Roteiros Laboratório de Eletrônica_alunos 2019-1_parte 2_Eduardo

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AULA PRÁTICA 09 Diodo – Curva Característica 1 – Objetivos:

Obter a curva característica VxI do diodo. 2 – Material Utilizado:

01 Fonte CC ajustável

01 Gerador de sinais/ Osciloscópio 01 Diodo 1N4007

__ Resistor(es) de _____Ω 01 AmpOp(s) LM741 01 Resistor(es) de 1 kΩ

3 – Atividade: Considere o circuito mostrado na Figura 1.

Figura 1 – Circuito proposto.

Figura 2 – Imagem do osciloscópio.

3.1 – Parte teórica:

a) Projete o circuito subtrator utilizando um único AmpOp. O circuito subtrator receberá os sinais de tensão medidos nos terminais do resistor e sua saída será medida pelo osciloscópio utilizando o canal 2. A tensão sobre o diodo será medida com o osciloscópio, utilizando o canal 1.

b) Calcule a corrente no resistor de 1 kΩ quando a tensão for constante e igual a 5 V, considerando as seguintes aproximações para o diodo semicondutor:

1. Modelo ideal com queda direta igual a zero; 2. Modelo com queda direta constante e igual a 0,7 V;

3. Modelo linear por partes com queda direta de 0,7 V e resistência do diodo igual a 1 Ω.

c) Simule o circuito utilizando análise transiente e considerando uma fonte de tensão do tipo rampa, com amplitude de 5 V, desvio de 2,5 V e frequência de 100 Hz.

3.2 – Parte prática:

a) Utilizando o gerador de funções, ajuste o sinal conforme pedido no item 3.1(c).

b) No ajuste horizontal selecione a opção de visualização XY. Ajuste a escala do osciloscópio para 100 mV/div no canal 1 e 700 mV/div no canal 2 e posicione o ponto de 0 V de acordo com a Figura 2. Desenhe a forma de onda.

4 – Conclusões:

Elaborar e redigir as conclusões às quais o aluno chegou. As experiências de laboratório têm o objetivo de oferecer informações reais, à partir da manipulação dos componentes e montagens, para consolidar o aprendizado teórico e prover contato com a prática. A discussão das experiências deve oferecer o subsídio necessário para a elaboração de conclusões consistentes, que são a parte mais importante do relatório.

COR VALOR Preto 0 Marrom 1 Vermelho 2 Laranja 3 Amarelo 4 Verde 5 Azul 6 Violeta 7 Cinza 8 Branco 9 Ouro 0,1 Prata 0,01 Nenhuma

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--UNIVERSIDADE FEDERAL DE SÃO JOÃO DEL-REI

Curso: ENGENHARIA ELÉTRICA

Disciplina: ELETRÔNICA I – LABORATÓRIO

Professor: Eduardo Moreira Vicente Data: Nota:

Aluno: Turma:

AULA PRÁTICA 10 Diodo – Retificador Com Filtro / Diodo Zener 1 – Objetivos:

Observar o comportamento de um retificador monofásico de meia onda com filtro e diodo Zener.

2 – Material Utilizado: 01 Osciloscópio 01 Transformador 127/13,8 V 01 Diodo 1N4148 01 Diodo Zener BZX79C3V3 01 Capacitor de 1 μF 01 Capacitor de 10 μF 01 Capacitor de 100 μF 01 Resistor de 1 kΩ 01 Resistor de 10 kΩ 3 – Atividade:

3.1 -Retificador com filtro

Considere o circuito mostrado na Figura 1.

Figura 1 – Circuito retificador de meia onda com capacitor de filtro. 3.1.1 – Parte teórica:

a) Utilizando como sinal de entrada VSENOIDAL= 19,5 V (tensão de pico, sem deslocamento) e f = 60 Hz, calcule a tensão e a corrente média na carga

considerando o capacitor C1 desconectado.

b) Calcule a tensão e a corrente média na carga com capacitores C1 de 1μF, 10μF e 100μF.

c) Faça um esboço da forma de onda e determine a tensão e a corrente média na carga R.

d) Utilizando o simulador, realize uma análise transiente para o circuito considerando os casos de a e b.

e) Proponha uma montagem para obter um retificador de onda completa. Simule este circuito no simulador e analise os resultados. Compare com o retificador de meia onda.

3.1.2 – Parte prática:

a) Utilizando a saída do secundário de um transformador 127 V/13,8 V como tensão de entrada, monte o circuito da Figura 1 em uma matriz de contatos.

b) Preencha a Tabela 1 com os valores de tensão média de saída para as situações: sem capacitor, com capacitor de 1 μF, 10 μF e 100 μF.

