Laboratorio: Filtros Eletricos: mudanças entre as edições
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=Laboratório: Filtros Elétricos | =Laboratório: Filtros Elétricos= | ||
==Objetivos== | ==Objetivos== | ||
Verificar o de funcionamento dos '''filtros elétricos RC | Verificar o de funcionamento dos '''filtros elétricos RC e RL'''. | ||
==Procedimentos Práticos== | ==Procedimentos Práticos== | ||
===Filtro passa baixa=== | ===Filtro RC passa baixa=== | ||
#Monte no '''SimulIDE''' o circuito do '''filtro RC passa baixa''' da figura abaixo, usando o '''resistor''' de 68Ω e o '''capacitor''' de 22uF: | #Monte no '''SimulIDE''' o circuito do '''filtro RC passa baixa''' da figura abaixo, usando o '''resistor''' de 68Ω e o '''capacitor''' de 22uF: | ||
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#Ajuste a frequência da '''onda senoidal''' no '''canal 1''' até que a amplitude da onda no '''canal B''' seja 3,5 V, ou seja, 70,7% da amplitude da entrada (5 . 0,707 ≈ 3,5). | #Ajuste a frequência da '''onda senoidal''' no '''canal 1''' até que a amplitude da onda no '''canal B''' seja 3,5 V, ou seja, 70,7% da amplitude da entrada (5 . 0,707 ≈ 3,5). | ||
===Filtro passa alta=== | ===Filtro RC passa alta=== | ||
#Monte no '''SimulIDE''' o circuito do '''filtro RC passa alta''' da figura abaixo, usando o '''resistor''' de 68Ω e o '''capacitor''' de 10uF. Observe que o '''resistor''' está conectado a tensão de 2,5 V e não ao terra. | #Monte no '''SimulIDE''' o circuito do '''filtro RC passa alta''' da figura abaixo, usando o '''resistor''' de 68Ω e o '''capacitor''' de 10uF. Observe que o '''resistor''' está conectado a tensão de 2,5 V e não ao terra. Verifique se a frequência ajustada corresponde a '''frequência de corte''' teórica. | ||
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#Utilize o '''canal 1''' osciloscópio para observar a '''forma de onda''' gerada pelo '''gerador de funções''' (v<sub>in</sub>) e o '''canal 2''' para observar a forma de onda sobre o '''resistor''' (v<sub>out</sub>). | #Utilize o '''canal 1''' osciloscópio para observar a '''forma de onda''' gerada pelo '''gerador de funções''' (v<sub>in</sub>) e o '''canal 2''' para observar a forma de onda sobre o '''resistor''' (v<sub>out</sub>). | ||
#Gradualmente aumente a '''frequência''' da '''onda senoidal''' até 1000 Hz e observe no '''canal 2''' o aumento da amplitude da forma de onda sobre o resistor. | #Gradualmente aumente a '''frequência''' da '''onda senoidal''' até 1000 Hz e observe no '''canal 2''' o aumento da amplitude da forma de onda sobre o resistor. | ||
#Ajuste a frequência da '''onda senoidal''' no '''canal 1''' até que a amplitude da onda no '''canal B''' seja 3,5 V, ou seja, 70,7% da amplitude da entrada (5 . 0,707 ≈ 3,5). | #Ajuste a frequência da '''onda senoidal''' no '''canal 1''' até que a amplitude da onda no '''canal B''' seja 3,5 V, ou seja, 70,7% da amplitude da entrada (5 . 0,707 ≈ 3,5). Verifique se a frequência ajustada corresponde a '''frequência de corte''' teórica. | ||
;Análise do circuito: É importante notar que o '''resistor''' no '''filtro passa alta''' está conectado a uma referência de tensão de 2,5 V e não ao terra. Isto é necessário pois o '''filtro passa alta''' não permite a passagem de '''corrente contínua''' (CC), podendo ser visto como um circuito que remove a componente de corrente contínua do sinal. O nível tensão CC (2,5 V) do outro lado do resistor ajusta a componente CC da saída do filtro para o valor médio da excursão do sinal de saída, uma vez que não há componente contínua no sinal de saída. Se o resistor fosse referenciado ao terra, a saída alternada oscilaria com valores positivos e negativos em torno da referência zero. | ;Análise do circuito: É importante notar que o '''resistor''' no '''filtro passa alta''' está conectado a uma referência de tensão de 2,5 V e não ao terra. Isto é necessário pois o '''filtro passa alta''' não permite a passagem de '''corrente contínua''' (CC), podendo ser visto como um circuito que remove a componente de corrente contínua do sinal. O nível tensão CC (2,5 V) do outro lado do resistor ajusta a componente CC da saída do filtro para o valor médio da excursão do sinal de saída, uma vez que não há componente contínua no sinal de saída. Se o resistor fosse referenciado ao terra, a saída alternada oscilaria com valores positivos e negativos em torno da referência zero. | ||
===Filtro RL passa baixa=== | |||
#Monte no '''SimulIDE''' o circuito do '''filtro RL passa baixa''' da figura abaixo, usando o '''resistor''' de 68Ω e o '''indutor''' de 100mH: | |||
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#Utilize como entrada do filtro um '''gerador de funções''', configurado para gerar uma '''onda senoidal''' com '''frequência''' de 10 Hz e '''tensão''' variando de 0 V a 5 V. | |||
#Utilize o '''canal 1''' osciloscópio para observar a '''forma de onda''' gerada pelo '''gerador de funções''' (v<sub>in</sub>) e o '''canal 2''' para observar a forma de onda sobre o '''resistor''' (v<sub>out</sub>). | |||
#Gradualmente aumente a '''frequência''' da '''onda senoidal''' até 1000 Hz e observe no '''canal 2''' a redução da amplitude da forma de onda sobre o resistor. | |||
#Ajuste a frequência da '''onda senoidal''' no '''canal 1''' até que a amplitude da onda no '''canal B''' seja 3,5 V, ou seja, 70,7% da amplitude da entrada (5 . 0,707 ≈ 3,5). Verifique se a frequência ajustada corresponde a '''frequência de corte''' teórica. | |||
==Observações e Conclusões== | ==Observações e Conclusões== | ||
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*Filtros simples podem ser construídos com componentes passivos, como os '''filtros RC''' e '''filtros RL'''. | *Filtros simples podem ser construídos com componentes passivos, como os '''filtros RC''' e '''filtros RL'''. | ||
*Na '''frequência de corte''' dos filtros a tensão da saída atinge 70,7% da tensão da entrada. | *Na '''frequência de corte''' dos filtros a tensão da saída atinge 70,7% da tensão da entrada. | ||
==Referências== | ==Referências== | ||
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Edição atual tal como às 15h23min de 1 de outubro de 2021
Laboratório: Filtros Elétricos
Objetivos
Verificar o de funcionamento dos filtros elétricos RC e RL.
