SUMÁRIO

1. RESUMO...................................................................................................................... 4

2. INTRODUÇÃO TEÓRICA........................................................................................ 4

3. OBJETIVOS.................................................................................................................. 4

4. MATERIAIS E MÉTODOS......................................................................................... 4

5. RESULTADOS E DISCUSSÕES................................................................................ 5

6. CONCLUSÕES........................................................................................................... 18

7. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS...................................................................... 19

1. RESUMO

Neste laboratório tivemos como principal objetivo aprender a utilizar o software Multisim e suas funções, aprendemos como obter tensões, correntes, formas de onda dos circuitos através das funções do software. Foi visto como calcular resistência em série e paralelo, também como analisar as formas de onda utilizando o osciloscópio e o gerador de função e como posicionar as pontas de prova para efetuar a medição. Também foi visto neste laboratório a função de carga e descarga do capacitor e como a onda se comporta com e sem ele, as formas de onda de um retificador de meia onda e um de onda completa, aprendemos conceitos sobre um filtro passa baixa e um oscilador que são compostos por um amp op 741 e um CI 555 consequentemente, e por fim o funcionamento de uma minuteria que também é composta por um CI 555. Foi visto como fazer análises de tensão e corrente com o uso do multímetro, sendo que para medir a corrente devemos abrir o circuito e conectar as pontas de prova do multímetro onde o circuito se encontra aberto e para tensão devemos colocar as pontas de prova entre o componente que se deseja obter a tensão. Com a elaboração do relatório foi observado que os valores calculados se aproximam muito dos valores simulados.

2. INTRODUÇÃO TEÓRICA

O Multisim é uma das ferramentas mais utilizadas entre os projetistas de circuitos eletrônicos, sendo muito usado por estudantes e engenheiros para testar circuitos sem ter que realmente monta-lo. Esse programa é usado em laboratório para podermos comparar a teoria com pratica, e analisar os resultados.

3. OBJETIVOS

Explorar os comportamentos dos circuitos eletrônicos com instrumentos virtuais

originais; Familiarizar quanto ao uso do software Multisim e seus principais recursos.

4. MATERIAS E MÉTODOS UTILIZADOS

4.1. Materiais Utilizados:

- Computador/Notebook;

- Software Multisim.

4.2. Métodos Utilizados:

Para utilizar o software, descrever os circuitos simulados e comparar dados, usamos:

- Análise visual do circuito;

- Conferencias de dados do software por cálculos manuais com fórmulas e métodos

adotados universalmente;

- Pesquisa bibliográfica em livros acadêmicos.

5. RESULTADOS E DISCUSSÕES

5.1. Letra A: Medição de tensão e corrente

Figura.a : Medição de tensão e corrente

Para a construção do circuito foram utilizados os seguintes componentes: 2 Resistores no valor de 10 [Ω] 1 Fonte DC 12 [V] 2 Multímetros da Agilent

Na montagem do circuito um dos multímetros foi colocado em série entre a fonte e a primeira resistência R1 e o outro multímetro é ligado em paralelo nas extremidades da segunda resistência R2. O multímetro ligado em série é utilizado para medir a corrente e o multímetro ligado em paralelo é utilizado para medir a tensão na carga. Pelos cálculos pode-se observar que os valores medidos e os valores calculados estão muito próximos.Requivalente = 10 + 10 = 20 [Ω]- Corrente medida pelo multímetro XMM1:

I = 1220

=0,6[A]

- Tensão medida pelo multímetro XMM2:

V = 12∗1010+10

= 6 [V]

5.2. Letra B: Medição de resistência

Figura.b.1 : Medição de resistência

Figura.b.2 : Medição de resistência 1 Multímetro da Agilent 2 Resistores de 10KΩ e 4,7kΩ

Utilizamos o multímetro para medir a Resistencia de um elemento, que pode ser usado para identificar resistores desconhecidos, medir a resistência exata do elemento já que pode haver um erro pequeno na sua marcação, ou ate para testar continuidade.

5.3. Letra C: Medição de resistência equivalente I

Figura.c : Resistência equivalente

Na figura.c foi simulado um circuito com quatro resistências em série (R1 = 10 kΩ; R2 = 4.7 kΩ; R3 = 33 kΩ; R4 = 1 kΩ) e sem fonte. O que mostra que o intuito da simulação é demonstrar como deve-se medir resistências em série com um multímetro de bancada.

Para calcular a resistência equivalente de resistências em série, devemos realizar a soma de todas as resistências conectadas em série. Dessa forma teremos:

Dessa forma teremos:

Req=R1+R2+R3+R4Req=48.7kΩ

Para medir o valor da resistência equivalente deve-se conectar uma ponta de prova no ponto comum da entrada do circuito e a outra ponta de prova no ponto comum da saída do circuito, como mostrado na figura.c. Assim observamos que o valor calculado e o medido são próximos.

