

multímetro engloba:

• Tensão (Volt - V - C.A. ou C.C.): A maioria dos

multímetros trabalha com tensões de até 1000V. Para circuitos de

baixa tensão, é mais do que o suficiente.

• Corrente (Ampère - A - C.A. ou C.C.): Verifique se o que

está utilizando possui fusível com fácil acesso.

• Ohmímetro (Ohm - Ω): Mede resistência e, em muitos

casos, continuidade de dois pontos. Lembre-se que esta escala só

deve ser utilizada com o circuito desenergizado. Alguns multímetros

possuem teste de continuidade e para diodo com "bip" (aviso

sonoro).

• Ganho de Transistor (hFE): Útil para verificação de

transistores. Embora não seja preciso, é util para se determinar se o

transistor está ou não funcionando.


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• Capacímetro (Farad - F): Útil para medição de capacitores.

Lembre-se de desenergizar os capacitores antes de utilizá-lo.

• Indutímetro (Henry - H): Útil para medição de indutores.

Lembre-se de desenergizar os indutores antes de utilizá-lo.

• Frequencímetro (Hertz - Hz): Útil para medição da

freqüência do sinal alternado. Pode-se obter esta freqüência tanto

através da corrente como da tensão.

• Wattímetro (Watt - W) e Varímetro (Volt-ampère-

reativo - Var): Útil para medição da potência ativa (W) e reativa

(Var). Normalmente se utiliza essas opções em testes de motores de

corrente alternada, onde se deseja medir o rendimento do mesmo. É

necessário tanto sinais de tensão quanto de corrente.

• Cosfímetro: Mede o fator de potência, isto é, a defasagem

entre a tensão e a corrente. É necessário tanto sinais de tensão

quanto de corrente. Sua aplicação é semelhante a dos wattímetros e

varímetros.

Algumas dicas úteis sobre sua utilização são:

• Medição: Escolha a escala adequada antes de conectar o

multímetro ao circuito. Se, por exemplo, você vai medir uma bateria

de 9V e tem disponíveis as escalas de 200mVcc, 2Vcc, 20Vcc e

200Vcc, utilize a de 20Vcc para ter uma melhor precisão de sua

medição.

• Pontas de prova: O ideal são as de invólucro de borracha

(altamente isoladas) e com ponta fina, para evitar curto-circuitos. As

pontas de prova devem fazer um ângulo de 90º com o que se deseja


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medir. Dê preferência a pontas de prova onde se possa encaixar

garras jacaré, úteis quando se deseja, por exemplo, fazer medição de

diversos pontos ao terra do circuito.

7. PROTOBOARD

O protoboard2, como o próprio nome indica, é um suporte para

montar protótipos. Os sistemas experimentais em eletrônica, antes

de serem montados em placas de circuito impresso e soldados, são

testados por software e como protótipos em um protoboard.

O protoboard consiste de uma placa de alumínio sobre a qual

são presos conjuntos de estruturas plásticas vazadas e apresenta

abaixo dos quadrados de plástico, uma série de duas lâminas

folheadas a ouro, entre as quais os fios ou os componentes serão

conectados, estabelecendo um contato elétrico bastante razoável.

Figura 7. Diagrama Esquemático de um Protoboard


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Observe na figura 7 que existem linhas verticais e linhas

horizontais, as quais apresentam contato elétrico entre si (formando

pontos equipotenciais). Elementos distintos conectados em "furos"

diversos poderão apresentar potenciais distintos em cada contato.

Os conectores ou "bornes" são para a entrada de sinais

elétricos ou de alimentação e conduzidos, na maioria das vezes,

através de fios com terminais tipo "banana". Como você pode

observar na figura 7 você poderá utilizar um fio descascado, que irá

ser atravessado no furo existente na parte inferior do "borne" para

alimentar as vias equipotenciais verticais ou horizontais. No caso de

alguns fabricantes, o pino marcado como terra como mostra a figura

8 (acostume-se a ver este sinal como representando o sinal associado

ao potencial "terra", i.e., a referência do circuito).

Figura 8. Símbolo de terra

Em montagens de redes elétricas, este sinal pode estar

associado a um terra real, ou seja, um conjunto de barras de cobre

enfiadas no solo, com um certo teor de umidade, para garantir uma

fuga de tensão corrente do sistema.

8. FONTE DE ALIMENTAÇÃO As fontes de alimentação reguladas DC, foram construídas para

satisfazer as necessidades mais exigentes de laboratórios, escolas e

linhas de produção. A tensão de saída é continuamente ajustada

entre 0 até a capacidade máxima especificada por cada fabricante,

valor este presente no manual de operação do instrumento. A


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corrente de carga pode assumir qualquer valor entre 0 até a máxima

capacidade de corrente. Tanto os valores de tensão e corrente das

fontes podem ser ajustados por meio dos potenciômetros de ajuste

(COARSE e/ou FINE) presentes na maioria dos modelos. Ambas

saídas podem ser precisamente medidas através do voltímetro e do

amperímetro localizados no painel frontal e estes podem ser

analógicos ou digitais. As fontes de alimentação DC são projetadas

para o ripple e a estabilidade serem extremamente bons para

satisfazer as necessidades dos circuitos modernos. A unidade pode

ser usada como fonte de tensão constante ou de corrente constante.

Os tipos são analógicas ou digitais, determinadas principalmente pelo

tipo de voltímetro e amperímetro utilizado na fonte, e caso o

equipamento possua duas fontes é chamado de fonte simétrica.

No painel central das fontes DC se localizam os bornes de

alimentação onde são identificados pelos símbolos "+", que indica o

terminal de polaridade positiva (vermelho), "GND", que indica o

terminal Terra e chassis (verde) e "-" que indica o terminal de

polaridade negativa (preto).

As figuras 8 e 9 ilustram os modelos analógico e digital e a

figura 10 ilustra uma fonte de alimentação simétrica.

Figura 9. Fonte DC Digital Figura 10. Fonte DC Analógica


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Figura 11. Fonte DC Simétrica

Ao utilizar uma fonte de alimentação DC sempre verifique o

valor dimensionado da sua entrada AC (110V/120V/220V/240V),

sendo que esta deve estar na faixa da tensão de linha ± 10% e

freqüência 50/60Hz. Evite usar a fonte em locais onde a temperatura

ambiente exceda 40º C. O dissipador de calor localizado no painel

traseiro da fonte dever ter espaço suficiente para a radiação de calor.

9. OSCILOSCÓPIO

9.1. INTRODUÇÃO

O osciloscópio3 é, provavelmente, o instrumento de medição

mais versátil. De fato, apesar deste instrumento permitir apenas a

visualização e análise de grandezas elétricas, a sua aplicação não se

limita a este tipo de grandezas. A utilização do transdutor adequado

permite utilizar o osciloscópio para a análise de sinais não elétricos,

tais como temperatura, pressão, luminosidade, etc.


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Figura 12. Osciloscópio

O osciloscópio permite visualizar graficamente sinais elétricos.

Na maioria das aplicações, o osciloscópio mostra como é que um sinal

elétrico varia no tempo. Neste caso, o eixo vertical (YY) representa a

amplitude do sinal (tensão) e o eixo horizontal (XX) representa o

tempo. A intensidade (ou brilho) do écran é por vezes chamada de

eixo dos ZZ (Figura 13).

Figura 13. Eixos X-Y-Z num Osciloscópio

Um gráfico deste tipo poderá dizer-nos diversas coisas acerca

de um sinal, nomeadamente:

• Permite determinar valores de tensão e temporais de um

sinal;

• Permite determinar a freqüência de um sinal periódico;


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• Permite determinar a componente contínua (CC) e alternada

(CA) de um sinal;

• Permite detectar a interferência de ruído num sinal e, por

vezes, eliminá-lo;

• Permite comparar dois sinais num dado circuito,

nomeadamente a entrada e a saída, permitindo tirar as mais variadas

conclusões, tais como se um dado componente está avariado;

Outras potencialidades surgem na utilização do modo ‘XY’, bem

como nos osciloscópios digitais, que incorporam muitas

funcionalidades adicionais.

O osciloscópio tem um aspecto que se assemelha a um

televisor, exceto pela grelha inscrita no écran e a grande quantidade

de comandos. O painel frontal do osciloscópio tem os comandos

divididos em grupos, organizados segundo a sua funcionalidade.

Existe um grupo de comandos para o controlo do eixo vertical

(amplitude do sinal), outro para o controle do eixo horizontal (tempo)

e outro ainda para controlar os parâmetros do écran (intensidade,

focagem, etc.).

Considerando um modelo clássico de osciloscópio, os principais

blocos de comandos seriam:

• Comandos do Écran (eixo dos ZZ):

Interruptor de Alimentação;

Focagem do feixe;

Rotação do traço;

Intensidade do feixe.

• Comandos do Sistema Vertical (eixo dos YY):

Terminal de ligação do canal 1 (2);

Acoplamento de entrada do canal 1 (2) (AC, GND,

DC);


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Ganho vertical do canal 1 (2);

Ganho vertical (ajuste contínuo) e amplificação de 5 X

do canal 1 (2);

Posicionamento vertical do canal 1 (2);

Modo do sistema vertical (CH1, CH2, ALT, CHOP,

ADD);

Balanceamento DC do canal 1 (2).

• Comandos do Sistema Horizontal (eixo dos XX):

Velocidade de varrimento (Time/Div);

Velocidade de varrimento (ajuste contínuo);

Posicionamento horizontal do sinal e zoom de 10X.

• Comandos do Sistema de Sincronismo:

Fonte do sistema de sincronismo (INT, LINE, EXT);

Fonte do sistema de sincronismo (CH1, CH2, VERT

MODE);

Terminal de ligação da fonte de sincronismo externa;

Nível e inclinação de disparo;

Modo do sistema de sincronismo (AUTO, NORM, TV-V,

TV-H).

A utilização destes comandos será explicada no item ‘9.3.

Descrição dos Comandos’.

9.2. INTERLIGAÇÃO ENTRE OSCILOSCÓPIO E OS CIRCUITOS Para uma utilização adequada dos instrumentos de medição,

mais particularmente do osciloscópio, é fundamental que se tenha


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uma noção do que é a massa de um aparelho e do que é a ligação da

massa à terra. Esta noção é abordada neste item.

É também imprescindível ter um conhecimento básico de como

se faz a interligação entre o instrumento de medição e os circuitos a

testar. Esta interligação faz-se através dos vários tipos de pontas de

prova, que também são brevemente apresentados neste item.

9.2.1 CONCEITO DE MASSA E TERRA

Entende-se massa de um aparelho como qualquer elemento

metálico susceptível de ser tocado. Esta está em regra isolada dos

condutores activos (fase/neutro,positivo/negativo), mas pode ficar

acidentalmente em tensão.

A terra representa a massa condutora da terra, cujo potencial

elétrico é, em qualquer ponto, convencionalmente, igual a zero.

São também importantes as seguintes considerações:

• A massa do osciloscópio é portanto a carcaça ou parte da

carcaça do aparelho que é normalmente ligada a um terceiro terminal

na ficha de alimentação de corrente alternada (fase, neutro e massa).

• Se a tomada de alimentação tiver ligação de terra, a massa

do osciloscópio fica ligada à terra.

• Uma ponta de prova tem uma ligação de sinal (retractable

hook tip, na Figura 16) e uma ligação de massa (alligator clip ground

lead, na Figura 16).

Porquê Ligar da Massa do Osciloscópio à Terra?

Na maior parte das aplicações, a massa do osciloscópio deve

ser ligada à terra, como medida de segurança. Se a massa de um

osciloscópio não estiver ligada à terra e qualquer elemento dessa

massa ficar acidentalmente em tensão, o utilizador poderá sofrer um


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choque elétrico. Por outro lado, se a massa estiver ligada à terra, a

corrente é veiculada diretamente para a terra, em vez de percorrer o

corpo do utilizador (até à terra). Mais ainda, se a instalação elétrica a

que o osciloscópio está ligado dispuser de um relê diferencial,

qualquer contato acidental à massa provoca o disparo deste

dispositivo (e consequentemente a abertura do circuito), protegendo

os utilizadores de possíveis choques.

Porque Não Ligar a Massa do Osciloscópio à Terra?

Dado que tensão elétrica significa diferença de potencial entre

dois pontos de um circuito elétrico, para efetuar uma medição de

tensão, é necessário que o osciloscópio tenha “acesso” a dois

potenciais elétricos. Um dos potenciais é obtido pelo terminal de sinal

da ponta de prova (retractable hook tip, na Figura 16). O outro é

obtido através do terminal de massa da ponta de prova (alligator clip

ground lead, na Figura 16).

Devem ter-se em conta, no entanto, um caso em que a massa

do osciloscópio não deve estar ligada à terra. Isto acontece quando

queremos efetuar a medição de uma diferença de potencial entre dois

pontos de um circuito em que nenhum deles é a massa.

De fato, nos casos em que a massa do circuito a testar está

ligada à terra, se utilizarmos um osciloscópio cuja massa está

também ligada à terra, não podemos ligar a massa do osciloscópio a

outro ponto do circuito que não a sua massa, sob perigo de estarmos

a efetuar um curto-circuito. Nestas situações, deve isolar-se a massa

do osciloscópio da terra (ou a massa do circuito da terra), de modo a

que a sua massa fique com um potencial flutuante. Deste modo, com

uma das duas massas (ou do osciloscópio ou do circuito) isolada da

terra já podemos ligar o terminal de massa da ponta de prova.


