Medições e equipamentos elétricos

7/24/2019 Medies e equipamentos eltricos

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203785 Circuitos Eletrnicos 1 (02/2015)Turmas: C e I Prof: Mariana Bernardes

Medies e equipamentos

A eletricidade tem uma caracterstica muito importante quando comparada a outras fontes de energia: sua mobilidade e flexi-

bilidade. A energia eltrica pode ser movimentada para qualquer lugar usando um par de fios e convertida para calor, luz oumovimento.

Um circuito eltrico uma interconexo de elementos eltricos dispostos juntos em um caminho fechado de forma que a correnteeltrica possa passar continuamente. Eles so usados para controlar a corrente eltrica em determinados elementos do circuito,produzindo um efeito desejado.

Para iniciar o estudo de circuitos eltricos, separamos alguns de seus elementos para anlise.

Medidas eltricas

Voltagem

A voltagem, ou diferena de potencial entre dois pontos, o custo em energia, ou seja, o trabalho necessrio para mover umacarga unitria de um ponto com um potencial eltrico mais baixo a outro de potencial eltrico mais alto. O conceito de potencial

eltrico muito similar ao conceito de potencial gravitacional. Mover uma carga de um ponto cujo potencial menor para outroponto de potencial maior um processo similar a mover uma massa de uma altura a outra. Para mover a massa do cho at umponto situado sobre uma mesa a energia potencial alterada.

Podemos definir como zero de energia potencial o solo, e neste caso estaremos ganhando energia potencial gravitacional. Sedefinirmos o potencial zero como sendo o nvel da mesa, o solo ter um potencial negativo. Mesmo assim, ao mover a massa nosentido do cho para a mesa, ganhamos energia potencial.

Com o potencial eltrico ocorre o mesmo: temos que definir um ponto de referncia. As medidas que realizamos correspondems diferenas de potencial eltrico entre a referncia e um outro ponto qualquer do circuito. Costuma-se definir esse ponto dereferncia como sendo o terra (o ponto onde a altura zero). A voltagem entre dois pontos, portanto, a diferena que existeentre os potenciais desses pontos. Fica claro que s h sentido em definir voltagem entre dois pontos. O trabalho realizado aose mover uma carga de1coulomb atravs de uma diferena de potencial de1volt de1joule. A unidade de medida de diferenade potencial o volt (V), e frequentemente expressa em mltiplos, tais como o quilovolt (1 kV= 103 V), ou em submltiplos,

como o milivolt (1 mV= 103 V) e o microvolt (1 V= 106 V).

Corrente

Usualmente identificada pelo smbolo i, a corrente o fluxo de carga eltrica que passa por um determinado ponto. A unidadede medida de corrente o ampre (1 A = 1 coulomb/segundo). O ampre, em geral, uma unidade muito grande para asaplicaes do dia-a-dia. Por isso, as correntes so geralmente expressas em miliampres (1 mA = 103 A), microampres(1 A = 106 A) ou nano-ampres (1 nA = 109 A). Por conveno, os portadores de corrente eltrica so cargas positivasque fluem de potenciais mais altos para os mais baixos (embora o fluxo de eltrons real seja no sentido contrrio).

Resistncia

Para que haja fluxo de cargas eltricas so necessrios dois ingredientes bsicos: uma diferena de potencial e um meio poronde as cargas eltricas possam circular. Para uma dada voltagem, o fluxo de cargas depender da resistncia do meio por ondeessas cargas devero passar. Quanto maior a resistncia, menor o fluxo de cargas para uma dada diferena de potencial.

Os materiais so classificados, em relao passagem de corrente eltrica, em trs categorias bsicas: os isolantes, que soaqueles que oferecem alta resistncia passagem de cargas eltricas; os condutores, que no oferecem quase nenhuma resis-tncia passagem de corrente eltrica; e os semicondutores que se situam entre os dois extremos mencionados anteriormente.Usamos a letraRpara indicar a resistncia de um material, e a unidade de medida desta grandeza o ohm ( ). O smbolo paraindicar uma resistncia em um circuito eltrico mostrado na Fig. 1.

Figura 1: Representao esquemtica de um resistor colocado entre os pontos A e B de um dado circuito.

