UNIME–DepartamentodeEngenharia 1

AULASPRÁTICASNOLABORATÓRIO

DEENGENHARIA

Prof.PatríciaLins

RoteirodeAulaInicial

15/03/2018Salvador/BA

RoteirodePráticas

UNIME–DepartamentodeEngenharia 3

1. OBJETIVOApresentar as normas gerais para uso do laboratório com segurança e estabelecer roteiro básico para montagem de circuitos. O objetivo deste roteiro de práticas das aulas presenciais é auxiliar o docente com a padronização do conteúdo que deve ser repassado aos discentes. Dessa forma, o docente saberá o que deverá ser repassado, por aula, para que o curso seja dado com a qualidade desejada.

2. ESTRUTURAMÍNIMALaboratório Multifuncional de Engenharia.

3. RECURSOSNECESSÁRIOS Osciloscópio, gerador de funções, multímetro.

4. PRÉ-AULA Impressão do Relatório 0 de Prática de Circuitos.

Roteiro de Aulas Práticas: Normas gerais para uso do laboratório;

roteiro básico para montagem de circuitos RP0

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5. NORMADEUSODOLABORATÓRIODEENGENHARIADAUNIME

5.1. Atribuições e Competências 5.1.1. Compete ao Coordenador do Laboratório:

• Coordenar os laboratórios sob sua responsabilidade; • Solicitar as manutenções necessárias nos laboratórios; • Solicitar compra de material para os laboratórios; • Controlar o patrimônio dos equipamentos dos laboratórios; • Supervisionar, orientar, impedir ou inibir a continuidade da realização de

atividades não condizentes com o Curso ou de áreas afins que transgri-dam as normas deste regulamento.

5.1.2. Compete ao Técnico de Laboratório:

• Assessorar as atividades de ensino, pesquisa e extensão, de acordo

com a legislação profissional e regras da UNIME; • Realizar levantamento de materiais e equipamentos disponíveis, ao fi-

nal de cada período letivo, e disponibiliza-los à Coordenação dos Labo-ratórios, para tomada de medidas quanto à reposição;

• Controlar o patrimônio dos equipamentos dos laboratórios; • Supervisionar, orientar, impedir ou inibir a continuidade da realização de

atividades não condizentes com o Curso ou de áreas afins que transgri-dam as normas deste regulamento.

5.1.3. Compete aos docentes que realizam atividades práticas no Laboratório:

• Quando em Laboratório, acompanhar os alunos e orienta-los quanto às

atividades e práticas a serem realizadas; • Orientar previamente os alunos sobre as medidas e precauções de se-

gurança; • Zelar pelo material, equipamentos e limpeza do Laboratório e sua or-

ganização; • Impedir ou inibir a continuidade da realização de atividades não condi-

zentes com o Curso ou de áreas afins que transgridam as normas des-te regulamento.

5.1.4. Compete aos docentes que realizam atividades práticas no Laboratório:

• Zelar pelo material, equipamentos e limpeza do Laboratório e sua or-

ganização; • Utilizar todos os materiais de consumo com ponderação, evitando des-

perdício ou mau uso; • Quando autorizado o uso de qualquer equipamento, verificar a coinci-

dência entre a tensão nominal do equipamento e a da rede, e ao térmi-no, observar se o equipamento está desligado;

• Comunicar imediatamente o responsável pelo Laboratório sobre qual-quer tipo de acidente.

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5.2. Proibições aos usuários

5.2.1. Fumar, ingerir, portar ou guardar alimentos no Laboratório; 5.2.2. Usar, durante as atividades no Laboratório, qualquer tipo de objetos,

bolsas e similares sobre as bancadas em uso; 5.2.3. Utilizar qualquer aparelho sem a devida autorização; 5.2.4. Utilizar qualquer aparelho sem observar ou ser informado sobre as ins-

truções de uso; 5.2.5. Danificar materiais ou equipamentos do Laboratório; 5.2.6. Utilizar os equipamentos para fins pessoais ou realizar qualquer ativi-

dade incompatível com as atividades da disciplina ou pesquisa.

