Prévia do material em texto
Bancada de Medidas Elétricas DESCRIÇÃO DO LABORATÓRIO PROCEDIMENTOS 1. COMPREENDENDO O FUNCIONAMENTO DO EXPERIMENTO Explore a tela inicial do experimento observando as funções de cada ferramenta disponível. Mude a visualização das câmeras, consulte o esquemático. 2. REALIZANDO A MONTAGEM DO CIRCUITO Visualize o esquemático 1 e monte o circuito seguindo-o. Atente-se ao posicionamento dos fios e nomenclatura dos instrumentos de medição. Observe também à forma que os instrumentos de medição são conectados. A polaridade deve ser a mesma utilizada no esquemático. 3. FUNCIONAMENTO DO EXPERIMENTO Após a montagem do circuito, teste o funcionamento do experimento. Acione o circuito montado. Caso o circuito esteja condizente com o esquemático, é preciso ajustá-lo. 4. VISUALIZANDO OS INSTRUMENTOS DE MEDIÇÃO Além de conectar os equipamentos da forma adequada, você deve saber adquirir os valores dos instrumentos corretamente. Sempre que quiser obter uma medida de um instrumento analógico, é necessário utilizar o modo de câmera livre para um melhor ajuste do ponto de observação. EXPERIMENTO 1 Neste experimento, você vai utilizar os instrumentos de medição disponibilizados pela bancada para verificar alguns conceitos de circuitos elétricos que operam com corrente contínua. Você vai utilizar o voltímetro e o amperímetro, ambos analógicos, para acompanhar como a tensão e a corrente se comportam nos circuitos propostos pelos esquemáticos. 1. MONTAGEM E ANÁLISE DOS ESQUEMÁTICOS 1 E 2 Neste passo, você realizará a montagem do circuito utilizado no passo 3. Antes de energizar o circuito, é importante que você realize algumas análises teóricas para saber quais são os valores que devem ser exibidos nos instrumentos de medição. Utilizando o esquemático 1 como base. Depois, remova as conexões feitas para o esquemático 1 e realize a montagem do circuito presente no esquemático 2. 2. MONTAGEM E ANÁLISE DO ESQUEMÁTICO 4 Neste passo, você realizará a montagem do circuito utilizado no esquemático 4. Verifique se a montagem que você realizou condiz com o esquemático. Em seguida, utilize o botão “liga” para energizar o circuito. Para finalizar esta etapa, remova as conexões feitas. 3. MONTAGEM E ANÁLISE DO ESQUEMÁTICO 7 Após a montagem do circuito, teste o funcionamento do experimento. Acione o circuito montado. Caso o circuito esteja condizente com o esquemático, é preciso ajustá-lo. EXPERIMENTO 2 - DESAFIO 1. MONTAGEM E ANÁLISE DO ESQUEMÁTICO 13 Observe o esquemático 13, neste circuito não foi definido qual amperímetro será utilizado para medir a corrente do circuito. Monte o circuito do esquemático 13 utilizando o amperímetro selecionado. 1. MONTAGEM E ANÁLISE DO ESQUEMÁTICO 14 Observe o esquemático 14, neste circuito não foi definido qual amperímetro será utilizado para medir a corrente do circuito. Monte o circuito do esquemático 14 utilizando o amperímetro selecionado. TUTORIAL 1. COMPREENDENDO O FUNCIONAMENTO DO EXPERIMENTO Dos passos 1 ao 5 você vai aprender as principais interações que podem ser feitas durante a realização dos experimentos. Estes passos vão te fornecer as informações necessárias para que você utilize este laboratório virtual com facilidade, criando familiaridade com diversos instrumentos de medidas elétricas. A tela inicial do experimento pode ser observada na imagem abaixo. Você pode selecionar no canto superior esquerdo as opções de câmera, definindo o ponto de vista que você terá do experimento. Visualize as opções de navegação da câmera “Livre”. Na parte superior direita, é possível selecionar o painel de esquemáticos e o menu de opções, além das funções “Visualização clássica/didática” e “Remover todos os cabos”. Ao acessar os esquemáticos, é possível visualizar todos os diagramas que serão utilizados no experimento. Troque de circuito clicando com o botão esquerdo no botão destacado em vermelho na imagem