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Porque Ligarmo-nos à Terra?

No caso de se estar a trabalhar com circuitos integrados ou

circuitos impressos, é também conveniente ligarmos o nosso corpo à

terra. Os circuitos eletrônicos atrás referidos têm caminhos de

condução extremamente estreitos e sensíveis que podem ser

danificados por eletricidade estática ou simplesmente por andar ao

longo de uma carpete ou tirar uma camisola e tocar no circuito em

questão.

Figura 14. Punho de ligação à terra ([Tektronics, 1997a])

Para resolver o problema atrás referido, é comum utilizar um

punho de ligação à terra que descarrega a eletricidade estática para a

terra (Figura 14).

No Caso dos Circuitos Impressos...

No caso de estarmos a analisar sinais com variações rápidas

(impulsos, degraus ou sinais de freqüências elevadas), em circuitos

impressos, devemos colocar o terminal de massa da ponta de prova o

mais próximo possível do ponto a medir (Figura 15).


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Figura 15. Um bom (esquerda) e um mau (direita) exemplo da ligação da

massa ([Hitachi, 1990])

Quanto maior for o comprimento do fio (pista) condutor de

massa, maior a distorção da forma de onda visualizada.

9.2.2 PONTAS DE PROVA

A ponta de prova (probe, em Inglês) é um elemento

fundamental na medição de sinais com o osciloscópio. É importante

perceber que uma ponta de prova de um osciloscópio não é apenas

um cabo com uma ponta especial. Na verdade, uma ponta de prova é

um conector de alta qualidade, cuidadosamente projetado e

concebido para um dado osciloscópio e aplicação. Uma ponta de

prova também deve rejeitar ruído eletromagnético, tanto de alta

freqüência como da rede elétrica (50 Hz), contrariamente às

características de uma antena.

Uma ponta de prova (conjuntamente com o osciloscópio) não

deverá influenciar o comportamento do circuito sob medição.

Contudo, nenhum instrumento de medição se pode comportar como

um observador invisível. Esta interferência (indesejável) do conjunto

osciloscópio e ponta de prova nos circuitos é chamada efeito de carga

(conceito equivalente a outros instrumentos de medição). Para

minimizar o efeito de carga, devem ser utilizadas pontas de prova

atenuadoras (10X, normalmente) e também proceder-se à

compensação das pontas de prova, antes do processo de medição.


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TIPOS DE PONTAS DE PROVA

A maior parte dos osciloscópios trazem como acessório, por

defeito, duas pontas de prova passivas (de tensão). Estas são

adequadas a aplicações genéricas de teste e diagnóstico. Para

medições mais específicas existem outros tipos de pontas de prova,

nomeadamente as pontas de provas activas (de tensão) e de

corrente.

Foi feita em uma estruturação dos vários tipos de pontas de

prova existentes na actualidade, apresentada na figura seguinte:

Figura 16. Tipos de Pontas de Prova

É a seguir feita uma descrição dos tipos de pontas de prova

mais comuns, dando maior ênfase às pontas de prova passivas de

tensão, dado que, sendo as mais versáteis e econômicas, são

portanto as mais utilizadas.

- PONTAS DE PROVA PASSIVAS (DE TENSÃO)

A maior parte das pontas de prova passivas (Figura 17) têm um

fator de atenuação, isto é, atenuam o sinal de entrada de 10X (lê-se

dez vezes) ou 100X. Por convenção, os fatores de atenuação têm o X

depois do fator (tal como as pontas atenuadoras de 10X).


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Opostamente, fatores de amplificação têm o X primeiro, tal

como o caso dos comandos de amplificação vertical de X5.

Figura 17. Ponta de Prova Passiva e seus Acessórios

A ponta de prova que normalmente vem como acessório de um

osciloscópio é a atenuadora de 10X. Esta é muito versátil pois serve

para um grande número de aplicações e reduz o efeito de carga nos

circuitos. Dado que este efeito se torna mais pronunciado quanto

maior for a freqüência dos sinais a analisar, aconselha-se a utilização

destas pontas de prova para freqüências superiores a 5 Khz. Embora

estas pontas contribuam para uma maior exatidão nas medições, os

sinais são atenuados de 10X, o que para sinais de amplitude muito

pequena (< 10 mV) pode ser indesejável.

Algumas pontas de prova vêm com um comutador que permite

escolher entre dois valores de atenuação, normalmente 10X e 1X. É

fundamental confirmar a posição deste comutador antes de efetuar

qualquer medição, de modo a não cometer erros grosseiros.

Alguns osciloscópios detectam ou permitem definir a atenuação

da ponta de prova, ajustando automaticamente as medições no seu

écran (não é o caso dos osciloscópios mais baratos).

Quando a atenuação é de 100X ou 1000X, diz-se que a ponta

de prova é de alta tensão.


25

- PONTAS DE PROVA ATIVAS (DE TENSÃO)

As pontas de prova ativas fornecem a sua própria amplificação

do sinal antes de o aplicar ao osciloscópio. Este tipo de pontas de

prova pode ajudar a reduzir o efeito de carga (maior impedância de

entrada), sem introduzir atenuação, ou pode permitir o aumento do

comprimento do cabo (coaxial) entre o terminal (gancho) da ponta e

o osciloscópio (dado que a amplificação o permite). No caso de se

usarem pontas de prova ativas, é necessário dispor de uma fonte de

alimentação adequada.

- PONTAS DE PROVA DE CORRENTE

As pontas de prova de corrente permitem observar e medir

diretamente formas de onda de correntes. Estas estão disponíveis

para a medição tanto de correntes contínuas como de correntes

alternadas. Estas pontas funcionam de modo análogo às pinças

amperimétricas (Figura 18), isto é, têm um dispositivo que abraça o

condutor onde se quer medir a corrente. Dado que nada é inserido no

circuito (nem em série, nem em paralelo), as pontas de corrente têm

um efeito de carga praticamente nulo.

Figura 18. Pontas de Prova de Corrente

Quanto ao princípio de funcionamento, as pontas de corrente

passivas (“tradicionais”) são as pontas que apenas medem corrente

alternada. Estas utilizam um transformador que transforma a

variação do campo electromagnético gerado pela corrente no


26

condutor numa f.e.m, que é transmitida ao sistema vertical do

osciloscópio. A gama de freqüências habitual vai desde as centenas

de Hertz até aos Giga Hertz.

Existem no entanto pontas de prova que medem desde

correntes contínuas até freqüências de 50 Mhz. Estas, as pontas de

corrente ativas (as da Figura 31 são pontas de corrente ativas),

baseiam o seu funcionamento na conjugação de um dispositivo de

Efeito Hall com um transformador.

9.3. DESCRIÇÃO DOS COMANDOS Esta seção descreve os comandos mais vulgarmente

encontrados dos osciloscópios analógicos e digitais. É necessário ter

em conta que alguns comandos diferem dos osciloscópios analógicos

para os digitais.

9.3.1. COMANDOS DO ÉCRAN (EIXO DOS ZZ)

Embora os comandos do écran variem dos osciloscópios

analógicos para os digitais, alguns deles são comuns,

nomeadamente:

COMANDO DE INTENSIDADE (INTENSITY)

Este comando permite ajustar a intensidade (brilho) do traço. É

natural que à medida que se aumenta a velocidade de varrimento,

haja necessidade de aumentar a intensidade do traço (maior

velocidade

implica menor persistência do feixe).

COMANDO DE FOCAGEM (FOCUS)

O comando de focagem (comando 3, no osciloscópio da Figura

2) permite obter um traço fino, permitindo uma maior exatidão nas


27

medições (de tensão e temporais). Os osciloscópios digitais poderão

não dispor deste comando.

COMANDO DE ROTAÇÃO DO TRAÇO (TRACE ROTATION)

O comando de rotação do traço serve para alinhar o traço com

o eixo horizontal do écran. A variação do campo magnético terrestre

pode influenciar o alinhamento do traço. Os osciloscópios digitais

poderão não dispor deste comando.

OUTROS COMANDOS

Outros comandos poderão permitir o ajuste da intensidade da

grelha (divisões) ou da intensidade luminosa do écran, ou ainda

possibilitar o controlo de informação possível de visualizar no écran

(menus, valores de amplificação vertical, base de tempo,

acoplamento, período, valor de pico, etc.). Estes últimos comandos

são mais comuns nos osciloscópios digitais, embora existam, de

forma limitada, em alguns osciloscópios analógicos de custo mais

elevado.

9.3.2. COMANDOS DO SISTEMA VERTICAL (EIXO DOS YY)

Primariamente, os comandos do sistema vertical servem para

ajustar a forma de onda verticalmente. Adicionalmente, existem

ainda outros comandos para escolher o acoplamento do sinal ou outro

tipo de condicionamento de sinal.

A Figura 19 mostra os comandos do sistema vertical do painel

frontal típico de um osciloscópio digital, bem como os respectivos

menus no próprio écran (on-screen menus).


28

Figura 19. Comandos do Sistema Vertical e Respectivos Menus

COMANDO DE POSIÇÃO

O comando de posição vertical (POSITION, na Figura 19)

permite deslocar a forma de onda para cima e para baixo, de modo a

posicioná-la exatamente no sítio desejado do écran.

Um exemplo do interesse deste comando é a visualização de

sinais com componente contínua, onde é útil compensar a existência

desta componente com o posicionamento da forma de onda mais

para cima (se a componente contínua for negativa), ou mais para

baixo (se a componente contínua for positiva).

Outro exemplo da utilidade deste comando é quando

pretendemos medir com maior exatidão amplitudes de tensão ou de

tempo. Por exemplo, para melhor medir a tensão pico-a-pico de uma

onda, podemos posicionar um dos picos em cima de uma divisão, e

fazer a medição com maior facilidade, reduzindo o risco de cometer

erros grosseiros.

Quando pretendemos visualizar dois sinais simultaneamente no

écran, é também forçoso ajustar o posicionamento vertical de ambos

os canais, de modo que não haja sobreposição das formas de onda

(ou de modo a que haja sobreposição, se assim o necessitarmos).


29

COMANDO DE AMPLIFICAÇÃO VERTICAL

O comando de amplificação vertical (VOLTS/DIV, na Figura 19)

controla um fator de escala. Por exemplo, se escolhermos a

amplificação de 5 Volt/Div, então cada uma das oito divisões verticais

representa 5 Volt e na totalidade do écran podemos ter 40 Volt. Se a

escolha é de 0.5 Volt/Div, o écran pode mostrar 4 Volt de baixo até

cima e assim consecutivamente. O valor máximo de tensão que se

pode visualizar no écran é igual ao maior valor de Volt/Div a

multiplicar pelo número de divisões verticais (normalmente oito).

Nota: Não esquecer de tomar em conta a atenuação da ponta de

prova, se existir.

É comum haver um outro comando para o ajuste contínuo do

ganho (escolhendo VAR ON e ajustando em VOLTS/DIV, na Figura

19). Este comando é utilizado na medição do tempo de subida (rise

time) de impulsos ou ondas quadradas, processo que é explicado

mais à frente.

COMANDO DE ACOPLAMENTO DE ENTRADA

Como acoplamento entende-se o método utilizado para ligar um

sinal elétrico entre dois circuitos. Neste caso particular, o

acoplamento de entrada é método de ligação entre o circuito sob

teste e o osciloscópio. O acoplamento pode ser:

• DC (Direct Current)

O sinal é mostrado como existe na realidade (não é alterado)

• AC (Alternated Current)

É retirada a componente contínua ao sinal, através de um

condensador colocado em série (o sinal aparece “centrado” em zero

Volt, isto é, com igual área positiva e negativa).


30

• GND (Ground)

O sinal de entrada é desligado do sistema vertical, ligando-se

ao invés a massa do osciloscópio. Desta forma é possível colocar o

traço (horizontal) na posição (vertical) que se deseja.

No osciloscópio da Figura 19, podemos ver as três opções no

submenu de CPLG (Coupling).

A Figura 20 exemplifica a diferença entre a escolha de

acoplamento DC e AC, para o caso de um sinal sinusoidal de 1 V de

tensão pico-a-pico e 2 V de componente contínua.

Figura 20. Acoplamento de Entrada DC e AC

É até possível “sentir” a carga do condensador no acoplamento

AC da seguinte forma. Se tivermos um sinal de entrada do tipo do da

Figura 20 e se passarmos de acoplamento DC para AC, verificamos

que é possível visualizar a forma de onda a descer, até se centrar em

torno do eixo horizontal. Isto deve-se ao fato de o condensador ser

de alguma capacidade, demorando portanto um certo tempo (meio

segundo é um valor normal) a carregar-se totalmente (com a

componente contínua do sinal).

COMANDO DE LIMITE DE LARGURA DE BANDA

Um grande número de osciloscópios têm um circuito que

permite limitar a sua largura de banda. Através deste processo, é


31

possível reduzir ruído (de alta freqüência) que por vezes aparece na

forma de onda visualizada, possibilitando um sinal com melhor

definição. O osciloscópio da Figura 20 tem essa funcionalidade no

submenu BW, em que se pode escolher a largura de banda limitada

(a 20 Mhz) ou ilimitada (largura de banda do próprio osciloscópio).