As diferenas de potencial so produzidas por geradores, que so dispositivos que realizam trabalho de algum tipo sobre ascargas eltricas, levando-as de um potencial mais baixo para outro mais alto. Isso o que ocorre em dispositivos como baterias


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(energia eletroqumica), geradores de usinas hidreltricas (energia potencial da gua armazenada na represa), clulas solares(converso fotovoltaica da energia dos ftons da luz incidente), etc. A resistncia de um material condutor definida pela razoentre a voltagemVaplicada aos seus terminais e a correnteipassando por ele:

R= V

i.

Esta equao uma representao da Lei de Ohm e dela vemos que a unidade de resistncia no SI definida por 1 = 1 V/A.Geralmente, podemos encontrar resistores comerciais sob a forma de resistores de fio e de resistores de carbono. O valor deresistncia dos resistores de carbono especificado por um conjunto de cdigo de cores que aparecem como faixas no corpo doresistor. Cada cor representa um dgito de acordo com a Tabela 1. As faixas de cores so lidas a partir da faixa mais prxima daextremidade do resistor.

A primeira e a segunda faixa indicam o primeiro e o segundo dgito, respectivamente. A terceira faixa indica o nmero de zerosque segue os dois primeiros dgitos, exceto quando as faixas ouro e prata so usadas, que representam os fatores multiplicativosde0, 1e0, 01, respectivamente. A quarta faixa indica a tolerncia. A ausncia desta quarta faixa significa que a tolerncia de20%. A quinta faixa, se presente, indica que o resistor possui um dgito a mais na representao de seu valor hmico; nestecaso a primeira, a segunda e a terceira faixas indicam os dgitos do valor hmico.

Tabela 1: Cdigo de cores para resistores

Cor Dgito ou nmero de zeros

Preto 0Marrom 1

Vermelho 2Laranja 3Amarelo 4

Verde 5Azul 6

Violeta 7Cinza 8

Branco 9Ouro 0, 1multiplicador ou 5%de tolernciaPrata 0, 01multiplicador ou 10%de tolerncia

O potencimetro um resistor ajustvel, podendo ter o seu valor modificado. O seu smbolo inclui um terceiro terminal, a partirdo qual pode-se ter um valor de resistncia que varia com o movimento do ajuste. A tabela a seguir mostra os smbolos da fontede alimentao DC, do resistor e do potencimetro.

Associao de resistores

Na montagem de circuitos eltricos e eletrnicos, associaes de elementos so muito comuns.

a) Resistores em srie: num circuito eltrico, dois resistores R1e R2 ligados em srie tem o mesmo efeito de um resistorequivalente de resistnciaRs.

Na associao em srie de resistores, a corrente i1 passando por R1 e a corrente i2 porR2 so a mesma corrente ipassando pela associao: i = i1 = i2

As voltagens no resistorR1, V1 = VAB, e no resistor R2, V2 = VBC, somadas so iguais voltagem da associaoVs = VAC, ou seja: VAC=VAB+ VBC=V1+V2.

Temos ento que:Rs = R1+R2.

(a) (b)

Figura 2: a) Associao em srie de resistores. b) Resistor equivalente.

Circuitos Eletrnicos 1 (02/2015) - Material de Apoio 01


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b) Resistores em paralelo:num circuito eltrico, dois resistoresR1eR2ligados em paralelo tem o mesmo efeito de um resistorequivalente de resistnciaRp.

Na associao em paralelo de resistores, a corrente i1 passando porR1e a corrente i2 por R2 somam-se na correnteipassando pela associao: i = i1+i2

A voltagensV1 no resistorR1, e a voltagem V2 no resistorR2so iguais voltagem da associao Vp = VAB, ou seja:VAB =V1 = V2.

Temos ento que: 1

Rp=

1

R1+

1

R2.

(a) (b)

Figura 3: a) Associao em paralelo de resistores. b) Resistor equivalente.

c) Delta-estrela:muitas vezes no se consegue determinar a resistncia equivalente de um circuito diretamente, usando apenasos conceitos de associao em srie e em paralelo de resistores. Nesses casos, a transformao delta-estrela, bem comoartifcios de simetria, so ferramentas muito teis e conduziro a uma soluo mais facilmente.

Observe o tringulo (delta) que tem como vrtices os ns A, B e C (Fig. 4a). Todo tringulo de resistoresR1,R2eR3podeser substitudo por uma estrela formada pelos resistores R1,R

2 e R

3 (Fig. 4b) que ter, como extremidades, os vrtices

do tringulo inicial.

