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1 UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARÁ FACULDADE DE ENGENHARIA ELÉTRICA CAMPUS TUCURUÍ EXPERIMENTO 2- Amplificador Operacional Não-Inversor Kennedy E. Borges Luz - 2015339400 Naldson S. de Freitas- 201433940033 Wendria C. da Silva - 201533940019 Tucuruí-PA 2017 2 Kennedy E. Borges Luz - 2015339400 Naldson S. de Freitas- 201433940033 Wendria C. da Silva - 201533940019 EXPERIMENTO 2- Amplificador Operacional Não-Inversor Relatório apresentado como método avaliativo na disciplina de Laboratório de Eletrônica Analógica I do curso de Engenharia Elétrica, Ministrada pelo Profº. Dr.: Ewerton R. Granhen. Tucuruí-PA 2017 3 SUMÁRIO 1. ABORDAGEM TEÓRICA......................................................................................................4 1.1 Amplificador Operacional.................................................................................................4 1.2 Amplificador Operacional Inversor.......................................................................................4 2. AMOSTRA PRÁTICA.......................................................................................................... 5 2.1 Esquema do Circuito.........................................................................................................5 2.2 Materiais utilizados............................................................................................................5 2.3 Procedimentos experimentais...........................................................................................5 3. RESULTADOS OBTIDOS......................................................................................................8 4. CONCLUSÃO.........................................................................................................................12 5. BIBLIOGRAFIA.....................................................................................................................13 4 1- ABORDAGEM TEÓRICA 1.1- Amplificador Operacional O amplificador operacional teve sua criação influenciada pelo surgimento dos computadores analógicos em 1940, é um circuito integrado projetado para trabalhar com tensão contínua e alternada, sendo capaz de realizar operações matemáticas. É possível encontrar aplicação dos amplificadores em diversas áreas; como por exemplo, na indústria, telecomunicações e bioeletrônica. Tem como principais características: possibilidade de operar como amplificador diferencial, baixa impedância de saída, alta impedância de entrada e alto ganho. 1.2- Amplificador Operacional Não-Inversor Nesta configuração o sinal de excitação é aplicado na entrada não inversora do AmpOp. Logo, o sinal de saída tem a mesma polaridade do sinal de entrada e a tensão Vin aplicada na entrada não inversora será a mesma tensão na entrada inversora devido ao curto virtual. Algumas das características dessa configuração consiste em ele ter alta resistência de entrada, baixa resistência de saída e ganho de tensão igual ou maior que 1. Figura 1- Configuração Não-Inversora Aplicando a Lei de Kirchhoff das correntes (LKC) ao nó R1/R2/2 (terminal inversor), temos que: ⇒ 5 Como há um curto-circuito virtual entre o terminal positivo e o negativo, . Logo: ⇒ Nota-se pelos sinais que não haverá defasagem da saída em relação à entrada, como ocorre na configuração inversora. 2- AMOSTRA PRÁTICA 2.1- Esquema do Circuito Figura 2- Configuração Inversora para montagem 2.2- Materiais Utilizados Componentes: Equipamentos: -Resistores: -2 fontes de tensão DC; dois de 10kΩ, um de 27kΩ, -Osciloscópio; um de 39kΩ, um de 47kΩ, -Gerador de funções; um de 82kΩ. -Amperímetro. -Um amp op CI 741. 2.3 - Procedimentos experimentais 1ª Etapa: Ajuste do Osciloscópio 6 Ajustar o osciloscópio manualmente para obter uma melhor visualização do sinal. Ou utilizar botão Auto Set, este ajusta automaticamente os controles do osciloscópio de modo que produzam uma exibição utilizável dos sinais de entrada. Verifique se o acoplamento está em CA. 2ª Etapa: Ajuste do Gerador de Função Alimentar a placa e ajustar a tensão de saída do gerador em 1Vp. Ajustar a frequência entre 2 kHz – 5 kHz. 3ª Etapa: Ajuste de tensão da fonte DC Medir com multímetro a tensão de saída. Verificar os níveis de +/- 15 Vcc. 4ª Etapa: Medir o valor de pico da tensão de saída: O valor de pico medido através do osciloscópio foi de Calcular o Ganho de Tensão (Av) Após realizar a medida de vo e vi, é possível calcular o ganho através de: Compare os dois sinais. Cite a diferença entre eles. 5ª Etapa: Manter nível de entrada em 1 Vp, modificar o valor do resistor Rb e coletar as informações pedidas na tabela abaixo. 7 Tabela 1: Valores medidos e calculados na prática Figura 3 - CI741 AmpOp Nominal Medido Teórico Prático Rb KΩ Ra KΩ Rb KΩ Ra KΩ Vo (Vpp) Vi (Vpp) 22 KΩ 10 KΩ 21,7 KΩ 9,9 KΩ 6,44 V 2,04 V 3,19 3,16 51 KΩ 10 KΩ 50,9 KΩ 9,9 KΩ 12,3 V 2,04 V 6,14 6,03 82 KΩ 10 KΩ 80,9 KΩ 9,9 KΩ 18,4 V 2,04 V 9,17 9,02 8 3- RESULTADOS OBTIDOS Comparando V0 x Vi, com Ra = 10 kΩ e Rb = 10 kΩ Foto 1- Comparando (V0xVi) Analisando o resultado da experiência demonstrado acima, é possível perceber que o AmpOp não-inversor nos da um sinal sem qualquer defasagem e a polaridade da entrada se conserva na saída, como era esperando para esta configuração, mudando apenas a sua amplitude. Legenda: CH1 mostra saída. CH2 mostra entrada. 9 Protoboard montada Foto 2- Circuito Não-Inversor Montado Saída para Rb = 10 kΩ Foto 3- Saída no Osciloscópio para Rb = 10 kΩ 10 Saída para Rb = 22 kΩ Foto 4- Saída no Osciloscópio para Rb = 22 kΩ Saída para Rb = 51 kΩ Foto 5- Saída no Osciloscópio para Rb = 51 kΩ 11 Saída para Rb = 82 kΩ Foto 6- Saída no Osciloscópio para Rb = 82 kΩ 12 4- CONCLUSÃO Com os resultados experimentais foi possível observar todas as características esperadas, pois a tensão de saída nesta configuração não apresentou inversão de polaridade, ou defasagem de 180º. A tensão de saída foi proporcional à tensão de entrada, o ganho para as resistências usadas foi sempre maior que 1. A precisão do amplificador será de +/- 10%, uma vez que utilizamos resistores de +/- 5%. Abaixo será apresentada uma tabela com a comparação e erro dos resultados. Tabela 2: Erro em relação aos ganhos. Rb (Nominal) KΩ A (Teórico) A (Prático) Erro 22 KΩ 3,19 3,16 0.0094 51 KΩ 6,14 6,03 0.0179 82 KΩ 9,17 9,02 0.0164 13 5- BIBLIOGRAFIA Sedra, Adel S.; SEDRA/SMITH, Kenneth C. Smith, Microeletrônica, 4ª Edição. São Paulo: Makron Books. ALEXANDER, Charles K.; SADIKU, Matthew N. O. Fundamentos de Circuitos Elétricos, 5ª Edição. Porto Alegre: AMGH, 2013.
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