COMANDO DE INVERSÃO DO SINAL

A maior parte dos osciloscópios têm uma função que permite a

inversão do sinal de entrada, isto é, permite desenhar o sinal “de

pernas para o ar”, como se costuma dizer na gíria. Esta

funcionalidade tem interesse, por exemplo, quando fazemos análise a

dois canais e somos obrigados a adquirir o inverso de um dos sinais,

por imposição do ponto de massa ser comum. Nesse caso, é

necessário “voltar” a inverter o sinal invertido para que ele adquira a

sua forma original. Este tema vai ser desenvolvido na análise a dois

canais, mais à frente.

No osciloscópio da Figura 20, é possível inverter um canal

escolhendo ON no submenu INV.

Este comando também é útil quando se pretende subtrair dois

sinais. Neste caso, adiciona-se um sinal com o inverso do segundo.

COMANDO DE MODO DE VISUALIZAÇÃO (ALTERNADO OU

FATIADO)

São frequentes as situações em que necessitamos de visualizar

dois sinais simultaneamente (ou mais, se o osciloscópio o permitir),

de modo a os podermos analisar e comparar entre si.

Será que vai haver dois feixes de elétrons a fazer o varrimento do

écran? Claro que não, pois as placas de deflexão horizontal e vertical

iriam influenciar ambos os feixes, impossibilitando qualquer controle

dos sinais.


32

Qual então a solução? Tem de haver um mecanismo que

“aldrabe” os nossos olhos, desenhando os dois sinais aos bocados,

mas evitando que o utilizador se aperceba disso.

Nos osciloscópios analógicos, a visualização simultânea de

múltiplos canais é feita através de um de dois modos: alternado

(alternated) ou fatiado (chopped). Nos osciloscópios digitais não faz

sentido falar em modos de visualização, pois a imagem é desenhada

a partir da memória. A Figura 21 mostra a diferença entre estes dois

modos.

O modo alternado de visualização desenha cada sinal

alternadamente, isto é, num varrimento desenha o canal 1 e no

varrimento seguinte desenha o canal 2, e assim consecutivamente.

Este é o melhor modo de visualização para sinais de média/alta

freqüência, isto é, quando a base de tempo está em 0.5 ms/Div ou

mais rápida.

Figura 21. Modos de Visualização Alternado e Fatiado

Obviamente que, para sinais de variação mais lenta (50 Hz), os

nossos olhos começam a aperceber-se duma cintilação nas formas de

onda desenhadas. Se os sinais forem mesmo muito lentos (< 5 Hz),

começa mesmo a detectar-se a seqüência de varrimento do modo


33

alternado, isto é, detecta-se que o osciloscópio desenha primeiro um

sinal e depois outro.

Este fato, acrescido de que a fosforescência do fósforo é

limitada, torna este modo de visualização inadequado para sinais de

baixa frequência. Justifica-se então a escolha do modo fatiado

(chopped).

No modo fatiado (chopped), o osciloscópio desenha os dois

canais aos bocadinhos, isto é, desenha um bocadinho do canal 1, um

bocadinho do canal 2, um bocadinho do canal 1, etc. Claro que esta

comutação entre os dois canais é feita suficientemente depressa para

nós não notarmos, isto é, as formas de onda parecem completas.

O modo fatiado é utilizado quando analisamos sinais lentos que

requerem tempos de varrimento na ordem de 1 ms por divisão (10

ms de tempo de varrimento, o que equivale a uma freqüência de 100

Hz).

Obviamente que a Figura 21 mostra uma aplicação infeliz do

modo fatiado, dado que os sinais visualizados têm uma freqüência

apenas (cerca de) oito vezes inferior à freqüência de comutação do

modo fatiado (repare-se que para um período de um sinal

corresponde a cerca de oito períodos de comutação).

É muitas vezes útil visualizar os sinais em ambos os modos para

poder escolher qual o melhor. Para o da Figura 20, é o botão

ALT/CHOP/ADD.

COMANDO DE ADIÇÃO DE SINAIS

Mesmo os osciloscópios analógicos mais baratos têm a

possibilidade de adicionar (matematicamente) os dois canais.

Enquanto que os osciloscópios analógicos somam os ABC do

Osciloscópio 41/63 sinais através de um amplificador operacional, os

osciloscópios digitais fazem-no através da soma de valores binários

(por microprocessador, ou outro processo digital).


34

Um exemplo da soma de dois canais pode ser visualizado na

Figura 22.

Figura 22. Soma de Dois Canais

A subtração de duas formas de onda é também possível

somando um canal com o inverso do segundo, usando a função de

inversão referida atrás. Esta funcionalidade tem interesse, por

exemplo, se quisermos visualizar a componente contínua de um sinal

(literalmente). Isto consegue-se ligando ambos os canais ao mesmo

sinal, pondo o canal 1 em acoplamento DC, pondo o canal 2 em

acoplamento AC e somando ambos os canais (tentar ver na Figura

20, para melhor compreensão).

9.3.2 COMANDOS DO SISTEMA HORIZONTAL (EIXO DOS XX)

Os comandos do sistema horizontal são utilizados para

posicionar e escalar a forma de onda no eixo horizontal. A Figura 23

mostra a parte do painel frontal de um osciloscópio digital relacionada

com os comandos do sistema horizontal, bem como os menus

subjacentes.


35

Figura 23. Comandos do Sistema Horizontal e Respectivos Menus

COMANDO DE POSICIONAMENTO

O comando de posicionamento (POSITION, Figura 23)

horizontal permite deslocar a forma de onda para a esquerda ou para

a direita.

Este procedimento é útil, por exemplo quando pretendemos

efetuar a medição do período de um sinal. Neste caso, consegue

medir-se mais facilmente o período do sinal se o deslocarmos na

horizontal, de modo a que um ponto de referência da forma de onda

(passagem por zero, por exemplo) coincida com uma das divisões do

osciloscópio.

Outro exemplo é quando pretendemos fazer “zoom” de uma

parte do sinal. Esta “magnificação” temporal do sinal é conseguida

através do comando MAG (explicado a seguir), que necessita que a

parte a magnificar esteja centrada no écran. Obviamente que para

centrar a forma de onda é necessário recorrer ao comando

POSITION.


36

COMANDO DE MAGNIFICAÇÃO (ZOOM) HORIZONTAL

Tal como se pode ver na Figura 24, este comando permite fazer

uma magnificação (zoom) temporal da forma de onda. Esta

funcionalidade pode ser útil quando queremos visualizar certa parte

duma forma de onda com maior pormenor.

Figura 24. Comandos de Magnificação Horizontal

Tendo em conta que, normalmente, a magnificação é de 10

vezes e existem 10 divisões horizontais, implica que o que antes

estava desenhado apenas numa divisão (horizontal) passa a estar

desenhado em 10 divisões. A parte da forma de onda a ser

magnificada deverá no centro (horizontal) do écran, com um

intervalo de meia divisão para a esquerda e para a direita (Figura

24).

Note-se que o fato de haver uma magnificação temporal de 10

vezes significa que o varrimento é feito dez vezes mais devagar


37

(aumenta 10 vezes o período da base de tempo). No osciloscópio da

Figura 23, é o botão MAG.

COMANDO DE VELOCIDADE DE VARRIMENTO

Este comando, também conhecido como ajuste da base de

tempo, é normalmente denominado por SEC/DIV (segundos por

divisão), tanto nos osciloscópios analógicos como digitais. O seu

ajuste permite fazer variar a velocidade com que os sinais são

desenhados. Sinais de maior freqüência deverão ser desenhados

depressa (valores pequenos de SEC/DIV) enquanto que sinais de

variação lenta devem ser desenhados

mais devagar (maior número de segundos por divisão).

Por exemplo, se a escolha for de 1 ms, cada divisão horizontal

representa 1 ms e o écran todo (10 divisões) representa 10 ms. No

caso de estarmos a analisar a tensão da rede elétrica nacional (50

Hz) e sendo o seu período de 20 ms, apenas veríamos metade do

período. Para podermos visualizar um período completo do sinal,

teríamos de tornar o varrimento mais lento, isto é, passar para 2 ms

por divisão.

No osciloscópio da Figura 23, este comando é designado por

SEC/DIV. Este comando em certos osciloscópios é também

representado por TIME/DIV.

Nos osciloscópios analógicos este comando permite ainda

colocar o osciloscópio no modo XY, em que o desenho visualizado no

écran é o sinal ligado ao canal 1 em função não do tempo, mas do

sinal ligado ao canal 2. Uma aplicação deste modo de funcionamento

é a medição de desfasamentos entre sinais e será explicada mais

tarde, nas técnicas de medição.

Existe também um outro comando associado que permite variar

a velocidade de varrimento de um modo contínuo (sem ser por

saltos). Esta ação tem interesse quando queremos medir fase ou

desfasamento. É importante notar que esta opção não deve ser


38

ativada quando pretendemos efetuar medições de tempo, sob pena

de cometer erros grosseiros.

No osciloscópio da Figura 23, este comando está acessível no menu,

opção VAR.

COMANDOS PARA BASE DE TEMPO AUXILIAR

A maior parte dos osciloscópios, principalmente os analógicos,

tem apenas uma Base de Tempo, isto é, gera apenas um sinal em

forma de dente de serra. No entanto, existem já muitos osciloscópios

que dispõem do que se chama uma base de tempo auxiliar ou

atrasada.

Esta consiste num outro sinal de varrimento atrasado de um

tempo predeterminado, isto é, começa um certo tempo depois da

base de tempo “principal”. A utilização de uma base de tempo

atrasada permite uma visualização mais clara de certos eventos, ou

pura e simplesmente visualizar eventos que não seria possível ver

apenas com a base de tempo principal.

A base de tempo atrasada requer a definição de um tempo de

atraso e, possivelmente, a utilização de um modo atrasado do

sistema de sincronismo e de outras configurações que estão fora do

âmbito desta disciplina. No caso de dispormos de um osciloscópio

com funções específicas ou avançadas, é aconselhada a análise

detalhada do seu manual de utilização.

COMANDOS PARA POSICIONAMENTO (HORIZONTAL) DO

DISPARO

O comando da posição horizontal de disparo (trigger) só está

disponível nos osciloscópios digitais (TRIG POS, no osciloscópio da

Figura 23), provavelmente localizado no bloco de comandos do

sistema horizontal.


39

A sua função é poder variar a posição horizontal do disparo no

registo da forma de onda. Variando a posição horizontal do disparo, é

possível analisar as características do sinal antes de acontecer o

instante de disparo. Este modo de visualização é denominado de pré-

disparo (pretrigger).

A razão pela qual os osciloscópios digitais têm a possibilidade

de fazer o pré-disparo é porque eles adquirem e processam

continuamente o sinal de entrada, quer tenha acontecido um instante

de disparo ou não. De fato é uma seqüência contínua de dados que

entra no osciloscópio; o sistema de sincronismo apenas diz ao

osciloscópio para

armazenar os dados atuais na memória. No caso dos osciloscópios

analógicos, estes apenas desenham o sinal de entrada depois de se

dar o instante de disparo.

O modo de visualização em predisparo pode ser extremamente

útil no diagnóstico de certos problemas. Por exemplo, se um

problema ocorre de forma intermitente, podemos fazer o disparo no

instante onde acontece o problema e analisar o sinal “para trás”,

possivelmente descobrindo a causa do problema.

9.3.4. COMANDOS DO SISTEMA DE SINCRONISMO

Os comandos do sistema de sincronismo permitem obter uma

imagem estabilizada dos sinais, tanto para sinais periódicos como,

em certos osciloscópios, para sinais transitórios (“passageiros”).

Como exemplo de comandos típicos de um osciloscópio analógico,

para o caso de um osciloscópio digital, temos o exemplo da figura

seguinte:


40

Figura 25. Comandos do Sistema de Sincronismo e Respectivos Menus

O sistema de sincronismo permite que os sinais periódicos

apareçam “parados” (estabilizados) no écran do osciloscópio. Tal

como foi já explicado atrás, se o sinal de dente de serra (que serve

de base de tempo) não fosse disparado pelo sistema de sincronismo,

em cada varrimento o sinal começaria a ser desenhado num sítio

diferente.

As conseqüências de uma perda de sincronismo são

exemplificadas na Figura 26.

Tal como se pode ver na Figura 26, em cada varrimento o sinal

é desenhado em sítios diferentes do écran, impossibilitando uma

análise adequada do sinal.


41

Figura 26. Sinal Não Sincronizado

COMANDOS DO NÍVEL (LEVEL) E DA INCLINAÇÃO (SLOPE)

DO DISPARO (TRIGGER)

Estes dois comandos são, de algum modo, indissociáveis, dado

que a conjugação dos seus valores vai definir o momento do disparo

do varrimento (o momento em que se começa a desenhar a forma de

onda).

O circuito de disparo (trigger) age como um comparador. Nós

definimos o nível e a inclinação da tensão de uma das entradas do

comparador. Na outra entrada do comparador está o sinal de entrada

(a ser comparado). Quando o sinal de entrada verifica as condições

predefinidas (nível e inclinação de tensão), o osciloscópio gera o

disparo.

