Relatório Eletronica Geral (N1) PDF

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Atividade de eletrônica geral...

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DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CURSO DE ENGENHARIA ELÉTRICA

ROTEIROS PARA O LABORATÓRIO e LISTAS DE EXERCÍCIOS

Disciplina: ENG1550 – Eletrônica Geral. Professor: Luís Fernando Pagotti. Aluno: Dihêgo Pires Martins

2o Semestre de 2019 1

Experiência 1 O Diodo Semicondutor Aluno: Dihêgo Pires Martins

Turma: A01-2 Objetivo

Levantar a curva característica do diodo semicondutor; determinar o ponto de trabalho do diodo utilizando a reta de carga.

Material Utilizado 01 Fonte DC ajustável; 01 Matriz de contatos; 01 Multímetro; 01 Resistor: 470 /1W; 01 Diodo 1N4007;

Procedimento Prático 1 – Utilizando um ohmímetro, identifique os terminais do diodo. 2 – Monte o circuito da figura 1.

Figura 1 3 – Ajuste a tensão na fonte para se obter os valores de tensão descritos tabela 1 abaixo. Meça e anote a corrente no circuito.

VS (fonte) VD (V)

0

2

4

6

8

1 0

1 2

1 4

1 6

1 8

2 0

22

0 0

0,4 9 6,9

0,5

ID (mA)

0,4 5 2,7 3

0,5 3 15, 12

0,5 3 19, 36

0,5 4 23, 9

0,5 45 28, 3

0,5 5 32, 5

0,5 58 36, 6

0,5 6 40, 9

0,56 5 45,1

10, 94

4 – Inverta a polaridade da fonte e preencha a tabela 2 abaixo.

VS(V ) ID(m A)

5

-10

-15

-20

-25

-30

0

0

0

0

0

0

Questões 1

– Com os dados obtidos na tabela 1 e 2 da figura 1 construa a curva característica do diodo (VD x ID).

2 – Sobreponha ao gráfico (VD x ID) a reta de carga para o circuito indicado na figura 1, com a tensão da fonte em 5V. Determine o ponto de trabalho (VDQ e IDQ) do diodo nestas condições.

Simulação Fazer a simulação em qualquer um dos simuladores e fazer o relatório comparando os valores da tabela 1. Podendo utilizar o Pspice, multsim, Proteus, etc.

2

Bibliografia



Anotações feitas em sala de aula durante exposição teórica;



BOYLESTAD, R. L & NASHELSKY, L. Dispositivos Eletrônicos e Teoria de Circuitos, Editora Prentice-Hall do Brasil, 6a Edição, 1996;

 Questões 1. Vs= ID∗470−VD ID=5−x /470 VE=5 V Pc ID=0 ,VD =10 V Ps VD=0 , ID=25 mA PQ =9,58 mA

 Vs ( fonte )

 Vo ( mV )

 ID ( mA )

0

0

0

2

451,77

3,29

4

487,35

7,47

6

506,77

11,69

8

520,18

15,91

10

530,42

20,15

12

538,71

24,39

14

545,68

28,63

16

551,68

32,87

18

556,95

37,11

20

561,66

41,36

22

565,9

45,6

 Simulação

3

Experiência 2 Regulador de Tensão com Diodo Zener Aluno: Dihêgo Pires Martins

Turma: A01-2 Objetivo

Analisar o comportamento funcional do diodo Zener.

Material Utilizado 01 Diodo Zener: 5,6 V; 01 Fonte de tensão variável (0 - 30V); 02 Multímetros; Resistores: 220 (1/8 W), 1k (1W); 01 Matriz de contatos;

Procedimento Prático 1 - Monte o circuito indicado na figura 1, com os seguintes valores: RS = 220  e RL = 1 K.

Figura 1 2 - Varie a tensão da fonte (VS) e preencha a tabela 1 abaixo.

VS( V)

2

4

6

8

1 0

1 2

1 4

16

18

2 0

1,63

3,27

5

5,5

5,6

5,6

5,6

5,6

5,6

5,7

1,6

3,2

4,8

11,1

20,1

24,1

38

46,8

55,8

64,6

VRL IZ

3 - Inverta o sentido da fonte VS, aplicando 5 V e meça o valor da tensão sobre a carga: VRL =

4,8 V

Questões 1

– Com base na tabela 1 e no resultado do item 3, descreva o comportamento do zener em função da tensão aplicada;

2 – Para uma tensão de 15 V, qual o valor do resistor RS, que garante a atuação do Zener como regulador de tensão no circuito da figura 1?

