Eletrônica Analógica

Eletrônica Analógica Prof Eng Viviana R Zurro MSc M2 Roteiro 1 Atividade Prática OBJETIVO Entender o funcionamento dos circuitos não lineares utilizando diodos Trabalhar com retificadores de meia onda e de onda completa Montar circuitos básicos com amplificadores operacionais MATERIAL UTILIZADO Os materiais consumíveis deverão ser adquiridos pelos alunos para realizar a prática Os consumíveis podem ser comprados em lojas físicas ou lojas online A loja online da UNINTER disponibiliza todos os materiais solicitados wwwlojaunintercom Compre os componentes na primeira semana da fase para não atrasar a realização da atividade prática Componentes o aluno deverá adquirir consumíveis Quantidade mínima Material Utilizado 2 Diodos 1N4007 1 CI UA741 Resistores vários o valor dos resistores dependerá do cálculo do aluno Cabos Flexíveis para as conexões na protoboard 1 Transformador 22011012x2 transformador com ponto médio Equipamentos fornecidos pelo polo Um multímetro Caixa 6 Duas fontes de alimentação Caixa 7 Um osciloscópio com gerador de funções Caixa 8 Cabos banana jacaré Caixa 9 Uma protoboard Caixa 15 Eletrônica Analógica Prof Eng Viviana R Zurro MSc M2 Roteiro 2 Eletrônica Analógica Prof Eng Viviana R Zurro MSc M2 Roteiro 3 Eletrônica Analógica Prof Eng Viviana R Zurro MSc M2 Roteiro 4 Diodo Amplificador Operacional UA741 Eletrônica Analógica Prof Eng Viviana R Zurro MSc M2 Roteiro 5 ATIVIDADE Incluir fotos de todos os circuitos montados e de todas as atividades realizadas Todas as fotos deverão ser identificadas como os exemplos das figuras a seguir Antes de realizar a atividade assistir ao seguinte vídeo Osciloscópio Polos UNINTER Calibração das pontas uso do Gerador de Funções uso dos cursores httpsyoutubeSG734IVSn2Y Eletrônica Analógica Prof Eng Viviana R Zurro MSc M2 Roteiro 6 EXPERIÊNCIA 1 Retificador de meia onda Nota da atividade 3 pontos Figura 1 Transformador com duas bobinas no secundário Figura 2 Retificador de meia onda Métodos 1 Separe os seguintes materiais a Protoboard b Transformador c Osciloscópio d 1 Diodo 1N400X 1N4004 1N4007 ou similar e 1 Resistor de 10 kΩ Eletrônica Analógica Prof Eng Viviana R Zurro MSc M2 Roteiro 7 2 Monte o circuito no Protoboard seguindo o esquema mostrado na Figura 3 Figura 3 Montagem do circuito Figura 4 Colocação das pontas do osciloscópio Eletrônica Analógica Prof Eng Viviana R Zurro MSc M2 Roteiro 8 3 Para realizar a tarefa siga o passo a passo indicado no vídeo a seguir Retificador de meia onda httpsyoutubewTiVI4sNFCY 4 Conteúdo do vídeo a Montagem do circuito b Uso dos equipamentos de medição c Passo a passo para preenchimento das Tabelas 1 e 2 5 Para usar os cursores para levantamento de dados da Tabela 2 veja o vídeo da página 5 Tabela 1 Sinais de entrada e saída de um retificador de meia onda ver vídeo para saber como completar a tabela Parâmetro 𝒗𝒊 𝑽 𝒗𝒐 𝑽 Tensão pico a pico V Frequência Hz Tabela 2 Curva de transferência de um retificador de meia onda ver vídeo para saber como completar a tabela 𝒗𝒊 𝑽 𝒗𝒐 𝑽 6 Coloque no relatório uma imagem da tela do osciloscópio mostrando os sinais de entrada e saída a 1p Explique o funcionamento do circuito funcionamento do circuito com diodos b 05p Justifique a forma de onda de saída 7 15p A partir dos sinais de entrada e saída apresentados na Tabela 2 faça o gráfico da curva de transferência