A inclinação do disparo define se o disparo se faz na subida

(inclinação positiva) ou na descida (inclinação negativa) do sinal de

entrada. O nível de disparo determina em que nível de tensão do

sinal de entrada é que se dá o disparo.

A Figura 27 mostra como o nível e a inclinação do disparo

alteram o modo como uma forma de onda é visualizada. Para o sinal

de entrada representado (esquerda), são escolhidos um nível de


42

disparo de 3 V e inclinação positiva (écran de cima) ou negativa

(écran de baixo).

Figura 27. Nível e Inclinação de Disparo

O comando de nível e inclinação de disparo existe sempre,

tanto nos osciloscópios analógicos como nos osciloscópios digitais

(LEVEL e SLOPE Rising/Falling, na Figura 25).

COMANDO DA FONTE DE DISPARO (TRIGGER SOURCE)

Nem sempre o sinal que pretendemos visualizar é utilizado para

o comparador do sistema de sincronismo. Isto é, não é o sinal de

entrada que é comparado com o nível e inclinação de disparo, mas

sim outro sinal. As fontes de disparo podem ser, nomeadamente, as

seguintes:

• O sinal aplicado a qualquer canal de entrada;

• Uma fonte externa, sem ser um sinal aplicado a um canal de

entrada;

• O sinal da rede de alimentação (corrente alternada, valores

nominais de 230 V, 50 Hz);

• Um sinal gerado internamente pelo osciloscópio.


43

Na maior parte dos casos, a fonte de disparo é o próprio sinal a

ser visualizado. No osciloscópio, o comando do sistema de

sincronismo permite escolher como fonte de disparo um sinal interno

(INT), a rede alimentação (LINE) ou um sinal externo (EXT) aplicado

à entrada externa (onde se liga a fonte de disparo externa).

A fonte interna pode ser definida através do comando (INT

TRIG), podendo ser o canal 1 (CH1), o canal 2 (CH2) ou os dois

canais alternadamente (VERT MODE).

O modo vertical utiliza-se no caso de pretendermos visualizar

simultaneamente dois sinais de freqüências diferentes. De fato, no

caso de sinais com freqüências diferentes, se a fonte de disparo for o

canal 1, aparece a forma de onda do canal 1 estabilizada

(sincronizada) e a forma de onda do canal 2 não estabilizada

(dessincronizada). De modo

inverso, se passar a ser o sinal aplicado ao canal 2 a fonte de disparo,

passamos a ter o canal 2 estabilizado e o canal 1 não estabilizado.

No caso do modo vertical, o circuito de disparo (nível e

inclinação) é comparado alternadamente com o canal 1 e com o canal

2, consoante se vai desenhar a forma de onda do canal 1 ou canal 2,

respectivamente. Deste modo é possível estabilizar a imagem dos

dois sinais no écran.

No caso do osciloscópio apresentado na Figura 25, podemos

escolher a fonte de disparo na opção SRC do menu.

COMANDO DO MODO DE DISPARO (TRIGGER MODE)

Os dois principais modos de disparo são o automático e o

manual, sendo o primeiro o mais utilizado. Basicamente, enquanto

modo manual só desenha a forma de onda se houver sincronismo, o

modo automático desenha-a, mesmo quando desestabilizada.

No modo normal, o osciloscópio apenas faz o varrimento se o

sinal fonte de disparo atingir o ponto de disparo (o nível e inclinação

de disparo especificados). De outra forma, no caso de um


44

osciloscópio analógico, nada é desenhado ou, no caso de um

osciloscópio digital, é mantida a imagem da última forma de onda a

ser adquirida. O modo manual pode confundir um pouco, dado que

nada é desenhado se o nível e a inclinação de disparo não estiverem

adequadamente ajustados. Aconselha-se a utilização deste modo

quando se pretendem sincronizar sinais de baixas frequências

(menores do que 25 Hz).

No modo automático, o osciloscópio executa o varrimento,

mesmo sem haver o ponto de disparo. Neste caso, os varrimentos

são feitos uns a seguir aos outros, sem qualquer controlo. De

qualquer forma, este modo do sistema de sincronismo permite que se

visualize sempre “alguma coisa”, mesmo que não haja sincronismo.

Por exemplo, é garantido que, para obter a imagem da Figura

26, nunca se poderia ter utilizado o modo de disparo normal (seria

provavelmente o automático).

Alguns osciloscópios incluem ainda outros modos de disparo,

que poderão ser de grande utilidade, dependendo das aplicações:

• Varrimento único (conhecido como Single Sweep ou Single

Sequence, no caso da Figura 25), interessante para analisar regimes

transitórios;

• Ajuste automático do nível de disparo (Auto Level, na Figura

42);

• Disparo de sinais de vídeo, nomeadamente:

Visualização de uma trama (ou sinal horizontal) • TV(H); • Video Line, no osciloscópio da Figura 25.

Visualização de um quadro (ou sinal vertical)

• TV(V);

• Video Field, no osciloscópio da Figura 25 (sendo

ainda possível ver apenas as linhas ímpares (odd),

apenas as linhas pares (even) ou ambas (both)).


45

COMANDO DO ACOPLAMENTO DE DISPARO (TRIGGER

COUPLING)

O ajuste do nível de disparo para um sinal com grande

componente contínua poderá ser problemático, dado que o sinal

poderá estar fora do alcance dos níveis máximo e mínimo do

comparador. Para solucionar este problema, a maior parte dos

osciloscópios possibilita a filtragem da componente contínua do sinal

que vai ser comparado com o nível de disparo. Aparece portanto um

comando de acoplamento de disparo.

Este comando, além do acoplamento DC e AC, análogos aos já

referidos para o sistema vertical, poderá ainda dispor de outros

modos de acoplamento, tais como a rejeição (filtragem) de altas

freqüências, a rejeição de baixas freqüências ou a rejeição de ruído

(opções HF Reject, LF Reject e Noise Reject, do menu de CPLG, no

osciloscópio da Figura 25).

É óbvio o interesse destes tipos de acoplamento, em

determinadas situações. Note-se não é possível sincronizar um sinal

que esteja afetado de ruído de alta freqüência sem utilizar

acoplamento especial. Repare-se que, havendo ruído (aleatório) de

alta freqüência, é impossível disparar o varrimento sempre nos

mesmos pontos, dado que o sinal tem flutuações aleatórias. Utiliza-se

neste caso a rejeição de altas freqüências ou a rejeição de ruído (é

obrigatório consultar o manual do osciloscópio).

COMANDO DO TEMPO DE ESPERA DE DISPARO (TRIGGER

HOLDOFF)

Por vezes, é extremamente difícil conseguir que o osciloscópio

dispare um sinal no instante correto. Muitos osciloscópios têm

características especiais para facilitar esta tarefa.

O tempo de espera do disparo é um período de tempo ajustável

durante o qual o osciloscópio não pode disparar. Esta característica é


46

útil quando pretendemos analisar formas de onda complexas, de

modo a que o osciloscópio apenas dispara no primeiro ponto de

disparo após o tempo de espera. A Figura 28 mostra a utilidade do

tempo de espera de disparo, para a visualização adequada de um

sinal.

Saliente-se que o ajuste do tempo de espera do disparo não se

encontra unicamente nos osciloscópios digitais. Saliente-se que,

mesmo para os osciloscópios sem esta opção (o ajuste do tempo de

espera) existe um tempo mínimo de espera que corresponde à

duração do sinal em dente de serra. No fundo, é o mesmo que dizer

que enquanto o sinal

está a ser desenhado, não irá ser feito outro varrimento.

Figura 28. Tempo de Espera de Disparo


47

10. PROPOSTA DE MODELO PARA RELATÓRIOS EXPERIMENTAIS

Esta proposta de confecção de relatórios visa dar ao aluno um

guia sobre como organizar os dados obtidos experimentalmente e

noções das principais exigências contidas nas normas (ABNT) NBR

6023 para referências bibliográficas e uma sugestão de formatação

para a confecção de relatórios. Vale a pena lembrar que cabe ao

professor responsável os critérios e normas que ele irá considerar

mais relevantes, podendo estar com total, parcial ou sem

concordância com o modelo aqui proposto. O relatório4 dos

laboratórios deverá contar com os seguintes dados:

CAPA: Esta página deve registrar o nome da Instituição de

Ensino (UEL - Departamento de Engenharia Elétrica), a

disciplina, título da experiência, nome do aluno, número e

série, local (cidade) e data do experimento (dia/mês/ano).

SUMÁRIO: Nesta página deve conter: título, subtítulo, etc,

juntamente com a numeração das respectivas páginas. Obs

montar o sumário na mesma ordem que os assuntos

venham a compor o relatório ou trabalho.

INTRODUÇÃO: Nesta página do relatório deve explicitar

claramente:

- A finalidade do relatório, de acordo com o trabalho que

for desenvolvido. Pode ser iniciada de varias formas:

“Este relatório tem por finalidade registrar pesquisa feita sobre...”

“Este relatório visa fornecer informações sobre...”


48

- O objetivo que se pretende ou que se pretendeu

alcançar com o que foi desenvolvido. Algumas sugestões:

“O objetivo deste trabalho consiste em apresentar conclusões

sobre...”

“Este projeto objetiva explicar o processo utilizado em ...”

DESENVOLVIMENTO: O desenvolvimento é a parte central

do relatório. Esse tópico nunca aparece intitulada como

“desenvolvimento” propriamente dito, mas sim com um título

diretamente relacionado ao assunto tratado (Decodificador para

display de sete segmentos). Pode ser composto por três tópicos:

1. MÉTODO: É o caminho adotado para o desenvolvimento de

um trabalho, investigação, experiência. Compreende não apenas a

indicação dos procedimentos adotados, mas também a própria

descrição da experiência ou pesquisa e aparelhagem e material

empregado.

Devem constar neste tópico:

a – Materiais, ferramentas e equipamentos utilizados no trabalho;

Obs.: ao discriminar um aparelho, é fundamental especificar o tipo, a

marca, o modelo e o número.

b – Tempo de execução que compreende a referência ao período de tempo exigido para a realização do trabalho.

2. RESULTADOS: Nesse item, são apresentados os resultados

imediatos, isto é, o que realmente se apurou ou que se pretende

apurar.

3. DISCUSSÃO: É a interpretação dos resultados – da

investigação, da experiência ou do trabalho – e a indicação da sua


49

importância e conseqüência. O parágrafo inicial é bastante objetivo,

podendo ser escrito das seguintes maneiras:

“O principal interesse desta experiência reside no fato de que...”

“A interpretação dos resultados é que...”

Nesta etapa, o aluno deverá introduzir o circuito montado, ou

seja, com todos os valores dos componentes e explicá-lo

minuciosamente, tendo como fonte de informação leituras técnicas

diversas.

O desenho apresentado deverá ser elaborado com a utilização

de gabaritos apropriados ou software (Workbench, Multisim, etc). O

desenho deverá estar alinhado em relação ao seu texto e

principalmente em relação à folha de papel.

MEDIÇÕES PRÁTICAS: Ainda no tópico resultados, precisaremos

introduzir todos os valores obtidos nas medições práticas,

apresentando-os em forma de tabelas, de acordo com as já

especificadas na apostila fornecida pelo professor.

QUESTIONÁRIO: Todas as perguntas relacionadas à experiência e

que constam na apostila ou foram fornecidas pelo professor no

laboratório, deverão ser agora respondidas.

Obs.: Copie todas as perguntas no relatório.

CONCLUSÃO: Nesta parte é retomada a idéia central do

relatório e, a partir daí, devem ser apresentadas às conclusões,

deixando claro se os objetivos anteriormente propostos foram

alcançados ou se novas proposições se fazem necessárias. De um

modo geral, a conclusão deve ser redigida de tal modo que a idéia


50

central do relatório se revele e se fixe claramente no espírito do

leitor.

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS: Toda a bibliografia

utilizada para elaborar o relatório deverá ser citada, de acordo com

as normas técnicas (ABNT) NBR 6023 ou a norma da preferência do

professor responsável.

Exemplo:

• LIVROS

TOKHEIM, Roger L. Princípios Digitais. Editora Makron Books do Brasil Ltda –São Paulo –1996. BIGNELL, James W; DONOVAN, Robert L. Eletrônica Digital. Lógica Seqüencial V1 e V2. Editora Makron Books do Brasil Ltda –São Paulo –1995.

• CATÁLOGO

WEG AUTOMAÇÃO LTDA. Inversores de Freqüência. Jaraguá do Sul – SC, 2000.

• FOLHETO

IBCT. Manual de normas de editoração do IBCT.2. ed. Brasília, DF. 1993, 41 p.

• MANUAL

SÃO PAULO (Estado). Secretaria do Meio Ambiente. Coordenadoria de Planejamento Ambiental. Estudo de impacto ambiental – EIA, Relatório de impacto ambiental – RIMA: manual de orientação. São Paulo, 1989, 48p. (série Manuais). • ARTIGO DE REVISTA

SILVA. M. M. L. Crimes da era digital. Net. Rio de Janeiro, nov. 1998.Seção Ponto de Vista. Disponível em: http://www.brasilinet.com.br/contexts/brasilrevista.htm. Acesso em: 28 nov. 1998.