5.3. Disposições finais

5.3.1. É permitido aos usuários trazerem materiais e/ou equipamentos parti-culares para auxiliar no desenvolvimento das atividades práticas realiza-das no Laboratório, desde que sejam pessoalmente responsáveis pelos mesmos.

5.3.2. A equipe de técnicos, docentes e Coordenador não poderá ser respon-sabilizada por objetos ou equipamentos pessoais deixados ou esqueci-dos em suas dependências.

5.3.3. Os casos omissos nesse Regulamento deverão ser analisados pelo Colegiado do Curso de Engenharia Elétrica e encaminhados à avaliação pela Coordenação do Curso de Engenharia Elétrica.

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6. APRESENTAÇÃODOLABORATÓRIO,MATERIAISEEQUIPAMENTOS

6.1. Familiarizar-se com o laboratório, estrutura em bancadas;

6.2. Apresentação do protoboard:

Figura 1 – Interconexão interna dos pinos do protoboard; barramentos 1 e 4 com intercone-

xão vertical; barramentos 2 e 3 com interconexão horizontal.

6.3. Apresentação do multímetro e suas funções:

6.3.1. Conectar amperímetros em série no circuito, a menos que seja uma lei-tura por indução eletromagnética do alicate amperímetro;

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Figura 2 – Abertura do circuito para inserção das pontas de prova do multímetro, previamen-

te configurado para medição de corrente.

6.3.2. Conectar voltímetros em paralelo no circuito;

Figura 3 – Medição de tensão nos pólos de uma tomada residencial.

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6.3.3. Lembrar que:

𝑅𝑎 = 0 e 𝑅𝑉 → ∞. No caso real, 𝑅𝑉 ≫ 𝑅𝑎, Em que Ra é a resistência interna do amperímetro e Rv é a resistência interna do voltímetro.

6.3.4. Configurar o multímetro para ler Tensão Alternada e realizar medição de uma tomada do Laboratório (teste);

6.3.5. Configurar o multímetro para ler Tensão Contínua e realizar medição

da tensão da fonte do protoboard (teste);

6.3.6. Configurar o multímetro para ler resistência ôhmica e medir a resistên-cia do potenciômetro (teste); conectar primeiro as pontas de prova entre os terminais fixos (máximo valor de resistência do potenciômetro), e de-pois conectar as pontas de prova entre um terminal fixo e o terminal cen-tral, o do cursor (verificando a variação da resistência enquanto o eixo é girado);

Figura 4 – Estrutura e partes constituintes de um potenciômetro.

6.3.7. Manter o multímetro configurado para ler resistência ôhmica e medir a resistência dos resistores; comparar com a leitura das resistências pelo código de cores:

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Figura 5 – Medição da resistência de um resistor de carbono com um multímetro.

CÓDIGO DE CORES DE RESISTORES

Os resistores são catalogados segundo um código de cores, conforme descrito na tabela 1; as duas primeiras faixas de cores (aquelas mais próximas de um dos ter-minais do resistor) correspondem aos dígitos referentes ao valor da grandeza; a ter-ceira faixa é atinente ao fator multiplicador, e; a última faixa diz respeito à tolerância. Geralmente a faixa de tolerância será dourada (±5%) ou prateada (±10%). Há resistores de precisão, de cinco cores: nestes, o fator multiplicador será a quarta faixa, e a tolerância a quinta.

Tabela 1 – Código de cores de resistores

Foram identificados os seguintes resistores:

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6.3.8. Configurar o multímetro para medição de temperatura (Graus Celsius), remover as pontas de prova e conectar o termopar; medir a temperatura da sala de aula, próximo à saída do ar-condicionado; fechar a mão, com o sensor do termopar em seu interior e medir a temperatura para compa-ração.

