Circ II Análise de um Sinal Alternado

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Faculdade Estácio de Curitiba 
Circuitos Elétricos II 
Análise de um Sinal Alternado 
 
Turma nº 3001- Quarta-Feira - Noite 
 
Este artigo descreve como identificar os parâmetros de um sinal senoidal variando a frequência de geração. 
 
I. INTRODUÇÃO 
 
Uma forma de onda de um sinal de tensão ou corrente 
alternada é aquela onde a intensidade e a polaridade altera-
se ao longo do tempo. 
A forma de onda periódica mais importante e de maior 
interesse é a alternada senoidal, porque a energia gerada 
nas usinas das concessionárias e a maioria dos 
equipamentos usam tensão e corrente alternadas senoidais. 
 
II. MATERIAIS 
 
1 Gerador de Sinais Minipa MFG-4202; 
1 Osciloscópio Tektronix TDS 100C-30EDU; 
1 ponta de prova para osciloscópio 100MHz 
 
III. CONCEITOS 
 
Para conhecermos corretamente um sinal de tensão e 
corrente alternada senoidal, precisamos estudar os 
parâmetros da forma de onda senoidal. 
 
As tensões elétricas alternadas ou são puramente senoidais, 
ou podem ser decompostas em uma série de componentes 
senoidais que compõem o chamado espectro de 
frequências do sinal, conhecido como harmônicos. Esta 
série de sinais é conhecida como Série de Fourier. 
 
 Desta forma, conhecermos o valor médio, o valor eficaz, o 
valor de pico, a frequência e a fase de uma senóide é muito 
importante para o estudo do comportamento energético das 
tensões elétricas. 
 
Ao conjunto de valores positivos e negativos de uma 
senóide chamamos de ciclo. 
 
 O Valor de Pico é a amplitude da forma de onda que 
corresponde ao máximo valor no eixo vertical. 
O máximo valor da tensão é a Tensão de Pico (Vp). 
 
 O Valor de Pico a Pico de tensão (Vpp) é o valor 
correspondente entre o pico superior Vp+ (amplitude 
máxima positiva) e o pico inferior Vp- (amplitude máxima 
negativa) e é exatamente o dobro do valor de pico numa 
forma de onda senoidal, pois esta é simétrica. 
 
O Período (T) é o tempo 
necessário para a 
ocorrência de um ciclo 
completo de uma 
função periódica, 
portanto, é o tempo 
necessário para a espira 
dar uma volta completa. 
A velocidade na qual os ciclos são produzidos é chamada 
frequência. É o número de ciclos por unidade de tempo (a 
cada segundo). 
𝑓 = 
1
𝑇
 
 
No Sistema Internacional (SI) a unidade da Frequência, 
ciclos por segundo, é chamada Hertz (Hz). Assim, um 
Hertz significa um ciclo completado em um segundo. 
 
IV. MONTAGEM 
 
Conectar a ponta de prova no canal 1 do Osciloscópio e no 
canal Out do Gerador de Sinais. 
 
Ajustar o gerador em uma frequência de 1kHz e medir os 
parâmetros no osciloscópio de uma forma gráfica. 
 
Em seguida ajustar o gerador para uma frequência de 2kHz 
e medir novamente os parâmetros de forma gráfica. 
 
V. ANDAMENTO DAS ATIVIDADES 
 
Conectamos o gerador de sinais no osciloscópio e 
ajustamos os parâmetros do gerador de sinais: 
 
 
 
 
 
No botão “WAVE” escolhemos a forma de sinal a ser 
gerado, sendo opção 1 para sinal senoidal, 2 para sinal 
quadrado e 3 para sinal triangular; 
Em seguida utilizamos o botão “RUN” para atualizar o 
sinal escolhido. 
No botão “RANGE” escolhemos a opção 3, que é utilizado 
para frequências até 1kHz . 
 
Com o potenciômetro FADJ 
regulamos a frequência até chegar 
em 1kHz aproximadamente com 
uma tensão Vpp de 2,5V e com o 
potenciômetro AADJ ajustamos a 
amplitude do sinal para facilitar a 
visualização no osciloscópio. 
 