51

• ENCICLOPÉDIAS

THE NEW Encyclopaedia Britannica: micropaedia. Chicago: Encyclopaedia Britannica, 1986. 30 v.

• ARQUIVO EM DISQUETES

Autor do arquivo. Título do arquivo. Extensão do arquivo. Local, data, Características físicas, tipo de suporte. Notas.

• CD-ROM

AUTOR. Título. Local: Editora, data. Tipo de suporte. Notas

FUNDAÇÃO CARGILL. Biblioteca Virtual de Publicações Técnicas. São Paulo: Cargill; Prosoma Informática, v. 1, 1998. CD-ROM

• HOMEPAGE

AUTOR. Título. Informações complementares. Disponível em: <Endereço>. Acesso em: data.

SILVA, M. M. L. Crimes da era digital. Net. Rio de Janeiro, nov. 1998.Seção Ponto de Vista. Disponível em: http://www.brasilinet.com.br/contexts/brasilrevista.htm. Acesso em: 28 nov. 1998.

PROPOSTA PARA FORMATAÇÃO: O relatório do projeto pode ser

elaborado preferencialmente com estas configurações:

• Em papel A4 (210 x 297 mm), branco, liso;

• Fonte padrão para digitação: Verdana, Arial ou Times –

tamanho 12 pts;

• Poderá utilizar-se cores apenas para tabelas, quadros, figuras e

fotos;

• Toda tabela, quadro, figuras, foto deve ter numeração e

legenda;

• O espaço entre linhas deve ser de 1,5;

• A numeração das páginas deve ser em algarismos arábicos,

crescentes, iniciando do sumário, no canto superior direito


52

posicionado a 1,5 cm da extremidade superior da folha e a 2,0

cm da extremidade direita da folha;

• Não colocar nada no cabeçalho de página, e no rodapé apenas

a numeração de página.

• Margens: superior 2,5 cm; inferior 2,5 cm; esquerda 3 cm e

direita 2 cm.

• Folha de guarda (folha em branco no final do relatório)

ANEXOS: São os Data Sheet (folhas de dados), Catálogos, etc.

Somente se houver necessidade.

SEQUÊNCIA DO RELATÓRIO:

• Capa

• Folha de rosto (opcional)

• Sumário

• Introdução

• Desenvolvimento

• Conclusão

• Referências Bibliográficas

• Anexos (se houver necessidade).


53

11. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

[1] SOLEDADE, GUILHERME LOPES. Instrumentação Básica para Eletrônica. Eletrônica.org. Seção Artigos. Disponível em: http://www.eletronica.org/modules.php?name=News&file=article&sid=99 .Acesso em: 15 set. 2004.

[2] KLEINKE, MAURÍCIO URBAN. O que é um Protoboard?. Seção Diodos e Circuitos Ceifadores. Disponível em: http://www.ifi.unicamp.br/~kleinke/f540/e_dio1.htm#diodos .Acesso em: 16 set. 2004.

[3] ALVES, MÁRIO FERREIRA. O ABC do Osciloscópio. Seção Actividade Lectiva - Publicações. Disponível em: http://ave.dee.isep.ipp.pt/~malves/PubDid/ABC_Osc.PDF .Acesso em: 27 set. 2004.

[4] FERREIRA, VALDIR. Modelo de Relatório - Laboratório. Seção Download. Disponível em: http://www.colegiopolitec.com.br/download/eletronica.htm .Acesso em: 28 set. 2004.

[5] LOSSIO, RODRIGO C. Resistor. Seção Introdução à Eletricidade. Disponível em: http://planeta.terra.com.br/informatica/oficinadopc/glossarioeletro.htm Acesso em: 03 nov. 2004.

[6] NETTO, L.F. Teoria 2 - Resistores. Seção Sala 15 - Eletrônica. Disponível em: http://www.feiradeciencias.com.br/sala15/15_03.asp#Para que servem os resistores? . Acesso em: 03 nov. 2004.

[7] LOSSIO, RODRIGO C. Capacitor. Seção Introdução à Eletricidade. Disponível em: http://planeta.terra.com.br/informatica/oficinadopc/glossarioeletro.htm Acesso em: 04 nov. 2004.

[8] NETTO, L.F. Teoria 2 - Código de Capacitores. Seção Sala 15 - Eletrônica. Disponível em: http://www.feiradeciencias.com.br/sala15/15_28.asp . Acesso em: 03 nov. 2004. [9] Disponível em: http://www.coltec.ufmg.br/alunos/220/capacitores/ntipos.html .Acesso em: 04 nov. 2004.


54

ANEXOS


55

ANEXO 1. RESISTOR

O resistor5, como o próprio nome sugere, impõem resistência a

corrente elétrica produzindo assim, diminuição da mesma.

Os resistores usados nos circuitos eletrônicos são de vários tipos e

tamanhos. Seus dois parâmetros elétricos importantes são a

resistência e a potência. Resistores que irão dissipar muita potência

elétrica são de maior tamanho, e vice-versa. Os mostrados na figura

acima são de 1/8 W. Existem resistores de 1/4W, 1/2W, 1W, 2W, 5W,

10W e valores ainda mais elevados.

Todo resitor tem um valor, que é a chamada resistência. A

unidade usada para medir a resistência é o ohm, cujo símbolo é Ω. A

tesão gerada por uma bateria tem seu valor dado em volts, cujo

símbolo é V. A unidade usada para medir a corrente elétrica é o

ampère, cujo símbolo é A.

SÍMBOLO ELÉTRICO

A figura abaixo mostra também o símbolo usado para representar

o resistor quando desenhamos um diagrama elétrico.


56

COMO USAR OS RESISTORES:

VALOR DA RESISTÊNCIA (em OHM)

DEVE SER O MESMO PEDIDO NO PROJETO OU DE VALOR COMERCIAL MAIS PRÓXIMO SE FOR ADMITIDA UMA TOLERÂNCIA DE

20% OU 10% NA APLICAÇÃO. TOLERÂNCIA

(em %) DEVE SER IGUAL OU MENOR QUE A RECOMENDADA EM UM PROJETO.

DISSIPAÇÃO DE POTÊNCIA (em Watts)

DEVE SER IGUAL OU MAIOR DO QUE A RECOMENDADA EM UM PROJETO.

VALORES COMERCIAIS:

1.0Ω 1.1Ω 1.2Ω 1.3Ω 1.5Ω 1.6Ω 1.8Ω 2.0Ω 2.2Ω 2.4Ω 2.7Ω 3.0Ω 3.3Ω 3.6Ω 3.9Ω 4.3Ω 4.7Ω 5.1Ω 5.6Ω 6.2Ω 6.8Ω 7.5Ω 8.2Ω 9.1Ω

Para obter os demais valores basta multiplicar por: 10, 102, 103, 104,

105, 106.

CÓDIGO DE CORES

Os valores ôhmicos6 dos resistores podem ser reconhecidos pelas

cores das faixas em suas superfícies, onde cada cor e posição no

corpo do resistor representa um número, de acordo com o seguinte

esquema, COR - NÚMERO :

PRETO

MARROM

VERMELHO

LARANJA

AMARELO

VERDE

AZUL

VIOLETA

CINZA

BRANCO

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

A primeira faixa em um resistor é interpretada como o

PRIMEIRO DÍGITO do valor ôhmico da resistência do resistor. Para o

resistor mostrado abaixo, a primeira faixa é amarela, assim o

primeiro dígito é 4:


57

A segunda faixa dá o SEGUNDO DÍGITO. Essa é uma faixa

violeta, então o segundo dígito é 7. A terceira faixa é chamada de

MULTIPLICADOR e não é interpretada do mesmo modo. O número

associado à cor do multiplicador nos informa quantos "zeros" devem

ser colocados após os dígitos que já temos. Aqui, uma faixa vermelha

nos diz que devemos acrescentar 2 zeros. O valor ôhmico desse

resistor é então 4 7 00 Ω, quer dizer, 4 700Ω, 4,7KΩ ou 4K7Ω.

Verifique novamente, nosso exemplo, para confirmar que você

entendeu realmente o código de cores dados pelas três primeiras

faixas coloridas no corpo do resistor.

A quarta faixa (se existir), um pouco mais afastada das outras

três, é a faixa de tolerância. Ela nos informa a precisão do valor real

da resistência em relação ao valor lido pelo código de cores. Isso é

expresso em termos de porcentagem. A maioria dos resistores

obtidos nas lojas apresentam uma faixa de cor prata, indicando que

o valor real da resistência está dentro da tolerância dos 10% do valor

nominal. A codificação em cores, para a tolerância é a seguinte:

COR MARROM VERMELHO OURO PRATA TOLERÂNCIA ± 1% ± 2% ± 5% ± 10%

Nosso resistor apresenta uma quarta faixa de cor OURO. Isso

significa que o valor nominal que encontramos 4 700Ω tem uma


58

tolerância de 5% para mais ou para menos. Ora, 5% de 4 700Ω são

235Ω então, o valor real de nosso resistor pode ser qualquer um

dentro da seguinte faixa de valores: 4 700Ω - 235Ω = 4 465Ω e

4 700Ω + 235Ω = 4 935Ω .

A ausência da quarta faixa indica uma tolerância de 20%. Quando você for ler um valor ôhmico de resistor (a pedido de

seu professor), procure a faixa de tolerância, normalmente prata e

segure o resistor com essa faixa mantida do lado direito. Valores de

resistências podem ser lidos rapidamente e com precisão, isso não é

difícil, mas requer prática!

TIPOS DE RESISTORES

São divididos em duas categorias, fixos e variáveis

- RESISTORES FIXOS

Existem são eles: filme carbono, filme metálico, fio, de precisão.

- RESISTORES AJUSTÁVEIS

São os potenciômetros (ajuste manual) ou trimpots (ajuste na

placa), devido as diversas aplicações existem vários modelos.

- LDR (LIGHT DEPEND RESISTOR)

É um resistor controlado por luz sua resistência no claro é de

aprox 200 ohms e no escuro aprox 1Mohms.

- RESISTORES CONTROLADOS POR TEMPERATURA

PTC (coeficiente de temperatura positivo): Sua resistência é

diretamente proporcional a temperatura. Sua resistência a 00C é de

500 ohms e a 500 é de 1500 ohms.

NTC (coeficiente de temperatura negativo): Sua resistência é

inversamente proporcional a temperatura.


59

- MAGNETORESISTORES São controlados pelo campo magnético, conforme este aumenta

sua resistência aumenta.

- RESISTORES ESPECIAIS Existem resistores que são produzidos especialmente para

determinada aplicação, portanto não fique surpreso se você vir um

resistor de 5K7 /20W

POTÊNCIA NOS RESISTORES

Quando corrente elétrica circula através de resistores,

especificamente, e nos condutores, em geral, esses sempre se

aquecem. Neles ocorre conversão de energia elétrica em energia

térmica. Essa energia térmica produzida, via de regra, é transferida

para fora do corpo do resistor sob a forma de calor.

A cada finalidade, prevendo-se as possíveis intensidades de

corrente que o atravessarão, deve-se adotar um resistor de tamanho

adequado (potência adequada) para seu correto funcionamento.

Quanto maior o tamanho físico de um resistor maior será a potência

que pode dissipar (sem usar outros artifícios).

A ilustração abaixo mostra resistores de tamanhos diferentes:


60

ASSOCIAÇÃO DE RESISTORES

Uma forma de se obter uma resistência de um determinado valor,

é se associando resistências, de duas formas: em série e em paralelo.

- ASSOCIAÇÃO EM SÉRIE

Na associação em série, o resultado será igual a soma de todas

as resistências.

- ASSOCIAÇÃO EM PARALELO

Quando associamos resistências em paralelo, obteremos um

resistor de menor valor que pode ser calculado com a seguinte

fórmula: Rt = 1/(1/r1 + 1/r2 + 1/Rn)


61

ANEXO 2. CAPACITOR

O capacitor7 é um componente eletrônico capaz de armazenar e

fornecer cargas elétricas. Ele é formado por duas placas paralelas,

separadas por um material isolante, chamado dielétrico. Quando o

ligamos a uma tensão fixa, momentaneamente passa por ele uma

pequena corrente, até que suas placas paralelas fiquem carregadas,

armazenando energia através do campo elétrico entre as placas. Uma

fica com cargas negativas (elétrons) e outra com cargas positivas

(falta de elétrons).

Existem vários tipos de capacitores, e as principais diferenças

estão nos valores e nas tensões elétricas suportadas. Um capacitor

que vai ser ligado a uma tensão de 50 volts deve ser maior que outro

de mesmo valor mas que vai ser ligado a uma tensão de apenas 10

volts. Um capacitor sofre ruptura do dielétrico quando é ligado a uma

tensão mais elevada que a especificada. Em outras palavras, ele

explode!

O valor de um capacitor é chamado de capacitância. A grandeza

usada para medi-la é o faraday, cujo símbolo é F. O faraday é uma

unidade muito grande para medir os capacitores da vida real. Um

capacitor de 1F seria imenso. Encontramos na prática capacitores

medindo algo da ordem de milésimos ou milionésimos do faraday. Por

isso é mais comum usar o microfaraday (mF) para medir os

capacitores. Um capacitor de 4700 mF, por exemplo, é considerado

de tamanho relativamente grande para um circuito eletrônico. Ainda

assim existem os chamados supercapacitores, que possuem

capacitâncias da ordem de alguns faradays, entretanto não são

empregados em circuitos eletrônicos devido ao seu grande tamanho.

