Laboratorio: Resistores e Divisores de Tensao: mudanças entre as edições

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=Laboratório: Introdução aos Resistores e Divisores de Tensão=
=Laboratório: Introdução aos Resistores e Divisores de Tensão=
Este laboratório foi baseado no material disponibilizado pela '''Analog Devices''', fabricante do módulo educacional '''M1K Analog Devices''': <ref name=lab_1>https://wiki.analog.com/university/courses/engineering_discovery/lab_1</ref>, <ref name=lab_13>https://wiki.analog.com/university/courses/engineering_discovery/lab_13</ref>


==Objetivos==
==Objetivos==
Conhecer os '''resistores elétricos''', que são dispositivos que se opõem a passagem de '''corrente elétrica''' e controlam a relação instantânea entre a '''tensão''' e a '''corrente''' de acordo com a '''[[Eletricidade Básica|Lei de Ohm]]'''. A unidade de '''resistência elétrica (R)''' é o '''Ohm (&Omega;)'''.
Conhecer os '''resistores elétricos''', que são dispositivos que se opõem a passagem de '''corrente elétrica''' e controlam a relação instantânea entre a '''tensão''' e a '''corrente'''.


Conhecer os '''divisores de tensão''', que são circuitos formados por '''resistores''', capazes de dividir uma '''tensão elétrica''' em tensões menores, dependendo do tamanho dos resistores utilizados.
Conhecer os '''divisores de tensão''', que são circuitos formados por '''resistores''', capazes de dividir uma '''tensão elétrica''' em tensões menores, dependendo do tamanho dos resistores utilizados.
Conhecer a diferença entre '''tensões contínuas''' e '''tensões alternadas'''.
Utilizar '''equipamentos para medidas elétricas''', como '''voltímetro''', '''amperímetro''' e '''osciloscópio'''.


==Equipamento e Materiais==
==Equipamento e Materiais==
*Modulo '''Analog Devices M1K''' e software '''Pixelpulse'''
;Equipamentos:
*Componentes Eletrônicos:
*'''Bancada de Eletrônica''' com '''fonte de tensão''', '''gerador de funções''', '''multímetro''' e '''osciloscópio'''.
**Resistores:  68 &Omega;, 100 &Omega;, 330k&Omega;, 1k&Omega; 1k5&Omega; 2K2 &Omega;, 4K7 &Omega; e 1 M &Omega;.
ou
*'''Simulador de circuitos eletrônicos''': '''[https://www.simulide.com SimulIDE]'''.
;Componentes Eletrônicos:
*Resistores:  68 &Omega;, 100 &Omega;, 330k&Omega;, 1k&Omega;, 1k5&Omega;, 2K2 &Omega;, 4K7 &Omega; e 1 M &Omega;.
 
==Instalação do SimulIDE ==


==Procedimento para teste do módulo Analog Devices M1K  e software Pixelpulse==
Baixar a versão compatível do '''[https://www.simulide.com SimulIDE]''' com seu sistema operacional e proceder a instalação.
#Rodar o software '''Pixelpulse''' e conectar o módulo '''Analog Devices M1K'''  usando cabo USB.
 
#Ativar a '''medição de sinais/geração de sinais''' com a o botão '''flecha''' (''play'').
;Instalação do SimulIDE no Ubuntu 20.04:
#Observe que o módulo pode '''Medir Voltagem''', '''Gerar Voltagem/Medir Corrente''' e '''Gerar Corrente/Medir Voltagem'''.
*Baixar a versão compatível o Linux e extrair o conteúdo do arquivo .tar.gz.
#Configure o equipamento para '''Gerar Voltagem/Medir Corrente''' no '''canal A''' e '''Medir Voltagem''' no '''canal B''' usando fios para conexão.
*Instalar as dependências necessárias para o programa, as quais estão descritas no arquivo README.md.
#Selecione o '''canal A''' para gerar uma '''onda senoidal'''.
*:Podem ser instaladas com o comando:
#Observe no '''canal B''' a onda gerada.
sudo apt-get install libqt5core5a libqt5gui5 libqt5xml5 libqt5svg5 libqt5widgets5 libqt5concurrent5 libqt5multimedia5 libqt5multimedia5-plugins libqt5serialport5 libqt5script5 libelf1
#Observe a '''amplitude''' a a '''frequência''' do sinal. Altere '''amplitude''' a a '''frequência''' do sinal e observe o resultado.
*O diretório "SimulIDE_x.x.x" tem tudo o que precisa para rodar o programa, ir até ele e executar:
#Teste as outras formas de onda disponíveis: '''triangular''', '''quadrada''' e '''dente de serra'''.
./simulide