5.4. Letra D: Medição de resistência equivalente II

Figura.d : Medição de resistência equivalente II

Na figura.d foi simulado um circuito com quatro resistências em paralelo (R1 = 10

kΩ; R2 = 4.7 kΩ; R3 = 33 kΩ; R4 = 1 kΩ) e sem fonte. O que mostra que o intuito da

simulação é demonstrar como deve-se medir resistências em paralelo com um multímetro de

bancada.

Como as resistências estão em paralelo as tensões nelas são as mesmas e as correntes

variam de acordo com as resistências. Para calcular a resistência equivalente de resistências

em paralelo, devemos realizar a soma do inverso de todas as resistências conectadas em

paralelo. Dessa forma teremos:

Para medir o valor da resistência equivalente deve-se conectar uma ponta de prova no

ponto comum da entrada do circuito e a outra ponta de prova no ponto comum da saída do

circuito, como mostrado na figura.d. Assim observamos que o valor calculado e o medido são

próximos.

A resistência em paralelo é utilizada em casos de necessidade de diminuição do valor

de uma resistência no circuito.

5.5. Letra E: Medição de resistência Trimpot

Figura.e : Medição de resistência Trimpot

Para a construção do circuito foram utilizados os seguintes componentes: 1 Resistência de Trimpot no valor de 10[Ω]/50% 1 Multímetros da Agilent

A resistência de Trimpot é uma resistência de valor ajustável que pode assumir qualquer valor entre 0 e o valor máximo da resistência , o valor que a resistência assume é definido pela porcentagem da resistência.

5.6. Letra F: Analise de forma de onda de teste de osciloscópio.

Figura.f : Análise de forma de onda de teste de osciloscópio

Osciloscópio

O osciloscópio nos fornece uma onda fixa quadrada de aproximadamente 5V e 1kHz, que pode ser usado para ajustar a compensação da ponta de prova, calibrar e verificar o funcionamento desse equipamento. Não sendo usada em circuitos, sendo sua principal função, calibrar o equipamento antes do uso.

5.7. Letra G: Análise de forma de onda de gerador de funções. Quadrada, 10Hz, 1Vpp

Figura.g : Forma de onda de gerador de funções

Na figura.g utilizamos um osciloscópio para observar o comportamento das ondas e

um gerador de função para gerar uma onda quadrada, com frequência de 10 Hz e tensão de pico de 1Vp, na curva amarela do osciloscópio da figura.h é mostrada a forma de onda.

5.8. Letra H: Carga e descarga de capacitor. Quadrada, 10Hz, 1Vpp

Figura.h : Carga e descarga de capacitor

Na figura.h foi simulado um circuito com um resistor (R1 = 10 kΩ) e um capacitor

(10µF), em série, com a finalidade de observar a curva de um capacitor carregando e

descarregando, como visto no osciloscópio da figura.h.

Utilizamos um osciloscópio para observar o comportamento das ondas e um gerador

de função para gerar uma onda quadrada, com frequência de 10 Hz e tensão de pico de 1Vp, a

curva amarela do osciloscópio da figura.h.

A curva azul mostra a carga e descarga do capacitor, na qual podemos observar que o

capacitor não começa a carregar instantaneamente assim que ligamos uma fonte, no caso

demorou 20ms, tempo que este levou a conduzir devido a tensão mínima de 0,7V.

Podemos observar também que esta curva decai progressivamente quando acaba o

semicírculo positivo da VAC é quando o diodo começa a descarregar. E assim o ciclo repete-

se.

5.9. Letra I: Análise de corrente em circuito

Figura.i : Análise de corrente em circuitos

Para a construção do circuito foram utilizados os seguintes componentes: 4 Resistores nos seguintes valores:

R1 = 10 [kΩ]

R2 = 4,7 [kΩ] R3 = 33 [kΩ]

R4 = 1 [kΩ] 1 Fonte DC 12 [V] 3 Multímetros

O circuito em questão é muito importante para a compreensão teórica de conceitos importantes da eletricidade como o comportamento da corrente dentro de circuitos elétricos.

Observou-se com a simulação do circuito no Mutisim que os valores medidos nos multímetros estão bem próximos dos resultados obtidos a partir dos cálculos matemáticos, provando assim a teoria do divisor de corrente.

Requivalente = ( 4,7∗334,7+33 )+10+1=15,15[kΩ]

- Corrente medida pelo multímetro XMM1:

I = 12

4,11=¿0,7920 [mA]

- Corrente medida pelo multímetro XMM2:

I = 0,7920∗33

33+4,7 = 0,6932 [mA]

- Corrente medida pelo multímetro XMM3:

I = 0,7920∗4,7

33+4,7=0,09873¿mA]

5.10. Letra J: Análise de tensão e corrente em circuito

Figura.j : Análise de tensão e corrente em circuitos 7 Multímetros 1 Fonte DC 12v 4 Resistores de 10kΩ, 4,7kΩ, 33kΩ e 1kΩ

Nesse circuito foi analisado a corrente e a tensão de todos os elementos, como resistência e fonte. E sabemos quais multímetros esta mostrando corrente ou tensão devido seu posicionamento no circuito sendo o primeiro em serie e o segundo em paralelo. Pode ser útil para verificar os cálculos feitos a mão.