A equivalncia entre o delta e a estrela obtida se impusermos que a resistncia equivalente entre cada par de pontos nodelta e na estrela seja sempre a mesma. Assim, para que a resistncia entre os pontos A e B no delta seja a mesma quea resistncia entre os pontos A e B na estrela, devemos escrever:

R1(R2+R3)R1+R2+R3=R1+R2.

De forma anloga, temos:

R2(R1+R3)

R1+R2+R3=R2+R

3 e

R3(R1+R3)

R1+R2+R3=R1+R

3.

Resolvendo o sistema de equaes acima nas variveis R1,R2e R

3encontramos que os resistores do delta e da estrela

equivalente esto relacionados por:

R1 =

R1R3

R1+R2+R3 , R2 =

R1R2

R1+R2+R3 , R3 =

R2R3

R1+R2+R3

(a) (b)

Figura 4: a) Associao delta de resistores. b) Associao estrela de resistores.



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Sinais DC

Os sinais eltricos podem ser classificados segundo sua mudana com o passar do tempo. Correntes e voltagens que no variamno tempo, ou seja, que possuem um valor constante so classificadas como sinais contnuos e recebem o termo genrico desinal DC (direct current ou corrente contnua). Para as volta-gens e correntes que variam no tempo, damos o nome genrico desinal AC (alternate current ou corrente alternada).

Fonte de alimentao DC

A fonte de alimentao DC um equipamento utilizado para transformar a corrente alternada que existe na rede normal dedistribuio de energia eltrica em corrente contnua. As fontes normalmente possuem voltagem varivel, ou seja, a voltagemnos terminais pode ser variada entre 0 Ve algumas dezenas de volts. A voltagem desejada pode ser ajustada no painel frontalda fonte, e pode ser usada nos circuitos apenas conectando os cabos nos conectores de sada da fonte, identificados como sadapositiva (potencial mais alto) e negativa (potencial mais baixo). Num circuito eltrico a fonte DC um elemento polarizado, istosignifica que a corrente sai de seu terminal positivo (A) e entra em seu terminal negativo (B). Se a polaridade no for respeitada,alguns componentes do circuito podem ser danificados.

Uma fonte de alimentao real apresenta uma impedncia interna. Esta impedncia produz um efeito semelhante ao de umaresistncia eltrica colocada no interior do aparelho, em srie com a sada (Fig. 5b). fcil perceber que a tenso que vaiaparecer na carga no ser +V, mas ir depender tanto de Rinquanto da prpria corrente drenada pela carga. Quanto maiorfor a corrente na carga, maior ser a potncia que Rindever dissipar.

(a) (b)

Figura 5: a) Representao de uma fonte DC. b) Fonte DC real.

Sinais AC

A utilizao de sinais AC (alternate current, corrente alternada) se deve ao engenheiro e fsico srvio Nikolas Tesla. dele oprojeto e implementao das primeiras redes de distribuio AC, dos primeiros motores AC e da rede de distribuio polifsica(como a que utilizamos hoje, que trifsica). Na poca, se utilizava a rede de distribuio DC (direct current, corrente contnua),muito menos eficiente.

Sinais AC so sinais cuja intensidade varia com o tempo. Um gerador de sinais ou gerador de funes fornece um sinal de tensoAC de frequncia e amplitude ajustveis, para uso em circuitos eltricos. A frequncia do sinal pode ser ajustada, tipicamente,de alguns hertz a alguns megahertz e a amplitude do sinal pode ser ajustada de alguns milivolts a alguns volts. O sinal ,normalmente, uma forma de onda senoidal, quadrada, retangular, triangular ou dente-de-serra. Exemplos dessas curvas, com aforma e a equao que a descreve, podem ser visualizadas na Fig. 6.

No caso de um sinal senoidal, este pode ser descrito por:

V(t) =Vm+A sin(t),

em queA chamada amplitude da senoide, sua frequncia angular eVm o valor mdio da senoide. Como a parte senoidalvaria de Aa+A, essa curva possui valor mnimo Vm Ae valor mximoVm+A.

O valor mdio de uma curva AC qualquer tambm chamado de seu valor DC, e pode ser calculado por:

Vm= 1

T

t0+T

t0

T

v(t)dt,

em queT = 1/ o perodo da curva et0 um instante de tempo arbitrrio.