abaixo. Feche o pop-up clicando com o botão esquerdo do mouse no “X”. Utilize o mouse e o botão de rolagem para alterar o ponto de visualização dentro da janela do esquemático. Realize uma conexão clicando com o botão esquerdo do mouse sobre o terminal de saída. Os terminais de entrada disponíveis para conexão serão destacados. Conecte os terminais clicando com o botão esquerdo do mouse sobre o terminal desejado. Remova um cabo clicando com o botão esquerdo do mouse sobre ele. Perceba que surgirá um pequeno “X” sobre o cabo ao passar o mouse sobre ele. Caso deseje bloquear a possibilidade de serem removidos sem intenção e diminuir a opacidade dos cabos para uma melhor visualização, utilize a função “Visualização didática” clicando com o botão esquerdo do mouse sobre o botão no canto superior direito da tela. 2. REALIZANDO A MONTAGEM DO CIRCUITO Clique no conector (IA*) do amperímetro com fundo de escala de 5 amperes (A1). Realize o procedimento de conexão entre o conector (IA) do amperímetro A1 com um dos terminais do resistor de 10 Ω. Conecte o outro terminal do resistor de 10 Ω com um dos conectores da Alimentação (-). Observe que o amperímetro e o resistor já foram conectados de acordo com o esquemático, sendo necessário agora conectar o voltímetro em paralelo com a carga utilizada. Fique sempre atento à forma que os instrumentos de medição são conectados. A polaridade deve ser a mesma utilizada no esquemático, então se o terminal de alimentação positivo (+) está indo para o terminal da esquerda do resistor, o terminal positivo do voltímetro (VA) deve ser conectado neste mesmo ponto Você deve ligar o conector (VA) com o terminal da esquerda do resistor de 10 Ω. Você deve ligar o conector (VB) com o terminal da direita do resistor de 10 Ω. 3. FUNCIONAMENTO DO EXPERIMENTO Entre as opções de visualização, uma delas é chamada de Acionamento. Nesta câmera você pode observar três botões, um botão de emergência (tipo cogumelo), um botão liga (verde) e um botão desliga (vermelho). Para que o circuito montado seja acionado, você deve pressionar o botão liga. Caso o circuito esteja realmente condizente com o esquemático, a alimentação será estabelecida normalmente, entretanto, se houver algum erro na montagem, vai ser exibida uma mensagem avisando que o “Circuito montado não condiz com o proposto pelo experimento”. Observe que quando você pressionar o botão liga, caso as conexões estejam corretas, no canto superior esquerdo da bancada um LED verde vai acender, indicando que a bancada está energizada. 4. VISUALIZANDO OS INSTRUMENTOS DE MEDIÇÃO Para que o circuito montado seja acionado, você deve pressionar o botão liga. Neste experimento, você pode realizar medições de tensão e corrente utilizando instrumentos analógicos. Para isso, além de conectar os equipamentos da forma adequada, você deve saber adquirir os valores dos instrumentos corretamente. A imagem abaixo exibe a medição realizada pelo amperímetro utilizado no circuito do esquemático 1. Como foi explicado no sumário teórico, o amperímetro e o voltímetro possuem formas adequadas de serem conectadas. Você deve lembrar que ao realizar medições em uma carga, o amperímetro é conectado em série com a carga e o voltímetro é conectado em paralelo com a carga. EXPERIMENTO 1 Neste experimento, você vai utilizar os instrumentos de medição disponibilizados pela bancada para verificar alguns conceitos de circuitos elétricos que operam com corrente contínua. Você vai utilizar o voltímetro e o amperímetro, ambos analógicos, para acompanhar como a tensão e a corrente se comportam nos circuitos propostos pelos esquemáticos. 