2 - Medição, Divisor de tensão e osciloscópio
Como observado anteriormente, para a caracterização elétrica de um componente, normalmente verificamos o comportamento por meio de grandezas como a tensão (o termo correto é esse mesmo e não voltagem) e corrente. As relações entre essas grandezas definem a característica de resistência ou impedância (ohms), como também define a questão da potência (grandezas VA, W ou var). Mas um ponto importante é notar que há duas formas padronizadas de como a potência é fornecida. Isso se refere à forma de onda da tensão elétrica que pode ser contínua ou alternada, portanto, as medições são ligadas à essas duas formas de onda.
Sobre a tensão contínua o valor no eixo do tempo (excluindo-se eventos que afetam o circuito ou funcionamento) mantém o valor constante.
Já uma onda senoidal, ele apresenta as seguintes características: periodicidade, simetria, valor médio nulo. Portanto, não é apenas a onda senoidal que se comporta dessa forma. Há formas de onda quadrada, triangular entre outras que atendem a essa característica. No entanto, a tensão elétrica padronizada é a senoidal. No Brasil, as tensões padronizadas residenciais são de 127 V ou 220 V. A frequência é de 60 Hz. No entanto, há países que praticam outros valores, pois possuem sua própria regulamentação.
Agora, se comparadas a tensão contínua com a alternada, e sabendo que a tensão residencial de 127 V é alternada, o que significa esse valor?
Se for calcular a média de um sinal senoidal (alternada) teremos algo do tipo:
Portanto, não se trata do valor médio, mas sim de um valor chamado de valor eficaz da tensão. É um padrão.
O valor eficaz pode ser obtido da seguinte forma. Considerando que inicialmente havia duas formas de distribuição de energia elétrica (alternada e contínua) e considerando que a lâmpada por filamento funciona nas duas, qual seria a tensão elétrica na forma alternada que forneceria a mesma quantidade de energia elétrica quando conectada a uma tensão cc conhecida? Isso pode ser traduzida na forma abaixo.
Ou seja, a corrente \( I_{ef}=I_{cc}= \) deve ser igual a \( I_p/\sqrt{2} \). De forma análoga, para a tensão eficaz teremos \( V_{ef}=V_p/\sqrt{2} \).
é a corrente de pico (amplitude)
o subescrito indica pico, assim como \( I_{pp} \) indica o tamanho de um pico a outro (pico a pico).
Portanto, se temos uma lâmpada que funciona na bateria (tensão cc) a 127 V, precisamos conectar à uma fonte ca com valor eficaz de 127 V . Mas se observarmos a forma de onda da senoidal ela possui amplitude de \( 127 \times \sqrt{2} \). Então chegamos a conclusão de que especificação da tensão ca veio para compatibilizar com a tensão cc!
Resumindo: Como sabemos uma senóide é definida pela magnitude, frequência e fase. Então esse valor de 127 V significa o que em relação à expressão senoidal?
Neste laboratório vocês verificarão essa relação do valor eficaz e o sinal da tensão senoidal por meio de um osciloscópio. Além de outras práticas para verificar o funcionamento do osciloscópio.
Os grupos deverão trazer o roteiro que poderá ser preenchido como relatório.