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Chamamos de valor eficaz de uma onda peridica o valor DC ou constante que fornece a mesma potncia mdia a determinadoresistor que essa onda peridica. O valor eficazVef, de uma curva (tanto de tenso quanto de corrente) pode ser calculado por:

Vef =

1T

t0+T

t0T

v2(t)dt.

O valor eficaz tambm chamado valor RMS (root mean square, raiz da mdia quadrtica), j que seu clculo envolve a deter-minao da raiz quadrada do valor quadrtico mdio. No caso do sinal senoidal descrito acima e supondoVm = 0, o valor eficaz igual aVef = A/

2.

Figura 6: Exemplos de ondas AC.

Gerador de sinais AC

O gerador de sinais ou gerador de funes um aparelho eletrnico capaz de fornecer energia ao circuito na forma de um sinalAC. Ele um dos aparelhos de maior utilidade na bancada de trabalho, gerando sinais peridicos de diversas formas, numaampla faixa de frequncia e amplitudes.

Assim como uma fonte de alimentao DC, um gerador de sinais real tambm possui uma resistncia internaRin. Devido a essaresistncia, a amplitude do sinal sofre uma reduo quando a carga ligada. Tal reduo se deve ao fato de que a impednciainterna provoca uma queda de tenso quando o gerador fornece corrente ao circuito. Quanto maior for a carga a ser alimentada,

maior ser a corrente fornecida pelo gerador e maior ser tambm a queda de tenso interna no gerador. Portanto, haver umamaior reduo na amplitude do sinal de sada.

Figura 7: Gerador de sinais real.



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Osciloscpio e multmetro na medio de sinais

Entre os medidores usados em medidas eltricas tem-se o multmetro. O multmetro um instrumento de medio que com-bina vrias funes em um nico dispositivo. As funes mais bsicas so de: voltmetro, ampermetro e ohmmetro (ou seja,medies de tenso, corrente e resistncia). Outras funes comumente encontradas em multmetros so a medida de capaci-tncia, indutncia, parmetros de diodos e transistores, temperatura e frequncia. Os multmetros fornecem informao numrica(medio) de um sinal aplicado.

Para realizar essas medidas, necessrio saber em que situaes e como o equipamento deve ser ligado. No caso em queo multmetro utilizado como um ohmmetro (para medir resistncia), ele sempre se liga aos dois terminais do resistor. Essamedida deve ser realizada com o circuito desligado e o componente desconectado dos demais, j que outros componentes emparalelo com o resistor sendo medido podem alterar a medida. J para o caso do voltmetro (para medir tenso), ele devesempre ser ligadoem paralelocom o componente sobre o qual se deseja medir a diferena de potencial (tenso). Para o casodo ampermetro (para medir corrente), ele deve estar sempre em sriecom o componente, no ramo do circuito que se desejamedir a corrente.

importante estar sempre atento forma de interligao e a escala escolhida, j que a conexo de um ampermetro em paraleloou a utilizao do ohmmetro com o circuito ligado podem causar danos ao multmetro ou aos componentes do circuito.

Figura 8: Voltmetro e ampermetro e suas conexes com o circuito.

O multmetro pode ser usado tanto para medidas de sinais DC como para medida das caractersticas de sinais senoidais AC. Achave AC/DC do multmetro permite escolher o tipo de medida a ser realizada: valor mdio ou DC; valor eficaz ou AC. A partirdessas duas medidas possvel reconstruir o sinal medido.

Enquanto multmetros fornecem informao numrica de um sinal aplicado, o osciloscpio permite visualizar a forma de ondadesse sinal. O osciloscpio fornece uma representao visual de qualquer sinal aplicado aos seus terminais de entrada, apre-sentando um segmento de sua forma de onda. Existe uma ampla gama de modelos de osciloscpios, analgicos ou digitais,alguns adequados para medir sinais abaixo de uma frequncia especfica, outros para fornecer medidas de sinais com temposde durao muito curtos. Um osciloscpio pode ser construdo para operar desde alguns hertz at centenas de megahertz.Osciloscpios podem tambm ser usados para medir intervalos de tempo de fraes de nanossegundos a vrios segundos.

