Caracterização de Formas de Ondas

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO ABC

 CENTRO DE ENGENHARIA, MODELAGEM E CIÊNCIAS SOCIAIS APLICADAS

 Circuitos Elétricos I

 Caracterização de formas de ondas

Guilherme

Guilherme

Gabriel

Davi

Descrição do Experimento:

O experimento consistiu na utilização de um circuito simples, contendo apenas um resistor, para observar de forma mais detalhada algumas características da onda. Primeiramente, analisamos uma onda senoidal em diferentes valores de frequência e, posteriormente, uma onda quadrada em um único valor de frequência. Para isso, utilizamos quatro instrumentos de medição: um osciloscópio e três tipos diferentes de multímetros.

Desenvolvimento Teórico:

A tensão RMS de uma corrente alternada é o valor que equivale a uma potência dissipada por uma corrente contínua. Para valores senoidais esse valor é 1/√2 do seu valor máximo, portanto, podemos calculá-la: Vef = Vmáx/2. Para ondas não senoidais é necessário a utilização de cálculos mais complexos.  

Objetivos:

Medir os valores de tensão, frequência e período de diferentes formas de onda utilizando o osciloscópio e três tipos de multímetros digitais, comparando os valores teóricos com os encontrados nas medições. Além disso, buscou-se analisar e comparar as diferenças entre as medições feitas com os diferentes instrumentos.

Material Utilizado:

• Osciloscópio Digital modelo: Keysight Infinii Vision DSO-X 2024A e 1 ponta de prova 10x1;
• Multímetro digital de bancada modelo: Politerm POL-79;
• Multímetro digital portátil simples modelo: Minipa ET-2075B;
• Multímetro digital portátil True-rms modelo: Minipa ET-2510;
• Protoboard;
• Gerador de ondas de sinais - TEK AFG3021B;

Resultados das Simulações:

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Respostas às Questões:

5.1 Procure nos manuais dos equipamentos utilizados quais são as especificações dos mesmos, anotando e apresentando os seguintes itens: precisão / incerteza, resolução e a faixa de operação (grandeza medida e frequência).

Os seguintes instrumentos foram utilizados em laboratório:

•  Multimetro Minipa ET-2510: Este multímetro trabalha com faixas de tensão contínua de 600mV, 6V, 60V, 600V e 1000V, com resoluções de 0,1mV, 0,001V, 0,01V, 0,1V e 1V respectivamente. A precisão da medição, para tensão contínua, é de +-(0,5% + 2D), onde D equivale ao número de digitos da faixa selecionada. Para a medição de tensão alternada, as faixas disponíveis são de 600mV, 6V, 60V, 600V e 750V, com resolução de 0,1mV, 0,001V, 0,01V, 0,1V e 1V respectivamente. A precisão da medição, para tensão alternada, é de +-(0,9%+5D). A faixa de 600mV possui resposta em frequência de 50Hz à 60Hz, já para as demais faixas a resposta em frequência é de 50Hz a 500Hz. Por fim, as faixas de medição de frequência disponíveis são de 6000Hz, 60kHz, 600kHz, 6MHz e 60MHz, com resolução de 1Hz, 0.01kHz, 0.1kHz, 1kHz e 10kHz respectivamente. A precisão da medição de frequência é de +-(0.01% + 1D).
• Multímetro Minipa ET-2075B: Este multímetro trabalha com faixas de tensão contínua de 40mV, 400mV, 4V, 40V, 400V e 1000V, com resoluções de 0,01mV, 0,1mV, 1mV, 10mV, 100mV e 1V respectivamente. A precisão da medição, para tensão contínua, é de +-(1,6% + 10D) para as faixas de 40mV e 400mV. Para as faixas de 4V, 40V e 400V o erro é de +-(0,8% + 6D) e para a faixa de 750V* o erro é de +-(1,0% + 8D). Para a medição de tensão alternada, as faixas disponíveis são de 40mV, 400mV, 4V, 40V, 400V e 750V, com resolução de 0,1mV, 0,001V, 0,01V, 0,1V e 1V respectivamente. A precisão da medição de tensão alternada, é de +-(1,6% + 10D) para a faixa de 40mV. Para as faixas de 400mV, 4V, 40V e 400V, o erro é de +-(0,8% + 8D). Para a faixa de 750V a precisão é de +-(1,0% + 8D). A faixa de 750V possui resposta em frequência de 40Hz a 100Hz, enquanto para as demais faixas a resposta em frequência é de 40Hz a 400Hz. Por fim, as faixas de medição de frequência disponíveis são de 100Hz, 1000Hz, 10kHz, 100kHz, 1MHz e 30MHz, com resolução de 0.1Hz, 1Hz, 10Hz, 100Hz, 1kHz e 10kHz respectivamente. A precisão da medição de frequência é de +-(0,5% + 4D).
• Multímetro Minipa MDM-8045A: Este multímetro trabalha com faixas de tensão contínua de 200mV, 2V, 20V, 200V e 1000V, com resoluções de 0,01mV, 0,1mV, 1mV, 10mV e 0,1V respectivamente. A precisão da medição, para tensão contínua, é de +-(0,1% + 5D) para a faixa de 200mV. Para as faixas de 2V, 20V e 200V, a precisão é de +-(0,1% + 3D). Finalmente, para a faixa de 1000V a precisão é de +-(0,2% + 5D). Para a medição de tensão alternada, as faixas disponíveis são de 2V, 20V, 200V e 750V, com resoluções de 0,1mV, 1mV, 10mV e 0,1V respectivamente. A precisão na medição, para tensão alternada, é de +-(0,5%+20D) para a faixa de 2V e de +-(0,8%+40D) para as demais faixas. A resposta em frequência é de 45Hz a 400Hz. Por fim, as faixas de medição de frequência disponíveis são de 2kHz e 200kHz, com resoluções de 0,1Hz e 10Hz respectivamente. O erro na medição de frequência é de +-(1,2% + 10D).
• Osciloscópio Digital Keysight Infinii Vision DSO-X 2024A: apesar da facilidade em encontrar documentos referentes a este instrumento, não foram encontradas as informações requeridas no enunciado.
• Gerador de sinais – Tek AFG3021B: este gerador de sinais trabalha com ondas senoidais de de 1uHz a 25MHz e ondas quadradas de de 1uHz a 12.5MHz(também trabalha com outras formas de ondas, entretanto não foram utilizadas no experimento), com resulução de 0,1mVpp, 0,1mVrms, 1mV, 0,1 dBm ou 4 digitos. O erro é dado por +-(1% da configuração + 1mV).

* Na folha de dados, onde deveria constar "1000V" encontra-se "750V", desta forma manteve-se a divergência mesmo seja um erro de digitação.

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