do circuito Eletrônica Analógica Prof Eng Viviana R Zurro MSc M2 Roteiro 9 Como traçar a curva de transferência usando o Excel httpsyoutubeBy8LOOIB33g EXPERIÊNCIA 2 Retificador de onda completa Nota da atividade 4 pontos Métodos 1 Separe os seguintes materiais a Protoboard b Transformador c Osciloscópio d 2 Diodos 1N400X 1N4004 1N4007 ou similar e 1 Resistor de 10 kΩ 2 Monte o circuito no Protoboard seguindo o esquema mostrado na Figura 3 Figura 5 Montagem do circuito Eletrônica Analógica Prof Eng Viviana R Zurro MSc M2 Roteiro 10 Figura 6 Colocação das pontas do osciloscópio 3 Para realizar a tarefa siga o passo a passo indicado no vídeo a seguir Retificador de onda completa httpsyoutubemXFaMRbYs1o Conteúdo do vídeo a Montagem do circuito b Uso dos equipamentos de medição c Passo a passo para preenchimento das Tabelas 3 e 4 4 Para usar os cursores para levantamento de dados da Tabela 2 veja o vídeo da página 5 Tabela 3 Sinais de entrada e saída de um retificador de meia onda ver vídeo para saber como completar a tabela Parâmetro 𝒗𝒊 𝑽 𝒗𝒐 𝑽 Tensão pico a pico V Frequência Hz Tabela 4 Curva de transferência de um retificador de meia onda ver vídeo para saber como completar a tabela 𝒗𝒊 𝑽 𝒗𝒐 𝑽 Eletrônica Analógica Prof Eng Viviana R Zurro MSc M2 Roteiro 11 5 Coloque no relatório uma imagem da tela do osciloscópio mostrando os sinais de entrada e saída a 2p Explique o funcionamento do circuito funcionamento do circuito com diodos b 05p Justifique a forma de onda de saída 6 15p A partir dos sinais de entrada e saída apresentados na Tabela 4 faça o gráfico da curva de transferência do circuito Como traçar a curva de transferência usando o Excel httpsyoutubeBy8LOOIB33g EXPERIÊNCIA 3 Amplificador Operacional Nota da atividade 3 pontos Os amplificadores apresentados na Figura 7 serão testados por separado O amplificador operacional deverá ser alimentado com 𝑉𝐶𝐶 12𝑉 e 𝑉𝐸𝐸 12𝑉 05p Para o amplificador inversor Figura 6a calcular 𝑅1 e 𝑅2 de tal forma que o circuito tenha um ganho de tensão 𝐴𝑉 2 05p Para o amplificador não inversor Figura 6b calcular 𝑅1 e 𝑅2 de tal forma que o circuito tenha um ganho de tensão 𝐴𝑉 4 Para os dois circuitos o Adotar os resistores necessários e calcular os outros em função deles o Para os resistores calculados adotar o resistor de valor comercial mais próximo Sugestão adotar 𝑅1 1𝑘Ω Coloque todos os cálculos no relatório Será descontada nota se os cálculos não estiverem no mesmo Eletrônica Analógica Prof Eng Viviana R Zurro MSc M2 Roteiro 12 a b Figura 7 a Amplificador inversor b Amplificador não inversor Métodos Para os dois circuitos 1 Separe os seguintes materiais a Protoboard b Gerador de funções c Osciloscópio d 2 Fontes de alimentação e 1 Amplificador operacional UA741 pode ter outro nome como LM741 o que importa é o número 741 f Resistores calculados no projeto Eletrônica Analógica Prof Eng Viviana R Zurro MSc M2 Roteiro 13 Figura 8 Amplificador inversor montagem do circuito Figura 9 Amplificador não inversor montagem do circuito e colocação das pontas do osciloscópio 2 Para realizar a tarefa siga o passo a passo indicado nos vídeos a seguir Amplificador inversor httpsyoutubeFwNEiwguIdU Pino 1 Pino 1 Eletrônica Analógica Prof Eng Viviana R Zurro MSc M2 Roteiro 14 Amplificador não inversor httpsyoutube8yOD3sek28I 3 Conteúdo dos vídeos a Montagem do circuito b Uso dos