Atividade 1 - Estudar e caracterizar o filtro RC
Objetivos
Os objetivos desta atividade são:
- Estudar e analisar o filtro passa baixa RC.
- Estudar e analisar o filtro passa alta RC.
Atividades preparatórias
Considere uma frequência de corte para um filtro RC de \(f=500 \, Hz\). Usando um capacitor de \(1 \, \mu F\), calcule o valor da resistência do circuito RC para obter esta frequência de corte. Faça os gráficos de ganho \(G_{0}\) e fase \(\phi_{0}\) para os filtros RC passa baixa (saída no capacitor) e passa alta (saída no resistor).
Atividades de laboratório
Para montar os filtros passa alta e passa baixa, como mostrado no vídeo abaixo, foram utilizados os seguintes equipamentos:
- Capacitores.
- Resistores.
- Multímetro.
- Osciloscópio.
- Fonte de tensão alternada (também conhecida como gerador de áudio).
Link para o vídeo no YouTube: https://youtu.be/RtY1Qd926V8
O objetivo,
ao final destas atividades, é obter a curva experimental do
ganho em função da frequência do sinal, bem como a curva experimental da
fase do ganho em função da frequência. Nestes dados serão ajustados os
modelos teóricos, de modo a extrair as frequências
de corte de cada filtro para compará-las aos valores esperados para as
mesmas.
Para cada filtro (passa alta e passa baixa)
Para atingir os objetivos da atividade, para cada filtro, foi realizada a montagem do circuito correspondente utilizando um resistor de \(1 \, k\Omega\) e um capacitor de \( 0,47 \, \mu F\) (valores nominais) e:
- Foram feitas as medidas de amplitude de tensão de entrada, amplitude de tensão de saída, defasagem entre o sinal de entrada e o sinal de saída e frequência.
- Lembre-se de avaliar as incertezas destas medidas para fazer as análises solicitadas.
- Obtenha o ganho para cada frequência medida.
- Faça os gráficos apropriados de ganho em função da frequência e defasagem em função da frequência. Faça uma análise estatística, ajustando os modelos teóricos aos dados, avaliando a aplicabilidade desses modelos.
- Compare os valores de frequência de corte obtidas dos ajustes entre si e com os valores nominais, obtidos dos valores de resistência e capacitância dos elementos.