Procedimentos Práticos
Filtro RC passa baixa
- Monte no SimulIDE o circuito do filtro RC passa baixa da figura abaixo, usando o resistor de 68Ω e o capacitor de 22uF:
- Utilize como entrada do filtro um gerador de funções, configurado para gerar uma onda senoidal com frequência de 10 Hz e tensão variando de 0 V a 5 V.
- Utilize o canal 1 osciloscópio para observar a forma de onda gerada pelo gerador de funções (vin) e o canal 2 para observar a forma de onda sobre o capacitor (vout).
- Gradualmente aumente a frequência da onda senoidal até 1000 Hz e observe no canal 2 a redução da amplitude da forma de onda sobre o capacitor.
- Ajuste a frequência da onda senoidal no canal 1 até que a amplitude da onda no canal B seja 3,5 V, ou seja, 70,7% da amplitude da entrada (5 . 0,707 ≈ 3,5).
Filtro RC passa alta
- Monte no SimulIDE o circuito do filtro RC passa alta da figura abaixo, usando o resistor de 68Ω e o capacitor de 10uF. Observe que o resistor está conectado a tensão de 2,5 V e não ao terra. Verifique se a frequência ajustada corresponde a frequência de corte teórica.
- Utilize como entrada do filtro um gerador de funções, configurado para gerar uma onda senoidal com frequência de 10 Hz e tensão variando de 0 V a 5 V.
- Utilize o canal 1 osciloscópio para observar a forma de onda gerada pelo gerador de funções (vin) e o canal 2 para observar a forma de onda sobre o resistor (vout).
- Gradualmente aumente a frequência da onda senoidal até 1000 Hz e observe no canal 2 o aumento da amplitude da forma de onda sobre o resistor.
- Ajuste a frequência da onda senoidal no canal 1 até que a amplitude da onda no canal B seja 3,5 V, ou seja, 70,7% da amplitude da entrada (5 . 0,707 ≈ 3,5). Verifique se a frequência ajustada corresponde a frequência de corte teórica.
- Análise do circuito
- É importante notar que o resistor no filtro passa alta está conectado a uma referência de tensão de 2,5 V e não ao terra. Isto é necessário pois o filtro passa alta não permite a passagem de corrente contínua (CC), podendo ser visto como um circuito que remove a componente de corrente contínua do sinal. O nível tensão CC (2,5 V) do outro lado do resistor ajusta a componente CC da saída do filtro para o valor médio da excursão do sinal de saída, uma vez que não há componente contínua no sinal de saída. Se o resistor fosse referenciado ao terra, a saída alternada oscilaria com valores positivos e negativos em torno da referência zero.
Filtro RL passa baixa
- Monte no SimulIDE o circuito do filtro RL passa baixa da figura abaixo, usando o resistor de 68Ω e o indutor de 100mH:
- Utilize como entrada do filtro um gerador de funções, configurado para gerar uma onda senoidal com frequência de 10 Hz e tensão variando de 0 V a 5 V.
- Utilize o canal 1 osciloscópio para observar a forma de onda gerada pelo gerador de funções (vin) e o canal 2 para observar a forma de onda sobre o resistor (vout).
- Gradualmente aumente a frequência da onda senoidal até 1000 Hz e observe no canal 2 a redução da amplitude da forma de onda sobre o resistor.
- Ajuste a frequência da onda senoidal no canal 1 até que a amplitude da onda no canal B seja 3,5 V, ou seja, 70,7% da amplitude da entrada (5 . 0,707 ≈ 3,5). Verifique se a frequência ajustada corresponde a frequência de corte teórica.
Observações e Conclusões
- Filtros elétricos são circuitos que permitem a passagem de terminadas frequências e limitam outras.
- Filtros simples podem ser construídos com componentes passivos, como os filtros RC e filtros RL.
- Na frequência de corte dos filtros a tensão da saída atinge 70,7% da tensão da entrada.
Referências
Evandro.cantu (discussão) 12h23min de 1 de outubro de 2021 (-03)