Simulação

Fazer a simulação em qualquer um dos simuladores e fazer o relatório comparando os valores da tabela 1. Podendo utilizar o Pspice, multsim, Proteus, etc.

Bibliografia 

Anotações feitas em sala de aula durante exposição teórica;



BOYLESTAD, R. L & NASHELSKY, L. Dispositivos Eletrônicos e Teoria de Circuitos, Editora Prentice-Hall do Brasil, 6a Edição, 1996;

 Questões 1. O diodo zener é um regulador de tensão. Para isso basta que Vtn>Vz. Onde: Vtn=(R ₁/ R ₅+ R₁)∗Vs . 2. V₅ ¿ 15 V , R ₅=220 Ω, Vz=5,6 Vtn=(R ₁)/(R ₅+ R ₁)∗Us 5,61∗( 220+ R ₁ )= R ₁∗15 1234 + 5,7∗R ₁=15∗R ₁ R ₁=1234 /9,39=131,83 Ω

Simulação V₅(V)

V₂L(V)

Iz(mA)

2

1,64

0

4

3,28

0

6

4,92

0

8

5,6

5,3

10

5,63

14,25

12

5,64

23,27

14

5,65

32,31

16

5,65

41,37

18

5,65

50,43

20

5,6

59,5

 Simulação

Experiência 3 Circuito com Zener e diodos comuns Aluno: Dihêgo Pires Martins

Turma: A01-2 Objetivo

Analisar o comportamento de um circuito, com diodos comuns, a partir de uma regulação de tensão obtida pela utilização de um diodo Zener.

Material Utilizado 01 Matriz de contatos; 03 Diodos 1N4007; 01 Diodo Zener de 5,6 V ; 01 Fonte de tensão variável de 0 a 30V; 02 Multímetros; 05 Resistores de 1k ;

Procedimento Prático 1 - Monte o circuito da figura 1, com VZ = 5,6 V, R1 = R2 = R3 = R4 = R5 = 1K :

Figura 1 2 – Varie a tensão de entrada VE e meça o valor da corrente em R2, R3 e no Zener, conforme tabela 1 abaixo: VE (V) I (R2) (mA) I (R3) (mA) IZ (mA)

5

8

1 0

1 6

20

1,8m

3,1m

3,9m

4,8m

4,9m

0,6m

1m

1,5m

1,6m

1,6m

4,1m

7,2m

1,6m

15,2m

19,3m

3 – Para um valor de VE = 25 V meça os valores das tensões sobre os diodos: VD1 =

471,7 mV

VD2 =

0V

VD3 =

441,3mV

4 – Aplique uma tensão VE = -15 V e meça os valores de corrente no diodo Zener e no resistor R4. I (Zener) =

14,29mA

I (R4) =

0A

Questões 1 – Com base na tabela 1 obtida no item 2 do procedimento, descreva o comportamento do diodo Zener em relação aos valores de tensão VE aplicados. 2 – Faça os cálculos teóricos do procedimento 2, considerando a 2a aproximação para os diodos, e compare com os valores medidos. 3 – Faça os cálculos teóricos do item 3, considerando a 2a aproximação para os diodos, e compare com os valores medidos.

4 – Para o circuito montado, com VZ = 12 V, R1 = 200 , R2 = 500 , R3 = 300  e R4 = 100  e R5 = 400 , considerando os diodos ideais, calcule o menor valor de V E, para que o zener esteja atuando como regulador de tensão e para uma tensão VE = 25 V determine os valores das correntes em todos os resistores do circuito.

Simulação Fazer a simulação em qualquer um dos simuladores e fazer o relatório comparando os valores da tabela 1. Podendo utilizar o Pspice, multsim, Proteus, etc.

Bibliografia 

Anotações feitas em sala de aula durante exposição teórica;



BOYLESTAD, R. L & NASHELSKY, L. Dispositivos Eletrônicos e Teoria de Circuitos, Editora Prentice-Hall do Brasil, 6a Edição, 1996;

 Questões 1. Após o Diodo Zener ligar, ou seja, Ve>15,4 a tensão é regulada pela corrente, vemos isso com o aumento de 16 V

para

20 V , a mudança de

corrente não ocorre tão bruscamente. 2.

1 / R₁=1/( R ₅+R ₃ )+ 1 / R ₂ 2 R ₁= KΩ 3 2 K 3 R₁ 2 ∗ ( Vs−VD )= ∗(Vs−1,4 ) ∗ Vtn= ( Vs−VD )= K 5 R ₁+ R ₂ 2 3+1

( )

Para o Zener regular a tensão ,Vtn >Vz

2 ( Vs−Vo ) >5,5 5 Vs>14 + 1,4 → 15,4 Supondo que a fonte tenha valor maior que 15,4 V podemos determinar as

correntes Ii, I 1 e I 2 já que conhecemos a tensão onde essascorrentes passam . Seja Vs=15,5.

