14_b_Aula_Uso do Osciloscópio

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Laboratório de Circuitos Elétricos I 
 
 
CIRCUITO DE PRIMEIRA ORDEM 
ROTEIRO PARA USO DO OSCILOSCÓPIO 
 
Material Complementar da Prática 14 
 
Solução do Circuito de Primeira Ordem: 
 
Inicialmente, com a chave fechada, o capacitor vai ser carregado com a tensão da fonte (𝑉𝑓𝑜𝑛𝑡𝑒 = 5𝑉). Quando 
se abre a chave, temos um circuito RC, no qual o capacitor vai ser descarregado. 
 
A solução do circuito de primeira ordem que está no roteiro é: 
 
𝑣𝑐 𝑡 = 𝑉𝑓𝑜𝑛𝑡𝑒 . 𝑒
−
𝑡
𝜏 com 𝜏 = 𝑅𝐶 
 
Em que 𝜏 é a constante de tempo (em segundos). 
 
Em uma constante de tempo, o capacitor (em processo de descarga) possuirá 37% da tensão inicial (𝑉𝑓𝑜𝑛𝑡𝑒 =
5𝑉): 
𝑣𝑐 𝜏 = 𝑉𝑓𝑜𝑛𝑡𝑒 . 𝑒
−
𝜏
𝜏 = 5. 𝑒−1 = 5. 0,368 = 1,84 𝑉 
 
 
Manual do Osciloscópio 
 
Passo 1: As principais Funções do Osciloscópio (a serem usadas nessa prática) são apresentadas na Figura 1. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Figura 1 - Funções usadas 
 
 
 A tensão de referência deve ser ajustada em zero conforme a Figura 2. 
 
 
Figura 2 - Tensão de Referência Ajustada em Zero 
 
 
Passo 2: Após a montagem do circuito, conecte a ponteira no capacitor. O aluno deve tomar cuidado com a 
ponteira, porque é muito cara e dispomos de poucas unidades. A "ponteira" é o terminal positivo e o 
"terminal jacaré" é o negativo. 
 
Passo 3: Ligue a fonte e em seguida ligue o osciloscópio (botão à esquerda na parte inferior). 
 
Certifique-se que o botão (Run/Stop) esteja verde, vide Figura 3. Se não estiver, basta apertar o botão. 
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Figura 3 - Botões Run/Stop e Single 
 
 
Passo 4: Se necessário: 
 
4.1) Desligue os cursores: aperte o botão "cursor" para desligar os cursores. 
 
4.2) Zere o tempo de retardo: aperte o botão giratório indicado na Figura 1 e gire para zerar o tempo de 
retardo. 
 
4.3) Zere a tensão de referência (vide Figura 2). 
 
4.4) Ajustar o nível (T) na linha amarela: isso garante a indicação correta do valor de tensão. 
 
Passo 5: Ajustes Iniciais 
 
5.1) Aperte o botão "Trigger" (indicado na Figura 1) 
5.2) Selecione Mode Coupling --> DC (Botão Mode Coupling). 
5.3) Tipo de Disparo: Borda 
5.4) Tipo de Inclinação: Descida 
 
Passo 6: Ajuste da escala de Volts/divisão (Vertical Canal 1): 
 
6.1) O número de Volts/divisão vertical deve ser ajustado pelo botão giratório indicado na Figura 1. 
6.2) Exemplo: Se quero medir 5 Volts, posso escolher 2 Volts/divisão. Cada quadradinho na vertical equivale à 
2 volts. Nesse caso, dois quadradinhos e meio equivale à 5,0Volts. 
 
 
Passo 7: Ajuste da escala de Tempo 
 
7.1) Utiliza-se o botão giratório Horizontal (vide Figura 1) para o ajuste da escala. 
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7.2) Considere que o circuito RC possui uma constante de tempo de 5ms. Suponha que o capacitor demora 5 
constantes de tempo para descarregar. 
 
 
7.3) Uma escala de 5ms é adequada para analisar o transitório: cada quadradinho (horizontal) equivale à 5ms 
segundos. Assim serão necessários cinco quadradinhos para o capacitor descarregar por completo. 
 
7.4) A Tabela 1 apresenta alguns ajustes de escala de tempo: 
 
Tabela 1: Ajuste Volts/divisão 
Constante de Tempo 𝜏 Volts/divisão 
 
0,84 ms 1ms/divisão 
5,04 ms 5 ms/divisão 
0,42 ms 500 µs/divisão 
 
 
 
Passo 8: Ajuste do Nível: 
 
8.1) Aperte o botão "Trigger", indicado na Figura 4. 
8.3) Com o botão giratório "Nível", ajuste a linha horizontal um pouco abaixo (porque é transitório de 
descarga), vide Figura 5. 
 
 
Figura 4 - Ajuste do Nível 
 
 
 
 
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Figura 5 - Ajuste do Nível - Borda de Descida 
 
Passo 9: Avaliação do Transitório: 
 
9.1) Dica para o fechamento da chave (montagem do circuito): os contatos da chave devem estar apenas 
encostados. Isto facilita a abertura e evita que uma forma de onda deformada apareça no momento da abertura 
da chave. 
9.2) Aperte o Botão Single (Figura 3). Antes porém certifique-se que o botão "Run/Stop" esteja verde. 
9.2) Abra a chave 
9.3) Pode ocorrer que uma tentativa de abertura da chave não seja suficiente para capturar o transitório de 
descarga. Nesse caso, repita o Passo 9 até que se consiga capturar o transitório de descarga. 
 
Passo 10: Obtenção da Constante de Tempo 
 
10.1) Conforme apresentado na Figura 1, aperte "Cursores" para ativação dos cursores na tela. Serão 
apresentadas 4 linhas: duas verticais (Y1 e Y2) e duas horizontais (X1 e X2). 
10.2) Aperte o botão giratório "Cursores" para selecionar cada um dos cursores de cada vez na seguinte ordem: 
 
 1º X1: ajustado no início da descarga; 
 2º Y1: ajustado na reta de tensão; 
 3º Y2: ajustado na posição vertical correspondente à 0,36*Vfonte. 
 Equivalente a uma constante de tempo. 
 4º X2: ajustado na interseção com Y2. 
 
10.3) Estando tudo certo, a indicação Δ𝑥 à direita da tela será aproximadamente a constante de tempo do 
circuito RC. 
 
Figura 6 - Ajuste dos Cursores 
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A Figura 7 apresenta os cursores ajustados para determinado conjunto de parâmetros. Conforme é possível 
observar, a constante de tempo foi estimada em 390µs = 0,39 ms. 
 
 
Figura 7 - Ajuste dos Cursores- Osciloscópio