Os capacitores têm várias aplicações nos circuitos eletrônicos. Um

das principais é a filtragem. Eles podem acumular uma razoável


62

quantidade de cargas quando estão ligados a uma tensão. Quando

esta tensão é desligada, o capacitor é capaz de continuar fornecendo

esta mesma tensão durante um pequeno período de tempo,

funcionando portanto como uma espécie de bateria de curta duração.

SÍMBOLO ELÉTRICO

COMO USAR OS CAPACITORES:

VALOR DA CAPACITÂNCIA (em FARAD)

PODE NORMALMENTE SER USADO UM VALOR DE CAPACITÂNCIA MAIOR DO QUE O PEDIDO EM UM PROJETO, QUANDO O

MESMO FUNCIONAR EM ACOPLAMENTO OU DESACOPLAMENTO (DESVIO). NÃO PODE

SER MAIOR QUANDO O CAPACITOR DETERMINAR A FREQÜÊNCIA DE

OPERAÇÃO DE UM CIRCUITO.

TIPO DE CAPACITOR

CADA TIPO DE CAPACITOR POSSUI UMA FAIXA DE CAPACITÂNCIA

CARACTERÍSTICA, SENDO QUE ALGUNS POSSUEM POLARIDADE! VERIFIQUE SEMPRE SE O CAPACITOR QUE IRÁ UTILIZAR POSSUI POLARIDADE!

TENSÃO DE TRABALHO (em Volts)

PODE SER NORMALMENTE MAIOR QUE A PEDIDA EM UM PROJETO, NA VERDADE ATÉ RECOMENDA-SE QUE SEJA MAIOR,

PRINCIPALMENTE SE FOR CAPACITOR DE FILTRO PARA BAIXAS FREQÜÊNCIAS. NÃO

DEVE ENTRETANTO SER MUITO MAIOR (MAIS DE 5 VEZES) POIS COM TENSÕES

MAIS BAIXAS NO CIRCUITO, O CAPACITOR NÃO FUNCIONA.

DISSIPAÇÃO DE POTÊNCIA (em Watts)

DEVE SER IGUAL OU MAIOR DO QUE A RECOMENDADA EM UM PROJETO.


63

CAPACITÂNCIA

É a propriedade do capacitor apresenta armazenando mais ou

menos cargas elétricas, o símbolo que representa a capacitância é a

letra C e é medida em farad.

C=Q/V

onde:

C = capacitância medida em farad.

Q= quantidade cargas elétricas medida em coulomb.

V = tensão medida em Volts

CONSTITUIÇÃO DO CAPACITOR

É formado de duas placas de material condutor(armaduras) e

separadas por um dielétrico(isolante).

TENSÃO DE TRABALHO

É máxima tensão que o capacitor pode ser submetido sem provocar

danos.

VALORES COMERCIAIS:

1.0F 1.1F 1.2F 1.3F 1.5F 1.6F 1.8F 2.0F 2.2F 2.4F 2.7F 3.0F 3.3F 3.6F 3.9F 4.3F 4.7F 5.1F 5.6F 6.2F 6.8F 7.5F 8.2F 9.1F

Para obter os demais valores multiplique pelos seus submultiplos:

mili, micro, nano e pico.


64

CÓDIGO DE CAPACITORES

Alguns capacitores8 apresentam uma codificação que é um

tanto estranha, mesmo para os técnicos experientes, e muito difícil

de compreender para o técnico novato. Observemos o exemplo

abaixo:

O valor do capacitor,"B", é de 3300 pF (picofarad = 10-12 F) ou

3,3 nF (nanofarad = 10-9 F) ou 0,0033 µF (microfarad = 10-6 F). No

capacitor "A", devemos acrescentar mais 4 zeros após os dois

primeiros algarismos. O valor do capacitor, que se lê 104, é de

100000 pF ou 100 nF ou 0,1µF.

- CAPACITORES USANDO LETRAS EM SEUS VALORES

O desenho abaixo, mostra capacitores que tem os seus valores,

impressos em nanofarad (nF) = 10-9F.

Quando aparece no capacitor uma letra "n" minúscula, como

um dos tipos apresentados ao lado por exemplo: 3n3, significa que

este capacitor é de 3,3nF. No exemplo, o "n" minúsculo é colocado ao


65

meio dos números, apenas para economizar uma vírgula e evitar erro

de interpretação de seu valor.

Multiplicando-se 3,3 por 10-9 = ( 0,000.000.001 ), teremos

0,000.000.003.3 F. Para se transformar este valor em microfarad,

devemos dividir por 10-6 = ( 0,000.001 ), que será igual a 0,0033µF.

Para voltarmos ao valor em nF, devemos pegar 0,000.000.003.3F e

dividir por 10-9 = ( 0,000.000.001 ), o resultado é 3,3nF ou 3n3F.

Para transformar em picofarad, pegamos 0,000.000.003.3F e

dividimos por 10-12, resultando 3300pF. Alguns fabricantes fazem

capacitores com formatos e valores impressos como os apresentados

abaixo. O nosso exemplo, de 3300pF, é o primeiro da fila.

Note nos capacitores seguintes, envolvidos com um círculo azul, o aparecimento de uma letra maiúscula ao lado dos números. Esta letra refere-se a tolerância do capacitor, ou seja, o quanto que o capacitor pode variar de seu valor em uma temperatura padrão de 25° C.

Código Coeficiente de temperatura NPO -0± 30ppm/°C N075 -75± 30ppm/°C N150 -150± 30ppm/°C N220 -220± 60ppm/°C N330 -330± 60ppm/°C N470 -470± 60ppm/°C N750 -750± 120ppm/°C N1500 -1500± 250ppm/°C N2200 -2200± 500ppm/°C N3300 -3300± 500ppm/°C N4700 -4700± 1000ppm/°C N5250 -5250± 1000ppm/°C P100 +100± 30ppm/°C


66

A letra "J" significa que este capacitor pode variar até ±5% de

seu valor, a letra "K" = ±10% ou "M" = ±20%. Segue na tabela

abaixo, os códigos de tolerâncias de capacitância.

Outra forma de representar coeficientes de temperatura é

mostrado abaixo. É usada em capacitores que se caracterizam pela

alta capacitância por unidade de volume (dimensões reduzidas)

devido a alta constante dielétrica sendo recomendados para aplicação

em desacoplamentos, acoplamentos e supressão de interferências em

baixas tensões.

Os coeficientes são também representados com seqüências de

letras e números como por exemplo: X7R, Y5F e Z5U. Para um

capacitor Z5U, a faixa de operação é de +10°C que significa

"Temperatura Mínima" e +85°C que significa "Temperatura Máxima"

e uma variação de "Máxima de capacitância", dentro desses limites

de temperatura, que não ultrapassa -56%, +22%.

Veja as três tabelas abaixo para compreender este exemplo e

entender outros coeficientes.

Temperatura Mínima

Temperatura Máxima

Variação Máxima de Capacitância

X -55°C Y -30°C Z +10°C

2 +45°C 4 +65°C 5 +85°C 6 +105°C 7 +125°C

A ±1.0% B ±1.5% C ±2.2% D ±3.3% E ±4.7% F ±7.5% P ±10% R ±15% S ±22%

T -33%, +22% U -56%, +22% V -82%, +22%


67

- CAPACITORES DE CERÂMICA MULTICAMADA

- CAPACITORES DE POLIÉSTER METALIZADO USANDO CÓDIGO DE CORES

A tabela abaixo, mostra como interpretar o código de cores dos

capacitores abaixo. No capacitor "A", as 3 primeiras cores são,

laranja, laranja e laranja, correspondem a 33000, equivalendo a 3,3

nF. A cor branca, logo adiante, é referente a ±10% de tolerância. E o

vermelho, representa a tensão nominal, que é de 250 volts.

1ª Algarismo 2ª Algarismo 3ª N° de zeros 4ª Tolerância 5ª Tensão PRETO 0 0 - ± 20% -

MARROM 1 1 0 - - VERMELHO 2 2 00 - 250V LARANJA 3 3 000 - - AMARELO 4 4 0000 - 400V

VERDE 5 5 00000 - - AZUL 6 6 - - 630V

VIOLETA 7 7 - - - CINZA 8 8 - - -

BRANCO 9 9 - ± 10% -


68

TIPOS DE CAPACITORES9

Existem vários tipos de capacitores , os principais são:

eletroliticos, tântalo, stryroflex, poliéster, policarboneto, cerâmicos,

semi-fixos, supressor, plate, multicamada, starcap e variáveis, cada

tipo é utilizado em uma aplicação especifica.

- CAPACITORES DE FILTRO

Os capacitores usados nas fontes de alimentação para transformar

a CC pulsativa na saída dos retificadores, em uma CC com

variações relativamente baixas. O capacitor carrega através do

circuito retificador e descarrega através da carga, para ajudar

a manter constante a tensão aplicada aos terminais da carga.

- CAPACITORES COM DIELÉTRICO DE PAPEL

Capacitores de filtro com dielétrico de papel são volumosos e seu

valor é em geral limitado a menos do que 10 m F. Eles não são

polarizados e podem suportar altas tensões. Não há fuga apreciável

de corrente através de um destes capacitores. Em circuitos de filtro

de alta tensão são usados capacitores com dielétrico de papel

impregnado em óleo.


69

- CAPACITORES ELETROLÍTICOS

Os eletrolíticos tem valores altos de capacitância, quando

comparados a capacitores de papel de iguais dimensões físicas. Eles

são polarizados e são em geral construídos para funcionar com

menos de 600 volts. Há uma fuga apreciável de corrente através de

um capacitor eletrolítico, mas este efeito é geralmente balanceado

pelos grandes valores da capacitância. Os capacitores eletrolíticos

podem ter valores de 1 a 1000 m F.

- CAPACITORES ELETROLÍTICOS LÍQUIDOS

Capacitor que consiste de um eletrodo de metal imerso em uma

solução eletrolítica. O eletrodo e a solução são as duas placas do

capacitor, enquanto que uma película de óxido que se forma no

eletrodo é o dielétrico. A película de dielétrico é formada pelo

escoamento da corrente do eletrólito para o eletrodo.


70

- CAPACITORES CERÂMICOS

Geralmente são constituídos de um suporte tubular de cerâmica,

em cujas superfícies interna e externa são depositadas finas camadas

de prata às quais são ligados os terminais através de um cabo

soldado sobre o tubo. Às vezes, os terminais são enrolados

diretamente sobre o tubo. O emprego deste tipo de componente varia

dos circuitos de alta freqüência, com modelos compensados

termicamente e com baixa tolerância, aos de baixa freqüência, como

capacitores de acoplamento e de filtro. Além dos tubulares, podem

ser encontrados capacitores na forma de disco e de placa quebrada

ou retangular.

- CAPACITORES DE PLÁSTICO

São fabricados com duas fitas finas de poliéster metalizadas numa

das faces, deixando, porém, um trecho descoberto ao longo de um


71

dos bordos, o inferior em uma das tiras, e o superior na outra. As

duas tiras são enroladas uma sobre a outra, e nas bases do cilindro

são fixados os terminais, de modo que ficam em contato apenas com

as partes metalizadas das tiras. O conjunto é recoberto por um

revestimento isolante. Estes capacitores são empregados em baixa e

média freqüência e como capacitores de filtro e, às vezes, em alta

freqüência. Têm a vantagem de atingir capacitâncias relativamente

elevadas em tensões máximas que chegam a alcançar os 1000 V. Por

outro lado, se ocorrer um perfuração no dielétrico por excesso de

tensão, o metal se evapora na área vizinha à perfuração sem que se

produza um curto-circuito, evitando assim a destruição do

componente.

- CAPACITORES ELETROLÍTICOS EM ALUMÍNIO E TÂNTALO

São aqueles que, com as mesmas dimensões, atingem maiores

capacitâncias. Os de alumínio são formados por uma tira deste metal

recoberta por uma camada de óxido de alumínio que atua como um

dielétrico; sobre a camada de óxido é colocada uma tira de papel

impregnado com um líquido condutor chamado eletrólito, ao qual se

sobrepõe uma segunda lâmina de alumínio em contato elétrico com o

papel. Todo o conjunto é enrolado e introduzido num invólucro

cilíndrico, de alumínio, hermeticamente fechado.

Este invólucro, freqüentemente, serve de contato elétrico para

a segunda lâmina de alumínio e permite, também, a fixação de um

dos terminais, enquanto o outro é ligado à outra lâmina. Este tipo de

capacitor tem uma polaridade fixa, o que eqüivale dizer que funciona

somente quando a tensão é aplicada, ligando o positivo ao anodo

(correspondente à lâmina de alumínio recoberta pelo óxido) e o

negativo ao catodo (correspondente ao invólucro metálico).

Os capacitores eletrolíticos são, portanto, utilizados em circuitos

em que ocorrem tensões contínuas, sobrepostas a tensões alternadas

menores, onde funcionam apenas como capacitores de filtro para


72

retificadores, de acoplamento para bloqueio de tensões contínuas,

etc.