Um osciloscpio ideal deveria apresentar uma resistncia de entrada infinita. Entretanto, devido s caractersticas do seu circuitode entrada, na maioria das vezes esta resistncia de entrada est longe desta condio ideal, apresentando no somente efeitoresistivo, mas tambm efeito capacitivo de carregamento do canal de entrada do osciloscpio sobre o circuito. De fato, o circuitode entrada de um canal do osciloscpio pode ser modelado por um circuito contendo um resistor (de valor de 1 M para oosciloscpio do laboratrio) em srie com um capacitor (de valor de 25 pFpara o mesmo caso). Pode-se observar que, paradeterminadas condies, o osciloscpio pode alterar o prprio valor que se deseja medir.

A faixa de frequncia em que um equipamento de medida fornece resultados corretos um parmetro importante, no s para umosciloscpio, mas tambm para outros equipamentos como, por exemplo, um multmetro. Deve-se sempre dar a devida ateno

para as limitaes dos multmetros; em particular, para o efeito da frequncia sobre as medidas de tenso AC e DC. A limitaode frequncia um dos parmetros que deve ser considerado e que deve orientar a escolha por um determinado equipamento;em geral, isto tem influncia sobre o custo de um equipamento.

Erros de medida

O valor real a magnitude da grandeza na entrada do equipamento de medida. A medio fornece apenas uma aproximaodo valor real, porque, tendo em vista que os equipamentos de medida no so ideais, o prprio processo da medio alteraa grandeza medida. O valor medido a magnitude da grandeza indicada, ou visualizada, na sada (tela, ponteiro, etc.) doequipamento. A diferena entre o valor medido e o valor real chamada de erro. O erro percentual expresso como umaporcentagem do valor real ou padro:

erro(%) =erro 100

valor real

.

A preciso do equipamento geralmente expressa como uma porcentagem do valor de fundo de escala, isto , o valor mximoda escala particular do equipamento que estiver sendo utilizado.



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Os erros no se limitam apenas queles inerentes ao prprio equipamento, mas so sempre um resultado da qualidade do pro-cedimento e da medida. Por exemplo, a falha do operador no ajusto da leitura de um equipamento de medida no valor zero inicialleva leitura de um valor superior ou inferior ao que deveria ser normalmente medido, Alm disso, erros pessoais de interpolaoso sempre possveis com equipamentos analgicos de medida.

Erros comuns no uso do multmetro

Os multmetros so instrumentos de grande utilidade na bancada do eletrnico, podendo servir para praticamente qualquer tipode teste em circuitos e componentes. No entanto, para saber aproveitar todas as possibilidades do multmetro, necessrioestar atento para no cometer erros comuns. Esses erros no s podem levar concluses erradas sobre o estado de umcomponente ou circuito como at danificar de modo irreversvel o multmetro. Assim, damos a seguir alguns erros comuns no usodo multmetros com suas consequncias:

a) Medir corrente em lugar de tenso:Numa tomada de energia no existe corrente. O que existe tenso. A corrente s vaicircular quando alguma coisa ligada a essa tomada e ela o alimenta. Essa corrente vai depender da resistncia que odispositivo alimentado apresenta. Assim, o que se mede numa tomada a tenso. Se o usurio for medir a corrente (queno existe), o multmetro ser colocado numa condio de muito baixa resistncia, ou seja, ele ser um curto circuito! Oresultado bvio. Ao ser ligado na tomada, a corrente circulante ser extremamente alta causando sua queima imediata.

b) Medir resistncias num circuito ligado: Medir a resistncia de um componente de um circuito ligado pode ter duas con-sequncias. A primeira que certamente, a corrente no circuito vai afetar a leitura e o valor da resistncia lido nocorresponde realidade. A segunda, mais perigosa, que a corrente circulante no circuito pode causar danos no mult-metro.

c) Utilizar escalas erradas: Uma coisa muito importante ao se usar um multmetro digital saber selecionar a escala corretapara a medio a ser feita. Sendo assim podemos exemplificar algumas grandezas com seus respectivos nomes nasescalas:

Tenso contnua = VCC, DCV, VDC (ou um V com duas linhas, uma tracejada e uma contnua)

Tenso alternada = VCA, ACV, VAC (ou um V com um ~ sobre ele)

Corrente contnua = DCA, ADC (ou um A com duas linhas, uma tracejada e uma contnua)

Corrente alternada = ACA (ou um A com um ~ sobre ele) Resistncia = Ohms (ou).