==Procedimentos Práticos==
==Procedimentos Práticos==
===[[Resistores]]===
===[[Resistores]]===
#Identifique usando o '''[[Resistores|código de cores]]''' os seguintes '''resistores''': 68 &Omega;, 100 &Omega;, 330k&Omega;, 1k&Omega; 1k5&Omega; 2K2 &Omega;, 4K7 &Omega; e 1 M &Omega;.
#Monte no '''SimulIDE''' um circuito com uma fonte de '''tensão constante''' com 5 V alimentando um '''resistor''' de 100 &Omega;.
#Selecione o '''canal A''' do módulo '''Analog Devices M1K''' para gerar uma ''''tensão constante''' com 5 V e o '''canal B''' para '''Medir Voltagem'''.
#:[[Arquivo:Circuito.png]] [[Arquivo:Resistor100R.jpeg|100px]]
#Use a '''matriz de contatos''' para montar um circuito com um '''resistor''' de 100 &Omega; e aplique a '''tensão constante''' sobre o resistor. Observe o valor da '''corrente''' sobre o resistor no Canal A.
#:V = 5V; R = 100 &Omega;
#Usando a '''[[Eletricidade Básica|Lei de Ohm]]''' verifique se o valor da '''corrente''' medido corresponde ao valor calculado.
#Utilize o '''voltímetro''' para medir a tensão sobre o resistor.
#Selecione o '''canal A''' do módulo para gerar uma '''onda senoidal''' com 5 Vpp e o '''canal B''' para '''Medir Voltagem'''.
#Utilize o '''amperímetro''' para medir a corrente circulando no resistor.
#Observe a '''forma de onda''' da '''tensão''' sobre o resistor no '''canal B''' e a '''forma de onda''' da '''corrente''' consumida pelo resistor no '''canal''' A. Verifique que as formas de onda são idênticas e em fase, diferindo apenas na amplitude.  
#*O amperímetro deve ser conectado em série com o resistor.
#Monte na '''matriz de contatos''' dois '''resistores em série''' de 100 &Omega;. Aplique sobre eles uma '''tensão constante''' de 5V e verifique a '''corrente''' circulando no circuito. Calcule o [[Resistores|resistor série]] resultante e o valor da corrente e compare com o valor medido.
#*Verifique se o valor da corrente medido corresponde ao valor calculado pela Lei de Ohm.
#Monte na '''matriz de contatos''' dois '''resistores em paralelo''' de 100 &Omega;. Aplique sobre eles uma '''tensão constante''' de 5V e verifique a '''corrente''' circulando no circuito. Calcule o [[Resistores|resistor paralelo]] resultante e o valor da corrente e compare com o valor medido.
#Modifique o circuito utilizando dois '''resistores em série''' de 100 &Omega;. Aplique sobre eles uma '''tensão constante''' de 5V e verifique a '''corrente''' circulando no circuito. Calcule o resistor série resultante e o valor da corrente e compare com o valor medido.
#Modifique o circuito utilizando dois dois '''resistores em paralelo''' de 100 &Omega;. Aplique sobre eles uma '''tensão constante''' de 5V e verifique a '''corrente''' circulando no circuito e também a corrente em um dos resistores. Calcule o resistor paralelo resultante e o valor da corrente e compare com o valor medido.
#Utilizando o circuito com apenas um resistor, substitua a fonte de tensão constante por um '''gerador de funções''', configurando o mesmo para gerar uma '''onda senoidal''' com 5 Vpp (pico a pico) e frequência de 1 kHz.
#Utilize o '''osciloscópio''' para observar a '''forma de onda''' da tensão sobre o resistor.
#Altere no '''gerador de sinais''' a forma de onda para '''triangular''', '''quadrada''' e '''dente de serra'''. Verifique com o osciloscópio a forma da onda resultante sobre o resistor.
 