I ₁=

V ₅−V ₂ R₁

=

15,5 −5,6 =9,9 mA 1K

Por Kirchoff em B 15,5− 9,9 m∗1 K −

IL∗2 K −0,7 3

IL=7,35 m

Iz=I ₁− IL =9,9 m−7,35 m=2,55 mA Por Kirchoff em A

Vs−I ₁∗ R ₁−I ₂∗ R ₂−VD ₁=0 15,5− 9,9 m∗1 K −I ₂∗1 K −0,7 =0

I ₂=4,9 mA Pela Leide Nós

IL=I₂+I₃ 7,35=4,9-I₃ I₃=2,45mA 3. ParaVe =25 V VD ₁=471,7 mV

VD ₂=0 V VD ₃=441,3 mV

Zener Ligado VRz=R ₂∗I ₂

VRR ₂=4,9 V VR=VD ₁+VR ₂

VD ₁=5,6 −4,9 =0,7 V VD ₂=0 V

VR₃₅=2 K∗2,45 m=4,9 VD ₃=VT −VR ₃₅=0,7 V 4. VE=−15 V

 Simulação

I ₂=14,29 mA

IR ₄=0 A

Experiência 4 Circuitos Retificadores Aluno: Dihêgo Pires Martins

Turma: A01-2 Objetivo

Verificar o efeito retificador de circuitos implementados com diodos; Verificar as formas de onda de sinais de tensão em retificadores de meia onda; Verificar as formas de onda de sinais de tensão em retificadores de onda completa.

Material Utilizado 01 Transformador 220/(12 + 12)V; 02 Diodos 1N4007; 01 Resistor 470 - 5 W; 1 Osciloscópio; 2 Multímetros; 01 Matriz de contatos;

Procedimento Prático 1– Monte o circuito indicado na figura 1.

Figura 1 2- Desenhe as formas de onda na saída do transformador e na carga RL.

3– Meça os valores (DC) da tensão e corrente na carga RL:

VL =

4,85V

IL =

0,99mA

4– Monte o circuito, conforme indicado na figura 2.

Figura 2 5- Desenhe as formas de onda na saída do transformador (12 V) e na carga R L.

6– Meça os valores (DC) da tensão e corrente na carga RL:

VL = 9,75V

IL = 19,35mA

Questões 1 – Calcule a tensão e corrente média na carga para o circuito do item 1 do procedimento experimental, e compare com os valores medidos, no item 3; 2 – Calcule a tensão e corrente média na carga, para o circuito do item 4 do procedimento experimental, e compare com os valores medidos, no item 6 4 – Qual a freqüência de saída dos pulsos no retificador de meia onda? É onda completa? 5 – Qual a vantagem do retificador de onda completa em relação ao retificador de meia onda?

Simulação Fazer a simulação em qualquer um dos simuladores e fazer o relatório comparando os valores calculados. Podendo utilizar o Pspice, multsim, Proteus, etc.

Bibliografia 

Anotações feitas em sala de aula durante exposição teórica;



BOYLESTAD, R. L & NASHELSKY, L. Dispositivos Eletrônicos e Teoria de Circuitos, Editora Prentice-Hall do Brasil, 6a Edição, 1996;

 Questões 1. Ve=12V ∗√ 2=16.97 V →V 4=Pico Vmédia=0.318∗Ve → Vmédia=5.40 V Corrente média : Vmédia=R 1∗Imédia →5.40 V =470 Ω∗ Imédia→ Imédia =5.40V /470 Ω . Imédia=11.49 mA

Resultados Tensão Corrente

ValoresCalculados 5.40 V 11.49 mA

Valores medidos 5.2V 13.76 mA

2. Tensão de pico na saída do transformador : Vp1=12V ∗√ 2=16.97 V Tensão de picono resistor : Vp1=16.97− 2∗07 v=15.57 V Tensão média no resistor : Vmédio=Vp 1∗0,363=9.90 V Corrente média no resistor : Imédia=Vmédio /470 Ω→ Imédia=9.90 V /470 Ω Imédia=21.06 mA

Resultados

Valores calculados

Valores medidos

Tensão

9.70 V

5.2V

Corrente

21.3 mA

21.06 mA

4. F=F 1∗2=F 2∗2 F=120 hz Frequência de saída dos pulsos no retificador de onda completaé 120 hz

5. Como o sinal que entrou é de 60 hz , o sinal de saída também vai ser de60 hz , então a frequência de saídados pulso no retificador de meia onda será de 60 hz

 Simulação 1.