Os capacitores eletrolíticos de tântalo assemelham-se aos

capacitores de alumínio mas, mesmo alcançando as mesmas

capacitâncias, são de tamanho menor. Emprega-se o tântalo no lugar

do alumínio, para a lâmina, e o eletrólito é uma pasta ou líquido. Seu

emprego é aconselhável sobretudo como capacitor de acoplamento

para estágios de baixas freqüências, graças ao seu baixo nível de

ruído, muito inferior ao do capacitor de alumínio. Além do tipo

tubular, é encontrado também em forma de "gota".

Capacitor de Tântalo em Forma de Gota

Capacitor de Tântalo

Capacitor eletrolítico de alumínio de baixa capacitância


73

Capacitor eletrolítico de alumínio de elevada capacitância

- CAPACITORES ELETROLÍTICOS SECOS

Em um capacitor eletrolítico seco o eletrólito é uma pasta. Pano

impregnado com essa com essa pasta é enrolado entre as camadas

de folha de metal, que agem como terminais do capacitor. Uma das

folhas de metal é a placa positiva e a película formada na sua

superfície é o dielétrico. A pasta do eletrólito é a placa negativa do

capacitor e sua conexão é feita através da outra folha de metal.

REATÂNCIA CAPACITIVA

É a oposição do capacitor a passagem da corrente alternada(CA).

O símbolo que representa a reatância Capacitiva é o (Xc) e é medido

em ohms. Xc=1/2xPixfxc.

PROPRIEDADES DO CAPACITOR

Em corrente continua funciona como uma chave aberta.

Possui uma tensão máxima de trabalho.

Em tensão alternada(Vca) adianta a corrente em 90 em relação a

tensão.


74

Em tensão alternada(Vca) atrasa a tensão em 90 em relação a

corrente.

Armazenada cargas elétricas.

Carrega e descarrega pelo mesmo terminal.

É um bipolo não ôhmico.

A reatância capacitiva é inversamente proporcional a frequência.

Os capacitores eletroliticos são polarizados.

É especificado pelo valor nominal, tolerância e tensão de trabalho.

ASSOCIAÇÃO DE CAPACITORES

- Paralelo: soma-se as capacitâncias e prevalece a maior tensão de

trabalho.

- Série: é o inverso da soma dos inversos e soma-se todas as

tensões de trabalho.

TESTE DE CAPACITORES

Para medirmos capacitância utilizamos um instrumento chamado

capacitímetro, mas na falta dele também podemos utilizar o

ohmímetro, seguindo os seguintes procedimentos:

Coloque na maior escala, faça o ajuste de zero, encoste a ponteira no

capacitor e observe a tabela.

Leitura Condição O ponteiro vai de zero e volta ao infinito Bom O ponteiro vai perto de zero e não volta Curto O ponteiro não se move Aberto O ponteiro vai a zero e para no meio Fuga Obs: cuidado com a polarização de capacitores eletrolíticos.

Este teste não funciona com capacitores plate e algum tipos de

cerâmicos.


75

ANEXO 3. INDUTOR

Componente que armazena energia magnética, possuindo a

propriedade da indutância.

INDUTÂNCIA

É a propriedade do indutor de se opor as correntes do circuito, o

símbolo que representa a indutância é a letra L e é medida em henry.

TIPOS DE INDUTOR

Existem dois tipos de indutores, fixos ou variáveis. Os fixos são

constituídos de um fio enrolado a redor de um nucleo que pode ser

ar, ferro ou ferrite. Os ajustáveis possuem núcleo móvel podendo ser

ajustado externamente.

SÍMBOLO ELÉTRICO

REATÂNCIA INDUTIVA

É a oposição do indutor a passagem da corrente alternada(CA). O

símbolo que representa a reatância indutiva é o (XL) e é medido em

ohms.

PROPRIEDADES DO INDUTOR

Em corrente continua o efeito da indutância só aparece, quando se

liga ou desliga o circuito.

É um curto em corrente continua(regime permanente).

Em tensão alternada(Vca) atrasa a corrente em 90 em relação a

tensão.


76

Em tensão alternada(Vca) adianta a tensão em 90 em relação a

corrente.

Armazenada energia magnética.

A reatância indutiva é diretamente proporcional a frequência.

Descarrega pelo terminal oposto ao qual carregou.

É um bipolo não ôhmico.

São especificados pelo seu valor nominal.

ASSOCIAÇÃO DE INDUTORES Série: soma-se as indutância.

Paralelo: é o inverso das soma dos inversos.

MEDIDA DE INDUTORES

Para medirmos indutância de uma bobina, necessitamos de

instrumentos especiais de laboratório. É uma medida pouco comum

justamente por isso.

VALORES DE INDUTORES

Os fatores que influenciam no valor do indutor são:

número de espiras, espaçamento entre elas, diâmetro da bobina,

substância enrolada na bobina, diâmetro do fio, numero de camadas,

tipo de enrolamento e a forma da bobina.

INDUTORES COMERCIAIS

1.0H 1.1H 1.2H 1.3H

1.5H 1.6H 1.8H 2.0H

2.2H 2.4H 2.7H 3.0H

3.3H 3.6H 3.9H 4.3H

4.7H 5.1H 5.6H 6.2H

6.8H 7.5H 8.2H 9.1H


77

Para obter os demais valores basta multiplicar por: 10-3, 10-6. FÓRMULAS

Para corrente alternada(CA):

XL=WL W=2PiF

I(t)=I máx sen (wt-90)

Para corrente continua(CC):

I(t)=I máx (1-e-t/J )

VL=V.e-t/J

J = L/R

onde:

VL = tensão no indutor

I(t) = corrente em um determinado instante T

J = constante de tempo

W = velocidade angular

F = freqüência

Pi = 3,14


78

ANEXO 4. TRANSFORMADOR

São dispositivos que transformam tensão alternada (Vca), baixa

em alta ou vice versa.

PRINCIPIO DE FUNCIONAMENTO

Seus princípios básicos de funcionamento são três: indução

magnética, auto indução e indutância mútua.

CONSTITUIÇÃO

De modo geral são constituídos de 2 bobinas (usadas para

transferir energia de um circuito a outro) e núcleo.

PERDAS NOS TRANSFORMADORES

Ocorrem principalmente nos enrolamentos (perdas no cobre) e no

núcleo (reversão magnética, histerese, correntes de Foucault).

ENROLAMENTOS

Podem ser de três tipos: simples, múltiplos ou com derivações

(center type).

RELAÇÃO DE ESPIRAS Np > Ns transformador abaixador

Np < Ns transformador elevador

Np = Ns transformador de 1 para 1 (isolador)

TIPOS DE TRANSFORMADORES

Existem vários entre eles os: de alimentação, de áudio freqüência

(AF), de distribuição ,de potencial, de corrente ,de radio freqüência

(RF), de pulso, de freqüência intermediária (FI), de saída, de ignição,


79

flyback,, trifásicos, de força, isolação, autotransformador,

transformadores diferenciais de variação linear, etc.

- AUTOTRANSFORMADORES

Uma característica importante dele é o menor tamanho, para certa

potência, que um transformador. Isto não se deve apenas ao uso de

uma só bobina, mas ao fato da corrente de saída ser parte fornecida

pelo lado alimentada, parte induzida pelo campo, o que reduz este,

permitindo um núcleo menor, mais leve e mais barato. A

desvantagem é não ter isolação entre entrada e saída, limitando as

aplicações.

- TRANSFORMADORES DIFERENCIAIS DE VARIAÇÃO LINEAR

Também chamados de LVDTS, detectam deslocamento produzindo

uma voltagem induzida.

BANCO DE TRANSFORMADORES

É a associação de transformadores monofásicos de forma a formar

transformadores trifásicos.

RELAÇÃO DE FASE

É representado por um ponto em seu diagrama.

- Em fase: O sinal de entrada possui as mesmas características do

sinal de saída.

- Defasado: É quando o sinal de entrada esta crescendo e o sinal

de saída decrescendo.

CÓDIGO DE CORES

Infelizmente não existe um código de cores padrão para

transformadores.


80

SUBSTITUIÇÃO DE TRANSFORMADORES

Para um substituir um transformador por outro equivalente deve

se observar o seguinte: capacidade de corrente, tensão, tipo,

tamanho.

DEFEITOS EM TRANSFORMADORES

Defeito Sintoma Enrolamento aberto Não a tensão no secundário Curto entre espiras Aquece muito

FALHA DE ISOLAMENTO

Para detectar este defeito faça o seguinte: desligue todos os fios

do transformador, e com um ohmímetro (na escala mais alta) teste a

isolação de cada fio com a carcaça.

ASSOCIAÇÃO DE TRANSFORMADORES - Série: Soma-se as tensões e a corrente é a do transformador de

menor capacidade de corrente.

- Paralelo: Soma-se as correntes (atenção só associasse

transformadores em paralelo de tensões iguais).

PROPRIEDADES DE TRANSFORMADORES

O transformador abaixador possui no primário fio fino (corrente

baixa) e no secundário fio grosso (corrente alta).

FÓRMULAS Ep/Es = Np/Ns N% = (Ps / Pp) * 100

Ip/Is = Ns/Np Ps = Pp

Onde:

N... número de espiras P....primário S......secundário V..tensão

I.... corrente P... potência N%..eficiência


81

TRANSFORMADORES COMERCIAIS

Geralmente possuem primário com enrolamento center type

(tensões 110V / 220V) e secundário com enrolamento duplo (tensões

de 6V, 7V, 9V, 10V, 12V, 15V, 16V,18V, 24V,36V, entre outros.


82

ANEXO 5. DIODO

Dispositivo de 2 terminais, ânodo(A) e cátodo(K), próximo ao

terminal Cátodo uma faixa que o indica. Este dispositivo idealmente

permite a passagem de corrente de um lado (ânodo para cátodo) e

bloqueia do outro.

FUNCIONAMENTO DO DIODO

Quando polarizado diretamente funciona como uma chave

fechada, quando polarizado inversamente funciona como uma chave

aberta.

CONSTRUÇÃO DE DIODOS

Os diodos podem ser constituídos de dois tipos de materiais silício

ou germânio a diferença é que no diodo de silício a queda de tensão é

0,7V e enquanto no de germânio é de 0,3V.

POLARIZAÇÃO DE DIODOS

Direta: Acontece quando o positivo da fonte esta ligada no

terminal ânodo.

Reversa: Acontece quando o positivo da fonte esta ligada no

terminal cátodo.

ESPECIFICAÇÕES DOS DIODOS

São especificados por:

Idm: corrente direta máxima

Ir: corrente reversa máxima

Vbr: tensão reversa máxima

Pdm: potência direta máxima


83

MODELOS DE DIODO

Existem 3 modelos que devem ser usados de acordo com a

precisão do circuito.

Ideal: É representado por uma chave que fecha quando

polarizada reversamente e abre quando reversamente.

Com queda de tensão: É a chave com uma bateria em série.

Real: Com chave bateria e resistor, todos ligados em série.

DIODO ZENER

No sentido direto funciona como um diodo normal, mas no sentido

inverso como se fosse uma bateria (de tensão Vz), no entanto isso só

ocorre quando respeitado seus limites de corrente.

- ESPECIFICAÇÕES DO DIODO ZENER Vd: tensão direta

Vz: tensão reversa (dada pelo fabricante)

Izmáx: corrente zener máxima

Izmin: corrente zener mínima

Pz: potência zener

FOTODIODO

Deve ser polarizado reversamente, quando estiver dessa forma e

houver incidência de luz sobre ele, é produzida uma corrente reversa

(Ir), proporcional a iluminação.

LED (DIODO EMISSOR DE LUZ)

O LED é um dispositivo de dois terminais chamados ânodo (A) e

cátodo (K), que emite luz quando polarizado diretamente, ou seja

quando o ânodo esta positivo em relação ao cátodo. A luz emitida por


84

um diodo pode ser verde, amarela, vermelha, azul, dependendo da

construção. Existem também led de luz infravermelha e laser. Os leds

devem ser protegidos com uma resistência em série que limite a

corrente que circula sobre ele.

CORES DO LED

Cor do diodo led Volts

Roxo 1,6V

Laranja 1,7V

Amarelo ou Verde 2,4V

TESTE DE DIODOS 1) Coloque o multiteste na escala de resistências (na menor);

2) Se o multiteste for analógico faça o ajuste de zero;

3) É importante lembrar que na maioria dos multímetros analógicos

ao se colocar a chave na posição para medição de resistência as

pontas ficam invertidas, ou seja, a vermelha que é a positiva, passa a

ser a negativa. E a preta que é a negativa passa a ser a positiva;

4) Encoste a ponta vermelha no ânodo e a preta no cátodo, a

resistência deve ser baixa;

5) Encoste a ponta preta no ânodo e a vermelha no cátodo, a

resistência deve ser alta;

6) Se por acaso a resistência medida for alta dos dois lados é porque

o diodo esta aberto e se for baixa em ambos os lados é porque esta

em curto;

7) Este teste não vale para foto diodos.


85

DIODOS COMERCIAIS

Alguns valores comerciais:

1N4001 50V 1A 1N4006 800V 1A

1N4002 100V 1A 1N4007 1000V 1A

1N4003 200V 1A 1N4008 12V 0.1A

1N4004 400V 1A 1N4009 35V 0.1A

1N4005 600V 1A 1N4011 1000V 0.5A


86

ANEXO 6. TRANSISTOR

Dispositivo de 3 terminais que pode funcionar como amplificador

ou como chave.