===[[Divisor de Tensao|Divisor de Tensão]]===
#Monte o circuito '''divisor de tensão''' da figura usando resistores de 1k&Omega; e 1k5&Omega;:
#:[[Arquivo:DivisorTensao.png]] [[Arquivo:Resistor1K.jpeg|100px]] [[Arquivo:Resistor1K5.jpeg|60px]]
#:V = 5V; R1 = 1k&Omega;; R2 = 1k5&Omega;
#Utilize o '''voltímetro''' para medir a tensão sobre os resistores R1 e R2 e verifique se corresponde ao valor calculado.
#Utilize o '''amperímetro''' para medir a corrente circulando no divisor de tensão e verifique se corresponde ao valor calculado.
#Utilize no circuito divisor de tensão dois resistores iguais a 1k&Omega; e repita os procedimentos anteriores.
#No circuito divisor de tensão, substitua a fonte de tensão constante por um '''gerador de funções''', configurando o mesmo para gerar uma '''onda senoidal''' com 5 Vpp (pico a pico) e frequência de 1 kHz.
#Utilize o canal 1 do '''osciloscópio''' para observar a '''formas de onda''' da tensão no topo do divisor de tensão e o canal 2 no centro do divisor de tensão (entre os resistores). Observe a diferença entre as formas de onda.


===[[Divisor de Tensão]]===
===Potenciômetros===
#Monte na '''matriz de contatos''' o circuito '''divisor de tensão''' da figura usando resistores de 1k&Omega; e 1k5Omega;: [[Arquivo:lab_div_tensao1.png|300px]] <ref name=lab_13/>
#Monte o circuito com '''potenciômetro''' da figura usando potenciômetro de 1k&Omega;:
#Selecione o '''canal A''' do módulo '''Analog Devices M1K''' para gerar uma '''tensão constante''' com 5 V e o '''canal B''' para '''Medir Voltagem'''.
#:[[Arquivo:Potenciometro.png]] [[Arquivo:potenciometro.jpg|150px]]
#Observe a '''tensão''' no '''[[Divisor de Tensão|divisor de tensão]]''' mostrada no '''canal B''' e verifique se corresponde ao valor calculado.
#*V = 5V; R = 1k&Omega;
#Observe o valor da '''corrente''' sobre o circuito divisor de tensão no '''canal A''' e verifique se corresponde ao valor calculado.
#Utilize o '''voltímetro''' para medir a tensão sobre o centro do potenciômetro e o terra.
#Utilize no '''circuito divisor''' de tensão '''dois resistores iguais''' a 1k&Omega; e repita os procedimentos anteriores.
#Varie a resistência relativa do potenciômetro de um estremo a outro e verifique a variação da tensão medida pelo multímetro.  
#Utilize o '''amperímetro''' para medir a corrente circulando no potenciômetro e verifique se corresponde ao valor calculado. Há variação da corrente no circuito quando varia a resistência relativa do potenciômetro?


==Observações e Conclusões==
==Observações e Conclusões==
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[[Usuário:Root|Root]] ([[Usuário Discussão:Root|discussão]]) 10h06min de 10 de setembro de 2021 (-03)
[[Usuário:Evandro.cantu|Evandro.cantu]] ([[Usuário Discussão:Evandro.cantu|discussão]]) 12h24min de 10 de setembro de 2021 (-03)
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[[Categoria:Eletrônica]] [[Categoria:IoT]]
[[Categoria:Eletrônica]] [[Categoria:IoT]]

Edição atual tal como às 11h06min de 21 de setembro de 2021

Laboratório: Introdução aos Resistores e Divisores de Tensão

Objetivos

Conhecer os resistores elétricos, que são dispositivos que se opõem a passagem de corrente elétrica e controlam a relação instantânea entre a tensão e a corrente.

Conhecer os divisores de tensão, que são circuitos formados por resistores, capazes de dividir uma tensão elétrica em tensões menores, dependendo do tamanho dos resistores utilizados.

Conhecer a diferença entre tensões contínuas e tensões alternadas.

Utilizar equipamentos para medidas elétricas, como voltímetro, amperímetro e osciloscópio.

Equipamento e Materiais

Equipamentos
  • Bancada de Eletrônica com fonte de tensão, gerador de funções, multímetro e osciloscópio.

ou

  • Simulador de circuitos eletrônicos: SimulIDE.
Componentes Eletrônicos
  • Resistores: 68 Ω, 100 Ω, 330kΩ, 1kΩ, 1k5Ω, 2K2 Ω, 4K7 Ω e 1 M Ω.

Instalação do SimulIDE

Baixar a versão compatível do SimulIDE com seu sistema operacional e proceder a instalação.