6.3.9. Remover as pontas de prova e o termopar; configurar o multímetro para

detecção de tensão (escala NCV) – nesta configuração não é necessário utilizar as pontas de prova, mas sim o sensor embutido, próximo à tela do multímetro -. Aproximar o multímetro do cabo de alimentação da fonte do protoboard.

6.3.10. Conectar as pontas de prova; configurar o multímetro para medição de

continuidade (segunda função após ajustar chave seletora para medição de resistência); testar, tocando as duas pontas de prova entre si.

6.3.11. Configurar o multímetro para teste de diodo (terceira função após ajustar

chave seletora para medição de resistência);

Cor Valor do resistor (ohms)

Valor Medido multíme-

tro (ohms) CINZA/VERM/VERM/DOURADO 82x10^2=8,2k (5%) 8,19k VERM/VIOLETA/MARROM/DOURADO 27x10=270 (5%) 270,3 AZUL/CINZA/PRETO/DOURADO 68x10^0=68 (5%) 68,2 VERM/VERM/VERM/DOURADO 22x10^2=2,2k (5%) 2,174k AZUL/CINZA/AMARELO/DOURADO 68x10^4=680k=

0,68M(5%) 683k

LAR/LAR/LAR/DOURADO 33x10^3=33k (5%) 33k MARROM/CINZA/VERM/DOURADO 18x10^2=1,8k (5%) 1,765k MARROM/PRETO/AMARELO/DOURADO 10x10^4=10^5=

100k (5%) 104,7k

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Figura 6 – Medição da tensão devida à barreira de depleção do diodo, quando diretamente polarizado (ponteira vermelha, terminal positivo, conectada ao anodo, terminal positivo do diodo; ponteira preta, terminal comum, conectada ao cátodo, terminal negativo do diodo).

Figura 7 – Medição da tensão devida à barreira de depleção do diodo, quando inversamente polarizado (OL – Over Limit; impossível medir).

6.3.12. Repetir para teste de diodo zener (terceira função após ajustar chave seletora para medição de resistência);

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Figura 8 – Diodo zener.

6.3.13. Configurar multímetro para medição do transistor (terceira fun-ção após ajustar chave seletora para medição de resistência);

Obs.: Explicar o que é o DataSheet.

Figura 9 – Medições da resistência interna do transistor.

Figura 10 – Estrutura interna dos transistores NPN e PNP.

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Figura 11 – Identificação dos terminais do transistor BC337 (NPN).

Figura 12 – Identificação dos terminais do transistor BC547 (NPN).

6.3.14. Configurar o multímetro para teste de frequência e medir fre-

quência da rede da concessionária.

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7. CUIDADOSCOMASEGURANÇAAOMONTARCIRCUITOS

7.1. Verificar atentamente o tipo de corrente e tensão no circuito;

7.2. Avalie ou calcule, se necessário, o valor ou ordem da grandeza a ser medida

(tensão, corrente, potencia); nunca ligue um aparelho sem ter ideia da ordem de grandeza, escolhendo um aparelho cuja leitura se dê, aproximadamente, a 2/3 da escala. Por exemplo, se você esperar medir uma tensão contínua de 10 V, ajuste seu multímetro para 20 VDC.

7.3. Ao examinar o diagrama com o circuito a ser montado, separe e organize os componentes conferindo uma disposição adequada a eles, bem como aos instrumentos de medida, antes de iniciar a conexão no protoboard.

7.4. A fim de evitar erros de paralaxe, posicione-se sempre em frente da escala dos aparelhos.

7.5. A menos que haja uma orientação em contrário, monte primeiro os circuitos

em série, e depois, os ramos em paralelo.

7.6. Após a montagem, espere a conferência do circuito pelo professor antes de energiza-lo. Nunca energize o circuito sem autorização do professor.

7.7. Para os cálculos, use a precisão de três casas decimais.

8. CONHECENDOOOSCILOSCÓPIO

8.1. Explicar a que se destina;

8.2. Varrição do sinal periodicamente, da esquerda para a direita;

8.3. Existe um grupo de comandos para o eixo vertical (magnitude do sinal); outro para o eixo horizontal (tempo); e outro para posicionamento da curva no écran (tela).