1. MONTAGEM E ANÁLISE DO ESQUEMÁTICO 1 Neste passo, você vairealizar a montagem do circuito utilizado no Passo 3. O esquemático desse circuito e sua montagem podem ser observados na imagem abaixo. Verifique se a montagem que você realizou condiz com o esquemático e com a imagem acima. Antes de energizar o circuito, é importante que você realize algumas análises teóricas para saber quais são os valores que devem ser exibidos nos instrumentos de medição. Importante: Os valores encontrados teoricamente devem ser condizentes com os valores exibidos nos instrumentos de medição. Lembre-se que os componentes deste laboratório virtual, assim como os componentes da versão física da bancada, possuem imprecisões devido a suas características construtivas e erros de leitura. Perceba que o valores entrados teoricamente e os valores obtidos neste laboratório virtual são condizentes com os valores de tensão e corrente que percorrem este circuito é possível fazer uma análise dos esquemáticos 2 e 3. Importante: Perceba que a única diferença entre os esquemáticos 1, 2 e 3 é o amperímetro. No esquemático 1 é utilizado o amperímetro com fundo de escala de 5 A (chamado de A1), no esquemático 2 é utilizado o amperímetro com fundo de escala de 1 A (chamado de A2) e no esquemático 3 é utilizado o amperímetro com fundo de escala de 500 mA (chamado de A3). Lembre-se que os instrumentos de medição não devem ser conectados a circuitos onde a grandeza que será medida possui um valor superior ao fundo de escala do equipamento. Remova as conexões feitas para o esquemático 1. Realize a montagem do circuito presente no esquemático 2. Na imagem abaixo é possível observar o circuito do esquemático 2 devidamente montado. Pressione o botão liga e observe os valores exibidos nos instrumentos de medição. Perceba que a deflexão do ponteiro do amperímetro A2 está além do seu fundo de escala. Pressione o botão de desliga para desenergizar o circuito. Perceba se você montar o circuito do esquemático 3 a deflexão do ponteiro de A3 também vai ultrapassar o fundo de escala do equipamento, por isso é indicado que você não realize a conexão deste circuito. Conclusão: Instrumentos de medição não devem ser utilizados fora de sua região de operação, por isso é essencial que você saiba previamente quais serão os valores das grandezas físicas relevantes ao experimento, permitindo que você escolha o instrumento de medição adequado para o caso analisado. 2. MONTAGEM E ANÁLISE DO ESQUEMÁTICO 4 Neste passo, você vai realizar a montagem do circuito utilizado no esquemático 4. A montagem desse circuito pode ser observada na imagem abaixo. Verifique se a montagem que você realizou condiz com o esquemático e com a imagem acima. Antes de energizar o circuito, é importante que você realize algumas análises teóricas para saber quais são os valores que devem ser exibidos nos instrumentos de medição. Importante: Os valores encontrados teoricamente, devem ser condizentes com os valores exibidos nos instrumentos de medição. Lembre-se que os componentes deste laboratório virtual, assim como os componentes da versão física da bancada, possuem imprecisões devido a suas características construtivas e erros de leitura. Importante: Perceba que a única diferença entre os esquemáticos 4, 5 e 6 é o amperímetro. No esquemático 4 é utilizado o amperímetro com fundo de escala de 5 A (chamado de A1), no esquemático 5 é utilizado o amperímetro com fundo de escala de 1 A (chamado de A2) e no esquemático 6 é utilizado o amperímetro com fundo de escala de 500 mA (chamado de A3). Lembre-se que os instrumentos de medição não devem ser conectados a circuitos onde a grandeza que será medida possui um valor superior ao fundo de escala do equipamento. Remova as conexões feitas para o esquemático 4. Perceba se você montar o circuito do esquemático 5, a deflexão do ponteiro de A2 não vai ultrapassar o fundo de escala, já no circuito do esquemático 6, a deflexão do ponteiro de A3 vai ultrapassar o fundo de escala do equipamento, por isso é indicado que você não realize a conexão deste circuito. Conclusão: Instrumentos de medição não devem ser utilizados fora de sua região de operação, por isso é essencial que você saiba previamente quais serão os valores das grandezas físicas relevantes ao experimento, permitindo que você escolha o instrumento de medição adequado para o caso analisado. 