equipamentos de medição c Passo a passo para preenchimento da Tabela 5 4 Para usar o gerador de funções veja o vídeo da página 5 5 Coloque no relatório imagens da tela do osciloscópio mostrando os sinais de entrada e saída a Deverá ser apresentada uma imagem da tela do osciloscópio para cada circuito b Em cada tela deverá ser especificado a qual circuito ele pertence c Para os dois amplificadores i 05p Varie o formato e forma de onda e frequência do sinal de entrada e verifique o sinal de saída A resposta do sistema é linear Por quê Pesquise ii 05p Pesquise na teoria O que acontece com o sinal de saída se o sinal de entrada é grande Por quê iii 05p Usando os valores de pico a pico dos sinais de entrada e saída calcule o ganho de tensão 𝐴𝑉 𝑣𝑜 𝑣𝑖 e preencha a Tabela 5 iv 05p Compare o ganho medido com o ganho calculado e explique o resultado Pode ser ligeiramente diferente explique por quê Tabela 5 Ganho de tensão de amplificadores na configuração de inversor e não inversor ver vídeos para saber como completar a tabela Inversor Não inversor 𝑨𝑽 calculado 𝑨𝑽 medido 𝑨𝑽 calculado 𝑨𝑽 medido i FACULDADE UNINTER RELATÓRIO DE ATIVIDADE PRÁTICA ALUNO ROGÉRIO BORDILHÃO RU 4499950 PROFESSORA VIVIANA RAQUEL ZURRO MOGI MIRIM SÃO PAULO 2025 2 Experiência 01 Retificador de Meia Onda 11 Materiais Utilizados a Protoboard b Transformador c Osciloscópio d 1 Diodo 1N400X 1N4004 1N4007 ou similar e 1 Resistor de 10 kΩ 12 Montagem do Circuito A montagem do circuito foi realizada seguindo a montagem orientada via roteiro Com o circuito montando mostrado na figura 1 foram realizado as medições para análise do comportamento do experimento em questão Figura 1 Montagem do circuito retificador de meia onda 3 13 Dados Extraídos do Experimento A partir da montagem do experimento foram realizados os testes Obtevese a seguinte tabela relacionada com a tensão de entrada e a tensão de saída Parâmetro Vi V Vo V Tensão de pico a pico 418 204 Frequência Hz 60 60 A tensão de entrada foi altera para os valores mostrados na tabela abaixo Obtendo os resultado para a tensão de saída Vo Vi V Vo V 15 0 10 0 5 0 0 0 5 5 10 10 15 15 14 15 Funcionamento do Circuito Figura 2 Curva circuito retificador de meia onda Um retificador de meia onda permite a passagem de corrente apenas durante os semiciclos positivos da tensão alternada bloqueando os negativos e assim converte uma AC em uma forma de DC 4 16 Curva de Saída A curva de saída medida a partir do circuito é característica de uma retificador de meia onda Podese observar que de fato apenas a parte positiva da onda é extraída da entrada 17 Gráfico da curva de transferência do circuito Como mostra o gráfico de comportamento da curva podese ver que a tensão de saída somente tem valor diferente de zero se a tensão de entrada for superior a zero Nesse caso a tensão de saída é igual a de entrada Experiência 02 Retificador de Onda Completa 11 Materiais Utilizados aProtoboard bTransformador secundário único cOsciloscópio d2 Diodos 1N400X 1N4004 1N4007 ou similar e1 Resistor de 10 kΩ 12 Montagem do Circuito O transformador utilizado foi com secundário único e não o transformador com ponto médio sugerido na atividade era o que eu tinha disponível para os experimentos 20 15 10 5 0 5 10 15 20 1 2 3 4 5 6 7 Comportamento de transferência Vi V Vo V 5 13 Dados Extraídos do Experimento Com o circuito montado