Muito cuidado para no medir tenses com o multmetro ajustado para a escala de correntes ou de resistncias. A tensopode ser suficiente para causar danos ao instrumento. Nunca mude de escala com as pontas de prova no circuito. Desligue-as sempre antes de escolher uma nova escala. Evidentemente, isso no vlido para os instrumentos que possuamcomutao automtica de escala.

d) Utilizar faixas erradas:Sempre que a tenso ou corrente a ser medida conhecida, a faixa correta a ser usada facilmenteselecionada. Mas h casos em que a tenso ou a corrente desconhecida e deve-se sempre selecionar a mais alta faixadisponvel no instrumento. Uma vez feita a medida, e determinado que a tenso est dentro dos limites de uma faixa maisbaixa, podemos mudar a faixa. Uma vez determinada a leitura com exatido, devemos retornar o teste para uma faixa bemalta, para evitar que numa hora de pressa use uma faixa errada, podendo danificar o seu instrumento.

e) No observar a impedncia do circuito e a sensibilidade do instrumento: Ao medir a corrente, o multmetro atua comouma carga de baixa impedncia em srie com o circuito. Este efeito de carga no multmetro pode causar erros de medio,especialmente em circuitos de baixa impedncia. Muitas vezes o profissional levado a medir a tenso num circuito que

apresenta uma impedncia muito alta (circuitos de altas resistncia como polarizao de transistores). Se o multmetrotiver pequena sensibilidade ele afetar a tenso no circuito e o valor lido muito menor que o real. Um caso comum omostrado na Fig. 9 em que se tenta medir a alta tenso de um multiplicador com um multmetro comum. A tenso emaberto do circuito supera os600 V, mas ao se conectar o multmetro, a tenso cai para menos de50 Ve esse ser o valorlido.

f) No levar em conta as caractersticas particulares do circuito medido:Isso pode ocorrer, por exemplo, quando se mede aresistncia de um circuito que tenha um diodo ligado em srie, conforme mostra a Fig. 10. Os diodos no so componentesideais que apresentam sempre uma resistncia muito baixa quando polarizados no sentido direto. Quando polarizados coma baixa tenso aplicada por um multmetro comum, sua resistncia pode ser de centenas ou mesmo milhares de ohms.Assim, no circuito mostrado no medimos apenas a resistncia do resistor em srie, mas tambm essa resistncia, comuma "falsa" indicao de que o resistor possa estar aberto. O mesmo ocorre se existir qualquer outro tipo de juno nocircuito, mesmo que polarizada no sentido direto, conforme mostra a Fig. 11.



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Figura 9: Erro ao medir alta tenso com multmetro comum.

Figura 10: Erro ao medir resistncia com diodo. Figura 11: Erro ao medir resistncia com transistor.

g) Componentes no lineares:Um outro erro muito comum julgar que a resistncia medida num componente deve ser aquelaque calculamos quando ele est em funcionamento normal. o caso de uma lmpada incandescente que consiste numdipolo no linear, conforme mostra a sua curva caracterstica na Fig. 12. Se temos uma lmpada de 12 V 0, 5 A, a suaresistncia em funcionamento normal pode ser calculada como 12

0,5= 24 . No entanto, se formos medir essa resistncia

com um multmetro, conforme mostra a Fig. 13, poderemos ter a surpresa de encontrar um valor muito menor.

Figura 12: Curva caracterstica da lmpada incandescente. Figura 13: Erro ao medir componente no-linear.

Erros comuns no uso do osciloscpio

a) Acoplamento inadequado:Existem dois acoplamentos possveis no canal de entrada e necessrio escolher corretamentede acordo com o que se deseja observar.

"AC" coupling (acoplamento AC): bloqueia qualquer DC (corrente contnua) no sinal. Isto til quando se mede um pequenosinal em um offset DC. Note que o modo de acoplamento a AC feito se adicionando um capacitor internamente, que,apesar de ter um valor alto, pode afetar o modo como os sinais de baixa frequncia iro aparecer.

"DC" coupling (acoplamento DC): usado quando se mede uma tenso contnua, no bloqueia nenhum sinal.