3. MONTAGEM E ANÁLISE DO ESQUEMÁTICO 7 Neste passo, você vai realizar a montagem do circuito utilizado no esquemático 7. A montagem desse circuito pode ser observada na imagem abaixo. Verifique se a montagem que você realizou condiz com o esquemático e com a imagem acima. Antes de energizar o circuito, é importante que você realize algumas análises teóricas para saber quais são os valores que devem ser exibidos nos instrumentos de medição. Importante: Os valores encontrados teoricamente, devem ser condizentes com os valores exibidos nos instrumentos de medição. Lembre-se que os componentes deste laboratório virtual, assim como os componentes da versão física da bancada, possuem imprecisões devido a suas características construtivas e erros de leitura. Utilize o botão liga para energizar o circuito. Perceba que o valores entrados teoricamente e os valores obtidos neste laboratório virtual são condizentes. Importante: Perceba que a única diferença entre os esquemáticos 7, 8 e 9 é o amperímetro. No esquemático 7 é utilizado o amperímetro com fundo de escala de 5 A (chamado de A1), no esquemático 8 é utilizado o amperímetro com fundo de escala de 1 A (chamado de A2) e no esquemático 9 é utilizado o amperímetro com fundo de escala de 500 mA (chamado de A3). Lembre-se que os instrumentos de medição não devem ser conectados a circuitos onde a grandeza que será medida possui um valor superior ao fundo de escala do equipamento. Remova as conexões feitas no esquemático 7. Conclusão: Quando você possui mais de um equipamento que pode ser utilizado para realizar medições, o critério para escolher entre as opções disponíveis deve ser definido pelo usuário. Caso você queira uma medida com maior precisão, leve em conta a classe de precisão do instrumento para fazer sua escolha. EXPERIMENTO 2 Neste experimento, você vai utilizar os instrumentos de medição disponibilizados pela bancada para verificar a relação entre a tensão e a corrente em um componente resistivo. Você vai utilizar as medidas obtidas no voltímetro e o amperímetro, ambos analógicos, para construir um gráfico que relaciona essas grandezas físicas. Monte o circuito do esquemático 13 e 14 utilizando o amperímetro selecionado. AVALIAÇÃO DOS RESULTADOS 1. Qual a corrente que percorre a carga nos esquemáticos 1, 4 e 7? 2. Qual a tensão na carga nos esquemáticos 1, 4 e 7? 3. Qual a potência da carga nos esquemáticos 1, 4 e 7? 4. Qual é o valor da corrente exibida no amperímetro nos esquemáticos 1, 4 e 7? 5. Qual o valor da tensão exibida no voltímetro nos esquemáticos 1, 4 e 7? 6. Qual é a potência na carga utilizando os valores obtidos nas suas medições nos esquemáticos 1, 4 e 7? 7. Com os dados obtidos no esquemático 1 e conhecendo as características dos componentes dos esquemáticos 2 e 3, caso você realize a montagem dos esquemáticos 2 e 3, vai ocorrer algum problema? Em caso afirmativo, qual? 8. Com os dados obtidos no esquemático 4 e conhecendo as características dos componentes dos esquemáticos 5 e 6, caso você realize a montagem dos esquemáticos 5 e 6, ocorrerá algum problema? Em caso afirmativo, qual? 9. Em relação ao esquemático 7, dos amperímetros disponíveis para realizar as medições do circuito analisado neste passo, qual deles vai fornecer o resultado mais preciso? Justifique. 10. Apresente a configuração dos esquemáticos 13 e 14. 11. Qual dos amperímetros possui maior precisão para realizar as medições de corrente no circuitodo esquemático 13 e 14? Justifique. 12. Utilize os dados da tabela acima para construir o gráfico entre tensão e corrente sobre o resistor de 30 Ω. 13. O gráfico construído possui comportamento linear? 14. Qual deve ser o coeficiente angular da reta deste gráfico?