Tabela 1 – Valores médios da tensão de saída, circuito da Figura 1. Sem capacitor 1 μF 10 μF 100 μF

V

O(MED) COR VALOR Preto 0 Marrom 1 Vermelho 2 Laranja 3 Amarelo 4 Verde 5 Azul 6 Violeta 7 Cinza 8 Branco 9 Ouro 0,1 Prata 0,01 Nenhuma

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--Figura 2 – Circuito retificador com diodo Zener. 3.2.1 – Parte teórica:

a) Estude o datasheet de família de diodos Zener BZX79C; b) Determine a tensão aplicada à carga RL = 10 kΩ;

c) Caso não fosse utilizado o regulador Zener, qual seria a tensão aplicada à carga? d) Qual a potência dissipada nos resistores de 1 kΩ e de 10 kΩ?

e) Simule o circuito e obtenha a tensão de saída média com e sem o diodo zener. 3.2.1 – Parte prática:

a) Monte o circuito em uma matriz de contatos e utilize o osciloscópio para medir a tensão de saída média com e sem o diodo Zener. b) Substitua o capacitor de 10 μF pelo de 100 μF e observe o que acontece com a forma de onda da tensão de saída (com o diodo Zener).

Tabela 2 – Valores médios da tensão de saída, circuito da Figura 2. Com Zener Sem Zener

V

O(MED)

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE SÃO JOÃO DEL-REI

Curso: ENGENHARIA ELÉTRICA

AULA PRÁTICA 11 Diodos - Ceifador e Grampeador 1 – Objetivos:

Análise de circuitos ceifadores e grampeadores. 2 – Material Utilizado:

01 Fonte CC ajustável

01 Gerador de sinais/ Osciloscópio

01 Resistor de 10 kΩ 01 Capacitor de 1 μF 01 Diodo retificador 1N4148 3 – Atividade: 3.1 – Circuito ceifador Considere os circuitos:

Figura 1 – Circuito ceifador paralelo. Figura 2 – Circuito ceifador paralelo polarizado.

Figura 3 – Circuito ceifador série polarizado. 3.1.1 – Parte teórica:

Configure o gerador de sinais com 5 Vpp e 1 kHz para ser o sinal de entrada. Considere VD=0,7V e R=10 kΩ e Vcc=1 V.

a) Explique o funcionamento do circuito da Fig. 1;

b) Altere o circuito da Fig. 1, inserindo uma fonte de tensão Vcc =1 V, conforme apresentado na Figura 2. Explique as diferenças no funcionamento do circuito;

c) Utilizando o simulador, realize uma análise transiente para os circuitos, considerando as informações dadas em a) e b); d) Simule o circuito da Fig. 3 e observe as diferenças em seu funcionamento, comparado com os demais.

3.1.2 – Parte prática:

a) Monte o circuito da Figura 1. Meça com o Osciloscópio os sinais de entrada e saída. Desenhe as formas de ondas na Figura 4; b) Modifique o circuito de acordo com a Figura 2 e desenhe as formas de ondas no gráfico da Figura 5;

c) Inverta o diodo da Figura 2 e desenhe as formas de onda na Figura 6; d) Monte o circuito da Figura 3 e desenhe as formas de onda na Figura 7.

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--Figura 6 – Formas de onda do circuito ceifador. Figura 7 – Formas de onda do circuito ceifador.

3.2 – Circuito grampeador

Considere os circuitos mostrados nas Figuras 8 e 9.

Figura 8 – Circuito grampeador com diodo. Figura 9 – Circuito grampeador com diodo e fonte de tensão. 3.1.1 – Parte teórica:

Configure o gerador de sinais com 5 Vpp e 1kHz para ser o sinal de entrada. Considere VD=0,7 V, C= 1µF e Vcc=1 V.

a) Explique o funcionamento do circuito da Figura 8.

b) Utilizando o simulador, realize uma análise transiente para os circuitos das Figuras 8 e 9. 3.1.2 – Parte prática:

a) Monte o circuito da Figura 8. Meça com o Osciloscópio os sinais de entrada e saída. Desenhe as formas de ondas na Figura 10. b) Inverta o diodo da Figura 8 e desenhe as formas de onda na Figura 11.

c) Modifique o circuito de acordo com a Figura 9 e desenhe as formas de ondas no gráfico da Figura 12.

Figura 10 – Formas de onda do circuito grampeador. Figura 11 – Formas de onda do circuito grampeador.

Figura 12 – Formas de onda do circuito grampeador. 4 – Conclusões:

Elaborar e redigir as conclusões às quais o aluno chegou. As experiências de laboratório têm o objetivo de oferecer informações reais, à partir da manipulação dos componentes e montagens, para consolidar o aprendizado teórico e prover contato com a prática. A discussão das experiências

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE SÃO JOÃO DEL-REI

Curso: ENGENHARIA ELÉTRICA

AULA PRÁTICA 12 Transistor TBJ – Funcionamento como Chave 1 – Objetivos:

Observar o funcionamento como chave do TBJ (que pode ser utilizado para acionar um LED ou um relé).