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b) Trigger no ajustado:Se o sinal est borrado e/ou no para de se mover, sinal de que ele no est estabilizado. Para isso,deve-se utilizar o trigger. O trigger um sinal usado para sincronizar o osciloscpio de modo a mostrar a forma de ondaestvel na tela. Ele pode ser ajustado no osciloscpio com o uso de um potnciometro para selecionar o melhor pontode sincronismo para a imagem mostrada na tela. Se o potencimetro estiver desajustado ou a entrada do sinal triggerselecionada no for adequada ao sinal a ser mostrado, a imagem ficar "rolando" na tela. Nesta situao, o osciloscpiono ir mostrar uma leitura correta do sinal.

c) Escala de tenso no ajustada:Se a escala de tenso no for ajustada para mostrar completamente o sinal em toda suaamplitude na tela, as medidas obtidas com o equipamento no sero corretas. Assim sendo, se o sinal estiver sendocortado na tela, as leituras tero valores diferentes dos reais.

d) No considerar a frequncia de trabalho do osciloscpio: Todos os osciloscpios respondem a uma determinada faixade frequncias, limitada a um valor mximo que depende das caractersticas de seus circuitos. Os osciloscpios tpicospara frequncias at 1 GHze abaixo possuem o que se denomina resposta gaussiana, na qual ocorre uma atenuaosuave, conforme mostra a Fig. 14. As curvas do osciloscpios podem ser comparadas a de um filtro passa-baixas. Assim,a frequncia mxima normalmente determinada para o ponto em que a atenuao de 3 dB a partir do nvel dereferncia. Os osciloscpios com especificaes de faixa maiores do que 1 GHztm uma resposta em frequncia plana,geralmente do tipo mostrado na Fig. 15. Veja que o ponto de transio mais agudo do que no caso anterior.

Existem vantagens e desvantagens para cada um dos tipos de osciloscpios. Os osciloscpios com resposta plana ate-nuam menos os sinais na faixa (aqueles com frequncias menores que a frequncia de corte), enquanto os osciloscpios

com resposta gaussiana atenuam menos os sinais fora da faixa de resposta. Isso significa que os osciloscpios com res-posta gaussiana tem um tempo de subida mais rpido. Entretanto, existem aplicaes em que interessante atenuar ossinais que estejam fora da faixa de frequncia. Isso far com que componentes de altas frequncias como rudos, capa-zes de causar falseamentos, sejam eliminados. De qualquer forma, importante sempre conhecer qual a resposta doosciloscpio, seja ela plana ou gaussiana. As Figuras de 16 a 19 ilustram como a frequncia de trabalho do osciloscpioinfluencia na leitura. Todas mostram uma onda quadrada de 100 MHzvista em osciloscpios com diferentes frequnciasde trabalho.

Na Fig. 16, conseguimos vizualizar apenas o sinal fundamental de 100 MHz, o que resulta numa forma de onda senoidal.Um osciloscpio deste tipo adequado para trabalhar com sinais abaixo de 20 MHz, mas no para se vizualizar um sinalde clock de 100 MHz. Na Fig. 17, possvel capturar o quinto harmnico do sinal. Entretanto, os valores obtidos paratempo de subida no sero muito precisos. No exemplo da Fig. 17, temos 750 ps, sendo que o valor real est prximo de500 ps. J na Fig. 18, o tempo de subida obtido de 550 ps, o que representa uma preciso de aproximadamente10%,

que pode ser aceitvel em muitos casos. Por fim, na Fig. 19, o tempo de subida medido de495 ps, o que uma excelentepreciso. Como uma regra geral, a largura de faixa do osciloscpio deve ser pelo menos5 maior que o clock digital maisrpido do seu sistema a ser medido. Satisfazendo essa condio, o osciloscpio poder capturar at o quinto harmnicode um sinal com um mnimo de atenuao. Ateno! A ponta de prova do osciloscpio tambm influencia a frequnciade trabalho do conjunto. Se o probe utilizado for de baixa frequncia, mesmo um osciloscpio de alta frequncia ter suabanda reduzida.

Figura 14: Resposta gaussiana de osciloscpio. Figura 15: Resposta plana de osciloscpio.



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Figura 16: Osciloscpio de100 MHz. Figura 17: Osciloscpio de500 MHz.

Figura 18: Osciloscpio de1 GHz. Figura 19: Osciloscpio de2 GHz.

e) Ponta de prova em fator de escala incorreto: possvel escolher pontas de prova com diferentes fatores de escala ( 1,10, ...). Normalmente, uma ponta de 10 permitir medir sinais de maiores frequncias que uma de 1. Entretanto, importante setar o fator de escala usado no osciloscpio, ou as leituras apresentaro escalas incorretas (3 Vquando naverdade a leitura de300 mV, etc).


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