8.4. O eixo das abscissas é sempre o tempo (TEMPO/DIVISÃO); o eixo das or-

denadas é a intensidade do sinal medido (VOLTS/DIVISÃO).

8.5. O controle POSIÇÃO vertical e horizontal altera a localização da curva na te-la, sem modificar a escala.

8.6. A tela é dividida numa grade, e cada pequeno quadrado é chamado gratícu-

la;

8.7. Há dois canais para entrada de sinal, com duas ponteiras com conexão coa-xial (amarelo e azul); é possível habilita-las e desabilita-las;

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8.8. Dar uma visão geral sobre os ajustes e configurações das ponteiras de pro-

va;

8.9. Conectar a ponteira ao gerador de onda do próprio osciloscópio; conectar o terra da ponteira ao terra do osciloscópio;

8.10. Falar sobre frequência; tempo; ciclos; amplitude; valor máximo; valor

pico a pico.

8.11. Ajuste vertical ou botão seletor Volts/divisão (eixo das ordenadas) para os valores das grandezas a serem medidas;

8.12. Ajuste horizontal ou botão seletor Tempo/divisão (eixo das abscissas)

para os valores das grandezas a serem medidas;

8.12.1. Controle de posição vertical (altera o “zero” da função de onda, sem interferir na escala da grandeza a ser medida);

8.12.2. Ajuste do trigger (seleção do nível da onda que irá estabelecer a

frequência de varredura da onda para exibição estática na tela do osci-loscópio);

Obs.: A onda se “mexendo” são as “fotos” de sua trajetória em momentos diferentes.

8.12.3. Girar o botão seletor para o ponto que toca a onda a partir de onde deseja-se determinar a repetição do sinal;

Obs.: Escolher um ponto mais “sensível”, onde haja valores melhores definidos e não imprecisos.

8.12.4. Controle de posição horizontal – após trigada a onda (altera o

tempo de deslocamento da função de onda, sem interferir na escala da grandeza a ser medida);

8.12.5. Ativar cursores (CURSOR), tipos (TYPE OFF), Tempo (X) e Am-

plitude (Y), para ajustar cursor A e B, possibilitando medir frequência e período do sinal;

8.12.6. A tecla “MEASURE” abre opções de medidas automáticas (valor

pico a pico, valor máximo, fase, etc).

8.12.7. Fazer a conexão terra nos mesmos pontos do circuito.

9. CONHECENDOOGERADORDEFUNÇÕES

9.1. Explicar a que se destina;

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9.2. Gerar funções: senoidal, triangular, quadrada, em diversas frequências;

9.3. Ligar o gerador de sinais e ajustar a função desejada (ex. Senoidal); escolher a frequência (ex. 1 kHz); ajustar amplitude da tensão;

9.4. Medir o valor com um voltímetro (conectado às pontas de prova do gerador de funções;

9.5. Interligar o canal 1 do Osciloscópio com o OUTPUT do Gerador de Sinais; conectar as massas do Osciloscópio e do Gerador de Sinais uma à outra;

Obs.: Se fosse pedido para conectar o segundo canal do Osciloscópio, ligar-se-ia ao SYNC OUTPUT do Gerador de Sinais.

9.6. Ajustar a atenuação da ponta de prova para X1;

9.7. Observar a forma de onda no Osciloscópio.

10. PÓS-AULA Não aplicável.

11. ASPECTOSDESEGURANÇA Ler atentamente as normas do uso dos laboratórios da UNIME, disponível no AVA.

12. VERIFICAÇÃODEAPRENDIZAGEMVerificar se o aluno foi capaz de aplicar os conhecimentos construídos durante a dis-ciplina na realização da atividade, bem como cumprir as determinações técnicas das atividades.

13. ANEXOS

Não aplicável.