Os ajustes do osciloscópio foram igualmente práticos e 
rápidos. 
 
 
Com o botão “AUTO SET” o osciloscópio ajusta o display 
para uma melhor resolução do sinal de entrada, facilitando 
a visualização do sinal. 
 
Com os botões “SCALE” e “POSITION” ajustamos o 
sinal para que ficasse simétrico com as linhas centrais do 
display. 
 
Com o botão “MEASURE” realizamos as medições do 
sinal senoidal do gerador. 
 
Obtivemos os seguintes valores: 
 
Vpp: 4,28V 
Vp+: 2,14V 
Vp-: 2,14V 
Frequência: 1,026kHz 
 
Em seguida, realizamos a medição de forma gráfica, 
apenas utilizando as escalas de tempo e de tensão 
fornecidas pelo display do osciloscópio. 
 
Cada divisão horizontal tinha um valor de 250µs, com isso 
calculamos o valor da frequência. O período completo do 
sinal estava contido em 4 escalas horizontais, desta forma 
a frequência gráfica foi calculada da seguinte maneira: 
 
𝑓 = 
1
𝑇
= 
1
4 ∗ 250 ∗ 10−6
 = 1000𝐻𝑧 
 
Cada divisão vertical tinha um valor de 1V, com isso 
calculamos o valor de Vpp. Os valores de pico superior e 
de pico inferior estavam contidos em duas escalas verticais 
completas e um pouco menos de 1 7⁄ da terceira escala. 
 
Desta forma, o valor de Vp+ e Vp- foi calculado da 
seguinte maneira: 
 
𝑉𝑝 = 2 ∗ 1𝑉 + 1𝑉 ∗ 1 7⁄ = 2,14𝑉 
 
Como Vpp é duas vezes o valor de Vp, chegamos ao valor 
de Vpp como sendo 4,28V. 
 
Realizamos novamente o experimento alterando a 
frequência para 2kHz. 
 
Os valores medidos pelo osciloscópio foram os seguintes: 
 
Vpp: 4,40V 
Vp+: 2,20V 
Vp-: 2,20V 
Frequência: 2,007kHz 
 
 
Cada divisão horizontal tinha um valor de 250µs, com isso 
calculamos o valor da frequência. O período completo do 
sinal estava contido em 2 escalas horizontais, desta forma 
a frequência gráfica foi calculada da seguinte maneira: 
 
𝑓 = 
1
𝑇
= 
1
2 ∗ 250 ∗ 10−6
 = 2000𝐻𝑧 
 
Cada divisão vertical tinha um valor de 1V, com isso 
calculamos o valor de Vpp. Os valores de pico superior e 
de pico inferior estavam contidos em duas escalas verticais 
completas e um pouco menos de 1 5⁄ da terceira escala. 
 
Desta forma, o valor de Vp+ e Vp- foi calculado da 
seguinte maneira: 
 
𝑉𝑝 = 2 ∗ 1𝑉 + 1𝑉 ∗ 1 5⁄ = 2,20𝑉 
 
Como Vpp é duas vezes o valor de Vp, chegamos ao valor 
de Vpp como sendo 4,40V. 
 
Por último desmontamos e guardamos os equipamentos e 
começamos a avaliar os resultados obtidos. 
 
VI. CONCLUSÃO 
 
Avaliando os valores de Vpp para as duas frequências, 
identificamos que independentemente da frequência 
aplicada, a amplitude do sinal não se altera. No nosso caso 
houve uma pequena variação devido aos ajustes manuais 
de escalas tanto no gerador quanto no osciloscópio. 
 
Porém, ao avaliar a frequência do sinal, quanto maior for 
seu valor, menor será seu período de ciclo. 
 
VII. REFERÊNCIAS 
 
https://www.electronica-
pt.com/images/fbfiles/files/Sinais_Senoidais_Tensao_e_C
orrente_Alternadas_CEFET_SC.pdf