2 – Material Utilizado:

01 Osciloscópio com Gerador de Sinais 01 Multímetro

01 LED

01 Transistor TBJ 2N3904 01 Resistor de 1 kΩ 01 Resistor de 330 Ω 3 – Atividade: Considere o circuito mostrado na Figura 1.

Figura 1 – Funcionamento como chave do TBJ.

Para o LED vermelho, estima-se uma queda de tensão de 1,9 V

I

C

V

C(on)

V

C(OFF)

Valores

Medidos

3.1 – Parte teórica:Sabendo que o sinal de entrada (onda quadrada) possui Vi(P-P) = 5 V, f = 2 Hz, VOFFSET = 2,5 V, determine:

a) As correntes e tensões (IC; IE; IB e VC).

b) Como esse circuito funciona?

c) Faça os cálculos que comprovem o funcionamento do circuito? 3.2 – Parte prática:

a) Monte o circuito no laboratório. Obtenha o valor de tensão e corrente no coletor. Compare os resultados teóricos e práticos. Não é necessário simular essa prática. Os resultados são semelhantes? Faça suas conclusões.

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--AULA PRÁTICA 13 Transistor TBJ – Amplificador Emissor Comum 1 – Objetivos:

Observar o funcionamento do TBJ como amplificador de pequenos sinais. 2 – Material Utilizado:

01 Osciloscópio com Gerador de Sinais 01 Fonte CC de 12 V 01 Transistor TBJ 2N3904 01 Resistor de 1 kΩ 01 Resistor de 10 kΩ 01 Resistor de 3,3 kΩ 03 Resistores de 4,7 kΩ 03 Capacitores de 10 μF 3 – Atividade: Considere o circuito mostrado na Figura 1.

Figura 1 – Funcionamento do TBJ como amplificador.

3.1 – Parte teórica: Sabendo que o sinal de entrada possui Vi(P-P) = 50 mV, f = 10 kHz, VOFFSET = 0V, determine:

a) O ponto de polarização CC? (IC; IE; IB; VC)

b) Determine os parâmetros e o modelo de pequenos sinais. c) Qual é o ganho de tensão global para esse amplificador VO/Vi?

d) Simule o circuito e compare os resultados (simulado e teórico).

V

I

V

o

A

V

Valores

Medidos

3.2 – Parte prática:

a) Monte o circuito no laboratório e repita o procedimento adotado na simulação. Os resultados são semelhantes? b) Obtenha os valores da tensão de entrada e saída (pico a pico) e calcule o ganho de tensão do circuito.

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--UNIVERSIDADE FEDERAL DE SÃO JOÃO DEL-REI

Curso: ENGENHARIA ELÉTRICA

AULA PRÁTICA 14 Transistor JFET – Amplificador Fonte Comum 1 – Objetivos:

Fazer a análise CA do JFET e determinar seus principais parâmetros. 2 – Material Utilizado:

01 Osciloscópio com Gerador de Sinais 01 Fonte CC de 16V 01 Multímetro Digital 01 Transistor JFET BF245C 01 Resistor de 1 kΩ 01 Resistor de 1,8 kΩ 01 Resistor de 3,3 kΩ 01 Resistor de 100 kΩ 01 Resistor de 47 kΩ 03 Capacitores de 10 μF 3 – Atividade: Considere o circuito mostrado na Figura 1.

Figura 1 – Funcionamento do JFET como amplificador.

3.1 – Parte teórica: Sabendo que o sinal de entrada senoidal possui Vi(P-P) = 250 mV, f = 1 kHz, VOFFSET = 0V, determine:

a) O ponto de polarização CC? (VG; VS; VD)

b) Qual é o ganho de tensão global para esse amplificador (VO/Vi)?

c) Simule o circuito e compare os resultados simulado e teórico. (No LTSpice utilize o componente NFT - 2N4338) 3.2 – Parte prática:

a) Monte o circuito da Figura 1 sem ativar a fonte de tensão senoidal. Meça os parâmetros relativos ao ponto de polarização, utilizando um multímetro, preenchendo a Tabela 1.

b) Ative a fonte de sinal Vin, conforme indicado na Figura 1. Meça os valores de pico a pico das tensões Vin e VO, utilizando o osciloscópio, e

preencha os demais valores da Tabela 1. Obtenha os valores da tensão de entrada e saída e calcule o ganho de tensão do circuito. Tabela 1 – Valores medidos - circuito da Figura 1

COM MULTÍMETRO COM OSCILOSCÓPIO

VG VS VD Vin VO

Valores Medidos

COR

VALOR

Preto 0 Marrom 1 Vermelho 2 Laranja 3 Amarelo 4 Verde 5 Azul 6 Violeta 7 Cinza 8 Branco 9 Ouro 0,1 Prata 0,01 Nenhuma