Nesta etapa do experimento iremos conectar as grandezas fundamentais em elementos de circuitos como placas paralelas e bobinas a questões de ordem prática em circuitos elétricos, como capacitância e indutânica. Para isto estudaremos circuitos elétricos compostos de capacitores, indutores e resistores em correntes alternadas.

Figura 1 - circuito básico utilizado nesta experiência.

O circuito básico a ser utilizado é mostrado na figura 1. O elemento X pode ser ou um capacitor ou um indutor. No caso de capacitores, utilizaremos a década capacitiva mostrada na figura 2, onde é possível, através de botões, escolher o valor do capacitor a ser utilizado no circuito (você pode combinar valores de botões diferentes). No caso de indutores, usaremos as bobinas disponíveis no laboratório, conforme mostrado na figura 3.

Figura 2 - Década capacitiva.

Figura 3 - Bobinas que serão utilizadas com indutores.

Para medir a corrente elétrica no circuito, utilizaremos um resistor ôhmico disponível no laboratório (NÃO utilize a década resistiva! Ela não suporta muita corrente). 

Para cada um dos dois elementos mostrados acima, sugerimos o seguinte procedimento:

  1. Monte o circuito apropriado. No caso do capacitor, escolha valores de capacitância de ordem de grandeza de alguns micro-faraday.
  2. Utilize um canal do osciloscópio para medida de corrente e o outro canal para medida de tensão no elemento X. TOME CUIDADO COM A QUESTÃO DO TERRA DO OSCILOSCÓPIO. O terra é comum aos dois canais e se colocados em pontos diferentes do circuito, há um curto-circuito que, em geral, inutiliza as medidas tomadas e pode danificar os equipamentos.
  3. Meça a amplitude de corrente (amplitude de tensão no resistor), amplitude de tensão no elemento X e fase entre a tensão e corrente entre os dois elementos em função da frequência da onda ajustada no gerador de áudio. Utilize frequências desde algumas dezenas de Hz até alguns kHz.
  4. NÃO USE MEDIDAS AUTOMÁTICAS DO OSCILOSCÓPIO. Estas medidas possuem particularidades que podem inviabilizar a correta análise dos dados. Meça os valores com os cursores do osciloscópio. Para isto, veja a Aula 2 deste link.
  5. Determine a amplitude de impedância \(Z_0\) para cada ponto medido. Faça os gráficos de \(Z_0\) e de fase em função de \(\omega\) e ajuste aos modelos apropriados. Compare os valores obtidos do ajuste aos valores nominais dos elementos de circuito utilizando os testes apropriados.

Última atualização: segunda-feira, 20 out. 2014, 14:10