5.11. Letra K: Retificador de meia onda. Senoinal, 5Vrms, 1kHz

Figura.k : Retificador de meia onda

Na figura.k utilizamos uma fonte de tensão alternada de 5 Vrms e frequência 1000Hz, também foi utilizado um resistor (R1 = 10 kΩ) e um diodo para retificar a onda. Utilizamos um osciloscópio para observar o comportamento das ondas, na curva amarela do osciloscópio da figura.k é mostrada a forma de onda sem estar retificada e na curva azul a forma de onde já aparece retificada devido ao diodo que está presente no circuito.

5.12. Letra L: Retificador de onda completa. Senoidal, 5Vrms, 1kHz

Figura.l : Retificador de onda completa

Na figura.l podemos observar um circuito retificador de onda completa, na

configuração em ponte. Seu nível cc(valor médio) pode ser aproveitado 100% de uma entrada

senoidal VCA(curva laranja do osciloscópio na figura.l), como pode ser visto na curva

vermelha do osciloscópio.

No semicírculo positivo ocorre uma situação similar de um retificador de meia onda

(começa a carregar a partir de Vt=0,7V(no caso de um diodo de silício) e seu Vcc=0,636(Vm

– 2Vt)), já no semicírculo negativo ocorre a mesma situação do semicírculo positivo, com

uma diferença, ao final da trajetória da corrente a um espelhamento horizontal, tornando a

onda apenas positiva.

Esse tipo de configuração de retificação é bastante utilizada na construção de fontes,

no qual há o aproveitamento total da onda de entrada.

5.13. Letra M: Filtro Passa-Baixa. Senoidal , 5 [Vrms], 10 [kHz]

Figura.m : Filtro Passa Baixa

Para a construção do circuito foram utilizados os seguintes componentes: 1 Fonte AC 5 [Vrms], 1000 [Hz], 0o

2 Fontes DC 12 [V] 1 Resistor no valor de 1 [kΩ] 1 Capacitor 100 [nF] 1 Osciloscópio 1 Amplificador Operacional 741

Devido a presença do Amplificador Operacional 741 no circuito somente ondas com frequências baixas tem a passagem permitida, quando submetido a ondas de altas frequências o circuito reduz a amplitude da mesma para permitir a passagem da onda. Este é circuito geralmente utilizado na proteção de interferência em transmissores de radio e no controle de agudos em subwoofer.

5.14. Letra N: Minuteria

Figura.n : Minuteria

1 Fonte DC 12v 3 Resistores de 10kΩ e 680Ω 1 Chave 2 Capacitores de 10µF e 10nF 1 CI 555_TIMER_RATED 1 LED 1 Osciloscópio

Esse circuito é composto por um CI que funciona como um timer regulado por uma entrada, que utiliza um capacitor para seu desligamento e uma chave para seu acionamento. Sua utilização no mercado é muito ampla, podendo ser usada em lâmpadas residenciais ate grandes equipamentos industriais.

5.15. Letra O: Oscilador

Figura.o : Oscilador

Na figura.o utilizamos um CI 555 no modo astável operando como um oscilador, no seu circuito é utilizado pisca-pisca de LED, 3 resistores (R1 = 10 kΩ, R2 = 33 kΩ e R3 = 680 Ω). 2 capacitores (C1 = 1µF e C2 = 10 nF). Os osciladores são circuitos que geram sinais, partindo de uma fonte de corrente contínua os osciladores produzem sinais variáveis em que a frequência e forma de onda dependem de sua configuração.

6. CONCLUSÃO

Ao termino da prática e do relatório fomos capazes de aprender as diversas funções do

Multisim. Não só aprendemos a criar e simular circuitos elétricos e eletrônicos como também

aprendemos a instalar/alocar os instrumentos de medição do software e a realizar medições de

dados.

A montagem e as ligações de componentes se assemelham com os projetos físicos

reais. A interfase do Multisim nos permitiu realizar análises detalhadas e fiéis dado os

equipamentos virtuais existentes, semelhantes aos de laboratórios.

No experimento relembramos como realizar medições de unidades triviais como

tensão, corrente e resistências. Aprendemos de uma forma mais apurada a utilizar o

osciloscópio (leitura das ondas) e o gerador de função (criação de ondas

quadrada/senoidal/triangula; com tensão e frequência ajustáveis). Além de simularmos e

aprendermos o funcionamento de circuitos como retificadores, filtro, minuteria e oscilador.

7. BIBLIOGRAFIA

DISPOSITIVOS ELETRÔNICOS E TEORIA DE CIRCUITOS, ed. 3 - ROBERT L. BOYLESTAD e LOUIS NASHELSKY - Pearson, 2009.

MICROELETRÔNICA, ed. 5 - SEDRA E SMITH - Pearson, 2012.