10° Relatório de Experimental II - Osciloscópio (1)

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE CAMPINA GRANDE
CAMPUS CAMPINA GRANDE
CENTRO DE CIÊNCIA E TECNOLOGIA – CCT
UNIDADE ACADÊMICA DE FÍSICA
FÍSICA EXPERIMENTAL II – TURMA 05
PROFESSOR: LAERSON DUARTE DA SILVA
OSCILOSCÓPIO
Alunos: 
Fabrício de Melo Gomes - 120110343
Thiago Lucena Dias – 119110065
Wesley Oliveira de Andrade – 119110563
CAMPINA GRANDE – PB 
27/08/2021
1. INTRODUÇÃO
1.1. Objetivo
A partir dos procedimentos realizados neste relatório, têm-se como objetivos do mesmo:
· Familiarizar-se com o manuseio e ajuste dos controles de um osciloscópio;
· Conhecer o princípio físico de funcionamento de um osciloscópio e utilizá-lo para medir tensão, período e frequência;
· Determinar as características de um sinal ondulatório.
1.2. Materiais utilizados
Os materiais utilizados para a realização do experimento foram:
· Osciloscópio digital;
· Gerador de funções, ondas senoidais, triangulares e quadradas;
· Pontas de provas para o osciloscópio e o gerador de funções;
· Papel com plugs de conexão e cabos de ligação.
2. PROCEDIMENTOS EXPERIMENTAIS
Para realização do procedimento, liga-se o gerador de sinal senoidal, em seguida manipula-se o controle de saída para uma posição desejada. Com um multímetro, mede-se a tensão de saída do gerador de sinal.
Em sequência o osciloscópio deve ser ligado, a saída do gerador de sinal e a entrada vertical do osciloscópio devem ser conectadas. Meça a tensão de pico, tensão de pico a pico fazendo a conversão para tensão eficaz. O processo deve ser repetido para onda quadrada e triangular.
Em seguida, aplique a forma de onda a entrada vertical do osciloscópio. Se possível ajuste os controles para o aparecimento de três ciclos (com posicionamento adequado do controle de base de tempo). Mede-se a largura da forma de onda central e anote a distância. Anota-se também a posição da chave tempo/div e volt/div. Determina-se o período e a frequência do sinal.
3. RESULTADOS E DISCUSSÕES
3.1. Cálculo de tensão
Tabela 1: tabela dos valores de tensão encontrados a partir do osciloscópio para os diferentes sinais de onda.
	Sinal
	VOLT/DIV
(CH1)
	Nº DIV (YP)
	VP
(VOLTS)
	Nº DIV (YPP)
	VPP (VOLTS)
	VRMS
(VOLTS)
	VMEDIDO
(Multímetro)
	 (%)
	Senoidal
	1,0
	3
	3
	6
	6
	2,121
	2,20V
	3,39
	
	0,2
	4
	0,8
	8
	1,6
	0,566
	0,57V
	0,70
	Triangular
	1,0
	2
	2
	4
	4
	1,155
	1,16V
	0,43
	
	0,2
	6
	1,2
	12
	2,4
	0,693
	0,70V
	1,0
	Quadrada
	1,0
	2
	2
	4
	4
	2,0
	2,10V
	4,76
	
	0,2
	4
	0,8
	8
	1,6
	0,8
	0,90V
	11,1
3.2. Cálculo de período e frequência.
Tabela 2: tabela dos valores das frequências e períodos encontrados a partir do osciloscópio para os diferentes sinais de onda.
	Sinal
	TEMPO /DIV 
(M) 
	Largura de um ciclo 
(H) (No DIV) 
	Tempo de um ciclo (s) 
	Período do sinal - T(s) 
	Frequência (Hz) 
	 (%) 
	
	
	
	
	