foi realizado os levantamento dos dados para analisar o comportamento do circuito retificador de onda completa Os dados extraídos foram os seguintes Parâmetro Vi V Vo V Tensão de pico a pico 46 202 Frequência Hz 60 120 Vi V Vo V 15 15 10 10 5 5 0 0 5 5 10 10 15 15 14 Funcionamento do Circuito O retificador de meia onda converte apenas um semiciclo No caso do retificador de onda completa ele converte ambos os semiciclo gerando uma saída mais estável e eficiente Sendo assim Seu principal objetivo é aproveitar ambos os semiciclos da corrente alternada AC para produzir uma tensão contínua pulsante mais eficiente 15 Forma da Onda de Saída A forma de onda da saída nesse caso transformase em sequência de senoides sem espaço entre elas Como o sinal negativo da entrada é invertido se transformando em um pulso positivo logo a frequência é o dobro da frequência de entrada 16 Gráfico Curva de Transferência do Circuito 6 Comportamento da onda completa tem os valores das tensões de entrada negativos sendo considerado somente o valor absoluto na saída Como dito todos os valores de entrada negativos são invertidos para pulsos positivos Nesse caso do gráfico podese observar por exemplo valor de entrada 15V a saída sera 15V o valor absoluto Experiência 03 Amplificador Operacional 11 Cálculos Para os cálculos dos resistores para o ganho especificado tanto no amplificador não inversor quanto inversor foi adotado como R1 1kΩ 111 Amplificador Inversor Para o cálculo de ganho de Av 2 assumese a seguinte fórmula 𝑅2 𝑅1 2 Sendo R1 11kΩ 𝑅2 2𝑘Ω 20 15 10 5 0 5 10 15 20 1 2 3 4 5 6 7 COMPORTAMENTO RETIFICADOR ONDA COMPLETA Vi V Vo V 7 112 Amplificador Não Inversor Para o amplificador não inversor considerando Av 4 e R1 1kohm Temse que 𝑅2 𝑅1 1 4 𝑅2 3𝑘Ω 12 Materiais Utilizados Para esse experimento foi utilizado o multsim para simular o circuito Assim foram usados os seguintes itens A Fonte AC B Amplificador C Resistores D Fontes DC 13 Montagem do Circuito Figura 5 Montagem circuito Amplificador Inversor 8 Figura 6 Montagem circuito Amplificador Não Inversor 14 Questões 1 Varie o formato e forma de onda e frequência do sinal de entrada e verifique o sinal de saída A resposta do sistema é linear Por quê Pesquise Sim é linear Os amplificadores operacionais obedecem a esses princípios dentro de sua faixa de operação linear Porém efeitos não ideais podem introduzir não linearidades em situações extremas 一 Pesquise na teoria O que acontece com o sinal de saída se o sinal de entrada é grande Por quê O sinal de saída para de crescer proporcionalmente ao sinal de entrada e atinge um limite máximo ou mínimo fixo determinado pela tensão de alimentação do amplificador operacional O amplificador operacional não pode produzir uma tensão maior do que a fornecida pela sua fonte de alimentação 一 Usando os valores de pico a pico dos sinais de entrada e saída calcule o ganho de tensão 𝐴𝑉𝑣𝑜𝑣𝑖 e preencha a Tabela 5 Cálculo do ganho Av Vo Vi Inversor 205 4 Não Inversor 09605 192 一 Compare o ganho medido com o ganho calculado e explique o resultado Pode ser ligeiramente diferente explique por quê 9 INVERSOR NÃO INVERSOR Av calculado Avmedido Av calculado Avmedido 4 4 192 2 Essas pequenas variações podem ocorrer por Tolerância nos resistores Medição com osciloscópio resolução ruído Frequência muito alta ou muito baixa Fonte de alimentação limitada