POLARIZAÇÃO

Pode ser de dois tipos PNP (conduz com negativo na base) ou NPN

(conduz com positivo na base).

BETA DO TRANSISTOR

É o seu fator de amplificação, da corrente de base (IB) IC=IB x β

Onde:

IC: corrente de coletor

IB: corrente de base

β: beta (ganho)

CONFIGURAÇÕES BÁSICAS

Existem 3 (BC, CC e EC) cada uma com suas vantagens e

desvantagens.

• Base Comum (BC)

- Baixa impedância(Z) de saida;

- Alta impedância(Z) de entrada;

- Não há defasagem entre o sinal de saída e o de entrada;

- Amplificação de corrente igual a um.

• COLETOR COMUM (CC)

- Alta impedância(Z) de saida;

- Baixa impedância(Z) de entrada;


87

- Não há defasagem entre o sinal de saída e o de entrada;

- Amplificação de tensão igual a um.

• EMISSOR COMUM (EC)

- Alta impedância(Z) de saída;

- Baixa impedância(Z) de entrada;

- Defasagem entre o sinal de saída e o de entrada de 180º;

- Amplificação de corrente de 10 a 100 vezes.

CORRENTE DE FUGA

Chamada ICO circula entre coletor e base com emissor aberto.

Chamada ICE circula entre coletor e emissor com base aberta.

TIPOS DE TRANSISTORES

Vejamos os mais importantes: FET (transistor de efeito de

campo), MOSFET(transistor de efeito de campo com metal oxido

semicondutor), UJT (transistor de unijunção), IGBT(transistor bipolar

de porta isolada).

CLASSIFICAÇÃO DE TRANSISTORES

São classificados como transistores de baixa, média e alta

potência.

INVÓLUCRO DOS TRANSISTORES

Devido ao calor produzido os transistores e outros componentes

são produzidos em diversos formatos (chamados invólucros ou

encapsulamento), para sua instalação em dissipadores de calor. Os

transistores usam os: SOT 37, SOT 3, TO 39, SOT 9, TO 3, SOT 18,

SOT 32, SOT 82, SOT 93, entre outros.

TABELAS DE TRANSISTORES


88

Apresentam as seguinte especificações:

Tipo: é o nome do transistor

Pol: polarização; N quer dizer NPN e P significa PNP.

VCEO: tensão entre coletor e emissor com a base aberta.

VCER: tensão entre coletor e emissor com resistor no emissor.

IC: corrente máxima do emissor.

PTOT: È a máxima potência que o transistor pode dissipar

Hfe: ganho (beta).

Ft: freqüência máxima.

Encapsulamento: A maneira como o fabricante encapsulou o

transistor nos fornece a identificação dos terminais.

ALGUNS TRANSISTORES COMERCIAIS

Tipo Pol VCEO

(V)

Ic

(mA)

Pot (mW)

Hfe a

Ic(mA)

Vce (sat -V)

Aplicações

BC107 NPN 45 100 300 110-500 2 200 AF/ uso geral


BC109 NPN 20 100 300 200-800 100 200 AF/ baixo ruído

BC327 PNP 45 500 800 100-600 100 700 AF/ até 1W

BC328 PNP 25 500 800 100-600 100 700 AF/ até 1W

BC337 NPN 45 500 800 100-600 100 700 AF/ complementar

BC328

BC338 NPN 25 500 800 100-600 100 700 AF/ até 3 W

BC368 NPN 20 1000 800 85-375 500 500 AF/ complementar

BC368

BC369 PNP 20 1000 800 85-365 500 500 AF/ uso geral



AF = usado na faixa de freqüência de áudio.

TESTE DE TRANSISTOR FORA DO CIRCUITO

- Coloque o multímetro na escala mais baixa de resistência


89

- Faça o ajuste de zero do instrumento e faça as seguintes

medições de resistência: RBE, RBC,RCE

As medidas devem ter os seguintes resultados para transistores

em bom estado:

Terminais resistência

direta

Resistência

inversa

Coletor-emissor Alta Alta

Base-emissor Alta Alta

Base-coletor Baixa Alta

As resistência altas devem ser superior a 1 mega e as baixas

inferior a 1000 ohms.

NO CIRCUITO

- Ligue o equipamento;

- Coloque o voltímetro na posição DC;

- Coloque a ponta de prova preta no terra e com a vermelha

meça cada um dos terminais do transistor;

- Caso esteja bom você vai obter o seguinte resultado: VC >

VB > VE (tensão de coletor maior que a tensão de base que

devera ser maior que a tensão de emissor.


90

ANEXO 7. SIMBOLOGIA E NOMENCLATURA DOS DISPOSITIVOS SEMICONDUTORES

SIMBOLOGIA GERAL DOS SEMICONDUTORES


91

CÓDIGOS DE IDENTIFICAÇÃO NORMALIZADOS DE

COMPONENTES ELETRÔNICOS

Os códigos identificação de componentes eletrônicos, têm por

objetivo identificar de forma fácil e unificada cada um dos dispositivos

utilizados em circuitos eletrônicos existentes no mercado.

Os principais códigos normalizados são:

- PROELECTRON

- JEDEC

- JIS


92

O sistema Proelectron se utiliza principalmente na Europa,

enquanto o JEDEC é utilizado pelos fabricantes norte-americanos e o

JIS pelos fabricantes japoneses. Existem também algumas normas

antigas que serão vistas muito superficialmente, vem sendo

utilizadas.

PROELECTRON

Este sistema é principalmente usado na Europa. O componente

eletrônico é designado de dois modos: comercial ou profissional. Isto

é, de acordo com o tipo de aplicação para o qual será dado.

- Duas letras + seqüência alfanumérica da série (aplicações

comerciais).

- Três letras + seqüência alfanumérica de série (aplicações

profissionais).

A primeira letra indica o tipo material:

A: Material com largura de faixa proibida de 0.6 a 1.0 eV, como o Ge.

B: Material com largura de faixa proibida de 1.0 a 1.3 eV, como o Si.

C: Material com largura de faixa proibida maior que 1.3 eV, como o

NaAs.

D: Material com largura de faixa proibida menor que 0.6 eV, como o

InSb.

E: Material composto como o utilizado em gerador por efeito Hall e

fotosensores.

A segunda letra indica a aplicação principal e construção, isto

é feito para uma maior diferenciação.


93

A: Diodo de detecção, de comutação, misturador.

B: Diodo de sintonia (capacidade variável).

C: Transistor para aplicações em áudio (Rthj-a> 15 K/W).

D: Transistor de poder para aplicaçõees auditivas (Rthj-a&le 15 K/W).

E: Diodo Túnel.

F: Transistor para aplicações de alta freqüência (Rthj-a> 15 K/W);

G: Multichips, etc.;

H: Sonda por efeito Hall;

K: Gerador Hall em circuito magnético aberto;

L: Transistor de potência para aplicações em alta freqüência (Rthj-a&le

15 K/W).

M: Modulador ou multiplicador Hall;

N: Optoacoplador;

P: Componente sensível à radiação (por exemplo fotodiodo);

Q: Componente emissor de radiação (por exemplo: LED);

R: Componente de Controle ou de comutação com disparo elétrico ou

por incidência de luz que possui uma característica de ruptura (Rthj-a

> 15 K/W), por exemplo tiristor;

S: Transistor para aplicações de comutação (Rthj-a > 15 K/W);

T: Componente de controle ou de comutação com disparo elétrico ou

por incidência de luz possuindo uma característica de ruptura (Rthj-

a&le 15 K/W), por exemplo tiristor.

U: Transistor de potência para aplicações em comutação (Rthj-a&le 15

K/W).

X: Diodos múltiplos: varistor, recuperação " step recovery".

Y: Retificador de diodo, diodo de potência, proteção "de diodo".

Z: Diodo Estabilizador de tensão (Zener).

A terceira letra é utilizada para determinar o tipo de componente, e

pode ser: Z, E, ou X.


94

A seqüência alfanumérica que segue às letras é para identificar

o componente.

Alguns componentes incorporam outros códigos alfanuméricos,

como um sufixo, que nos dá certa informação adicional.

Podemos destacar os seguintes componentes:

a) Diodo Zener:

Uma letra seguida pela tensão zener ou de quebra deste diodo (a

letra V atua como virgula decimal, se a tensão que estabiliza não é

um número inteiro) e onde é apropriado, a letra R (polaridade

inversa). A primeira letra indica a tolerância nominal relativa à tensão

de trabalho em %.

A: 1%

B: 2%

C: 5%

D: 10%

E: 15%

b) Diodo retificador:

Um número e onde seja apropriada, a letra R (polaridade inversa).

O número geralmente indica a tensão reversa de pico máximo

repetitivo.

Para a designação dos diodos de pequenos sinais profissionais, o

código de cores é também usado. A combinação inicial de letras é

designada pela cor do corpo do diodo, enquanto são deduzidas as

figuras da sucessão alfanumérica que continua às letras de faixas de

cor impressas no diodo. O cátodo é indicado pela faixa mais larga e

corresponde dita faixa a primeira cifra. A seguir é mostrado dois

quadros da correspondência entre as letras e cifras com cores.


95

Tabela 1

LETRAS INICIAIS COR CORRESPONDENTE

BAV VERDE

BAW AZUL

BAX PRETO

Tabela 2

CIFRA COR DA FAIXA

0 PRETO

1 MARROM

2 VERMELHO

3 LARANJADO

4 AMARELO

5 VERDE

6 AZUL

7 VIOLETA

8 CINZA

9 BRANCO

Exemplos:

BC547B

B: Silício

C: Transistor para aplicações auditivas (Rthj-para> 15 K/W).

547 B: Sucessão alfanumérica de série.

AAZ15

A: Germânio

A: Diodo de comutação

Z: Uso o profissional

15: Sucessão alfanumérica de série


96

BZY96C3V9R

B: Silício

Z: Diodo Zener

Y: Uso profissional

96: Sucessão alfanumérica de série

C: Tolerância de 5% sobre a tensão nominal que estabiliza

3V9: Tensão nominal 3,9 V.

R: Polaridade inversa

JEDEC

Este sistema é principalmente usado pelos fabricantes americanos.

É definido pela norma EIA RS-236-B, de junho de 1963. O código de

referência é apresentado basicamente como:

Um número + N + Sucessão alfanumérica de série

A cifra indica o número de junções do componente (1 para o

diodo, 2 para o transistor).

A letra N indica que o material usado é o silício.

Para a designação dos diodos, também existe uma forma

através de faixas de cores. Neste caso, a primeira cifra seguida pela

letra N não há correspondência com informação visual. A sucessão

alfanumérica que segue a letra N é codificada por um sistema de

faixas de cores com arranjo para as normas seguintes:

Sucessão de duas cifras: uma faixa preta seguida por duas faixas

representam uma cifra cada uma de acordo com o Tabela 3. Se existe

uma letra como sufixo, È codificado com uma quarta faixa de acordo

com a Tabela 3.


97

Tabela 3

Cifra Cor Letra

0 PRETO -

1 MARROM A

2 VERMELHO B

3 LARANJADO C

4 AMARELO D

5 VERDE E

6 AZUL F

7 VIOLETA G

8 CINZA H

9 BRANCO J

Seqüência de Três Cifras: três faixas representando uma cifra cada

uma segundo a Tabela 3. Se existe uma letra como sufixo, se codifica

com uma quarta faixa segundo a Tabela 3.

Seqüência de Quatro Cifras: quatro faixas representando uma cifra

segundo a Tabela 3. Se existe uma letra como sufixo, se codifica com

uma quinta faixa segundo a Tabela 3.

Para a identificação do cátodo se utiliza na maioria dos casos

uma faixa de largura dupla como a primeira cifra mais próxima a este

terminal. Em outros casos, o grupo de faixas se agrupa claramente

ao cátodo, tendo que ser lidas desde o cátodo ao ânodo.

Exemplo:

2N5965

2: Duas junções, é dizer, um transistor.

N: Silício.

5965: Seqüência alfanumérica de série.


98

JIS

Este sistema é utilizado pelos fabricantes japoneses (JIS -

Japanese Industrial Standards). Possui um código de nomenclatura

do tipo para transistores o qual consta basicamente de duas partes:

2S + seqüência alfanumérica de série

NORMAS ANTIGAS

Existem uma serie de normas obsoletas na atualidade, mais no

entanto estão presentes no mercado, como o sistema CV britânico ou

a norma européia antiga. Esta última é a mais importante. Seu

código de denominação de tipo consiste em:

Dois ou três letras + Seqüência numérica de série

A primeiras letra é O (dispositivo semicondutor). A segunda e a

terceira letras fazem referência a classe que pertence:

A: Diodo semicondutor

AP: Fotodiodo

AZ: Diodo Zener

OC, OD: Transistor

Exemplo:

OA90

O: Dispositivo semicondutor

A: Diodo semicondutor

90: Seqüência numérica de serie

Manual de LaboratórioMANUAL DE USO DOS LABORATÓRIOS - DEEL 2 2. NORMAS DE USO Todas as normas a...

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