	Prevista 
	Medida 
	
	Senoidal 1
	2,5ms
	2
	5ms
	0,005
	200
	200
	0
	Senoidal 2
	250µs
	2
	500µs
	0,0005
	2000
	2000
	0
	Triangular 1
	3ms
	2
	6ms
	0,006
	166,7
	166,7
	0
	Triangular 2
	6ms
	4
	24ms
	0,024
	41,7
	41,7
	0
	Quadrada 1
	100µs
	4
	400µs
	0,0004
	2500
	2500
	0
	Quadrada 2
	200µs
	4
	800µs
	0,0008
	1250
	1250
	0
Para a construção da tabela 1 os valores de pico (VP) foram encontrados pelo produto dos valores da primeira coluna (CH1) pelos da segunda coluna (YP). Os valores de pico a pico (VPP) foram encontrados pelo produto dos valores da primeira coluna pelos da quarta coluna. Os valores RMS (VRMS) foram determinados de acordo com o tipo de sinal apresentado. Se senoidal o valor RMS foi determinado pela equação , se triangular, pela equação e se quadrada .
Para a tabela 2, os valores do período T foram encontrados pelo produto dos valores da primeira coluna (M) pelos valores da segunda coluna (H) e todos ajustados no SI. Os valores das frequências foram encontrados pela equação .
4. CONCLUSÃO
Com esse experimento foi possível concluir que o osciloscópio é um instrumento bastante versátil e importante no estudo das correntes e tensões podendo nos fornecer valores de tensão, período e frequência das correntes com eficiência além do estudo dos seus sinais.
Nas apresentações das tabelas foi possível através de cálculos simples a obtenção de diversos parâmetros importante nesse experimento. Na 1ª tabela foi possível obter desvios percentuais baixos para o valor medido da tensão pelo multímetro nos sinais de onda senoidal e triangular, mas para a quadrada os desvios foram maiores. Já na 2ª tabela não foram anotados nenhum desvio quanto aos resultados de frequência esperados.
5. REFERÊNCIAS
NASCIMENTO, Pedro Luiz do; SILVA, Laerson Duarte da; GAMA, Marcos Jose de Almeida; CURI, Wilson Fadlo; GAMA, Alexandre Jose de Almeida; CALDAS, Anthony Josean C.. Laboratório de Óptica Eletricidade e Magnetismo Física Experimental II. Campina Grande, PB: Maxgraf Editora, 2019. 273 p.
6. ANEXOS (PREPARAÇÃO)
01. Além dos fenômenos relacionados no livro, mencione outros que não geram eletricidade, mas que podem ser medidos com um osciloscópio.
Entre os múltiplos usos do osciloscópio, podem-se destacar a manutenção de equipamentos eletrônicos, análise de funcionamento das unidades eletrônicas de controle dos automóveis, projetar circuitos de condicionamento de sinal para sistemas de instrumentação, equipamentos e sistemas biométricos, entre outros.
02. Quais são as mais importantes vantagens do osciloscópio sobre os aparelhos de medição tipo multímetro?
A vantagem apresentada pela utilização do osciloscópio, em relação aos aparelhos de medição tipo multímetro, consiste em que o osciloscópio torna visível o sinal e possibilita a análise de sua forma, fornecendo indicações do comportamento de uma tensão ou corrente ao longo do tempo. Assim, o sinal é mostrado sobre uma tela fosforescente, sendo, portanto, considerado um aperfeiçoamento do multímetro.
03. Um sinal senoidal de 250 Hz é aplicado à entrada vertical de um osciloscópio. Como se apresenta a imagem na tela de um Osciloscópio (com tela de 12 por 8 divisões) para uma frequência de varredura horizontal de 1k Hz.
04. Qual é a diferença entre o controle Volts/divisão e o controle tempo/divisão para o Osciloscópio?
O controle Volts/divisão, situado no eixo vertical do osciloscópio, permite a leitura da amplitude das tensões atuantes no sinal, bem como a sua ampliação ou atenuação. Já o controle tempo/divisão permite, situado no eixo horizontal do equipamento, proporciona a determinação de leituras de tempo (período, frequência do sinal), bem como a sua ampliação ou atenuação.
05. Se o sinal é do tipo V(t) = 20senwt, um período completo ocupa toda a tela (a tela do osciloscópio é idêntica à do item (1), e os controles de varredura vertical e horizontal estão em 5Volt/div e 2ms/div respectivamente. Pede-se: Valor da tensão de pico, a tensão de Pico a pico, a tensão eficaz (Vef = Vrms), o período e a frequência do sinal aplicado.
Se o osciloscópio em questão tem tela plana 12x8 divisões, e o período completo do sinal senoidal ocupa toda a tela, temos:
 e .
Logo:
06. Supondo que você esteja utilizando um osciloscópio de tela plana 12x8 divisões.
a) Complete a tabela abaixo, calculando conforme o caso: M (Tempo/div), CH1(Volt/div), X (nºdiv), Y (nºdiv), a tensão máxima (Vmáx), a tensão eficaz (Vrms), o período (T) e a frequência do sinal (f).
b) Mostre como seria visualizado na tela desse osciloscópio os sinais 1 e 2. 
	
	CH1(V/div)
	
	
	
	
	
	
	
	
	Sinal 1
(Senoidal)
	2
	4
	
	
	
	
	
	
	
	Sinal 2
(Triangular)
	
	2
	
	4
	
	
	4
	
	100
Cálculo de tensão: 
Vp = Yp x CH1
Vpp = Ypp x CH1
Cálculo Período(T) e frequência(f):
T = M x H
f = 1/T(s)
a) Os valores de , , , e , para o Sinal 1, são definidos como segue:
	
Os valores de , , , , e , para o Sinal 2, são definidos como segue:
Assim, os resultados obtidos podem ser resumidos na Tabela a seguir:
	
	CH1(V/div)
	
	
	
	
	
	
	
	
	Sinal 1
(Senoidal)
	2
	4
	
	4
	8
	16
	5,66
	
	500
	Sinal 2
(Triangular)
	4
	2
	
	4
	5,66
	11,32
	4
	
	100
b) 
2