Instalação do SimulIDE no Ubuntu 20.04
  • Baixar a versão compatível o Linux e extrair o conteúdo do arquivo .tar.gz.
  • Instalar as dependências necessárias para o programa, as quais estão descritas no arquivo README.md.
    Podem ser instaladas com o comando:
sudo apt-get install libqt5core5a libqt5gui5 libqt5xml5 libqt5svg5 libqt5widgets5 libqt5concurrent5 libqt5multimedia5 libqt5multimedia5-plugins libqt5serialport5 libqt5script5 libelf1
  • O diretório "SimulIDE_x.x.x" tem tudo o que precisa para rodar o programa, ir até ele e executar:
./simulide

Procedimentos Práticos

Resistores

  1. Monte no SimulIDE um circuito com uma fonte de tensão constante com 5 V alimentando um resistor de 100 Ω.
    V = 5V; R = 100 Ω
  2. Utilize o voltímetro para medir a tensão sobre o resistor.
  3. Utilize o amperímetro para medir a corrente circulando no resistor.
    • O amperímetro deve ser conectado em série com o resistor.
    • Verifique se o valor da corrente medido corresponde ao valor calculado pela Lei de Ohm.
  4. Modifique o circuito utilizando dois resistores em série de 100 Ω. Aplique sobre eles uma tensão constante de 5V e verifique a corrente circulando no circuito. Calcule o resistor série resultante e o valor da corrente e compare com o valor medido.
  5. Modifique o circuito utilizando dois dois resistores em paralelo de 100 Ω. Aplique sobre eles uma tensão constante de 5V e verifique a corrente circulando no circuito e também a corrente em um dos resistores. Calcule o resistor paralelo resultante e o valor da corrente e compare com o valor medido.
  6. Utilizando o circuito com apenas um resistor, substitua a fonte de tensão constante por um gerador de funções, configurando o mesmo para gerar uma onda senoidal com 5 Vpp (pico a pico) e frequência de 1 kHz.
  7. Utilize o osciloscópio para observar a forma de onda da tensão sobre o resistor.
  8. Altere no gerador de sinais a forma de onda para triangular, quadrada e dente de serra. Verifique com o osciloscópio a forma da onda resultante sobre o resistor.

Divisor de Tensão

  1. Monte o circuito divisor de tensão da figura usando resistores de 1kΩ e 1k5Ω:
    V = 5V; R1 = 1kΩ; R2 = 1k5Ω
  2. Utilize o voltímetro para medir a tensão sobre os resistores R1 e R2 e verifique se corresponde ao valor calculado.
  3. Utilize o amperímetro para medir a corrente circulando no divisor de tensão e verifique se corresponde ao valor calculado.
  4. Utilize no circuito divisor de tensão dois resistores iguais a 1kΩ e repita os procedimentos anteriores.
  5. No circuito divisor de tensão, substitua a fonte de tensão constante por um gerador de funções, configurando o mesmo para gerar uma onda senoidal com 5 Vpp (pico a pico) e frequência de 1 kHz.
  6. Utilize o canal 1 do osciloscópio para observar a formas de onda da tensão no topo do divisor de tensão e o canal 2 no centro do divisor de tensão (entre os resistores). Observe a diferença entre as formas de onda.

Potenciômetros

  1. Monte o circuito com potenciômetro da figura usando potenciômetro de 1kΩ:
    • V = 5V; R = 1kΩ
  2. Utilize o voltímetro para medir a tensão sobre o centro do potenciômetro e o terra.
  3. Varie a resistência relativa do potenciômetro de um estremo a outro e verifique a variação da tensão medida pelo multímetro.
  4. Utilize o amperímetro para medir a corrente circulando no potenciômetro e verifique se corresponde ao valor calculado. Há variação da corrente no circuito quando varia a resistência relativa do potenciômetro?

Observações e Conclusões

  • Resistores são elementos passivos, utilizados para limitar a corrente elétrica em circuitos elétricos e eletrônicos.
  • A voltagem sobre um resistor em um circuito série é uma fração da voltagem total sobre o circuito.
  • A voltagem sobre um resistor em um circuito série pode ser determinada pela regra do divisor de tensão.
  • A corrente sobre um resistor em um circuito paralelo é uma fração da corrente total sobre o circuito.

Referências


Evandro.cantu (discussão) 12h24min de 10 de setembro de 2021 (-03)

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