2.

Experiência 5 O Filtro capacitivo

Aluno: Dihêgo Pires Martins

Turma: A01-2 Objetivo

Verificar o comportamento dos retificadores com filtros capacitivos

Material Utilizado 01 Matriz de contatos; 01 Transformador 220/(12 + 12)V; 04 Diodos 1N4007; 01 capacitor de 470 F/25V eletrolítico; 01 capacitor de 100F/25V eletrolítico; 01 Resistor 470; 01 Osciloscópio; 01 Multímetro;

Procedimento Prático 1 – Monte o circuito conforme a figura 1:

Figura 1 2 – Preencha a tabela abaixo, medindo os valores de tensão e corrente, indicados. VRL(DC) [V]

9,5V

I RL (DC) [mA]

20,8mA

VRL max [V]

15,8V

VRL mi n [V]

V

0V

15,8

RL

[V]

3 – Faça a ligação de um capacitor eletrolítico de 100 F, em paralelo com RL.(Observe a polaridade!).

4 – Preencha a tabela abaixo, medindo os valores de tensão e corrente, indicados. VRL(D C) [V]

IRL(D C) [mA]

14,2V

31,5mA

VRL max [V]

15,2+V

VRL min [V]

V

13,2V

2,2V

VRL mi n [V]

V

14V

1V

RL

[V]

5 . Substitua o capacitor por um de 470F e preencha a tabela a seguir: VRL(DC) [V]

14,7V

I RL (DC) [mA]

32,4mA

VRL max [V]

15V

RL

[V]

Questões 1 – Para o circuito do item 1 do procedimento experimental, calcule os valores de VL(DC), IL(DC) e compare com os valores medidos. 2 – Para o circuito do item 3 e 5 do procedimento experimental, calcule os valores de VL(DC), IL(DC) e VL e compare com os valores medidos. 3 – Para o circuito do item 3 do procedimento experimental, determine o valor da capacitância do filtro de modo que a tensão de saída tenha uma oscilação de 1,5 V.

Simulação Fazer a simulação em qualquer um dos simuladores e fazer o relatório comparando os valores calculados. Podendo utilizar o Pspice, multsim, Proteus, etc.

Bibliografia -

Anotações feitas em sala de aula durante exposição teórica;

-

BOYLESTAD, R. L & NASHELSKY, L. Dispositivos Eletrônicos e Teoria de Circuitos, Editora Prentice-Hall do Brasil, 6a Edição, 1996;

1.

Vp=

12 =16,973 V 0,707

Vmax=16,973−2× 0,7 =15.573 V VI (DC )=15,573 V IL ( DC )=

9,914 =21.09 mA 470

2. 100 μF

VL ( DC )=

14,7 ×16,973 =3 2 ×60 × 470 × 100 ×10−6

3. Vr=1,5 Icc=31, 5 mA

fin=120 −3

1,5= C=

31,5 ×10 120 ×C

31,5 ×10−3 120 × 1,5

31,5 ×10−3 C= 120 × 1,5 C=175 μF

 Simulação:

VrL ( DC ) IrL( DC )Vrl Max Vrl Min ΔVrl 10 V 21,5 mA 16,0 V 0V 16 V 100 μF : VrL ( DC ) IrL( DC )Vrl Max Vrl Min ΔVrl 14,2 V 32 mA 16 V 13,8 V 2,2 V 470 μF :

VrL ( DC ) IrL( DC )Vrl Max Vrl Min ΔVrl 15 V 34 mA15,2 V 13,9V 1,3 V

Experiência 6 Curva característica do TBJ Aluno: Dihêgo Pires Martins

Turma: A01-2 Objetivo

Levantar experimentalmente as características de entrada e de saída de um transistor.

Material Utilizado        

Fonte de tensão DC; Resistor de 2,7 kΩ; Resistor de 22 Ω; Potenciômetro de escala linear, 0Ω a 10 kΩ; Potenciômetro de escala linear, 0Ω a 1kΩ; Multímetro; Transistor tipo TBJ BC 548; Matriz de contatos;

Procedimento Prático 1) Monte o circuito da figura 2:

Figura 2

2) Varie a tensão VBE utilizando o potenciômetro de 10KΩ, conforme a tabela 1 abaixo. Para cada caso meça e anote a corrente de base, mantendo constante, por meio do potenciômetro de 1KΩ, a tensão VCE em 3V.

VBE (V) IB(mA )

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0

0

0

0

0

0

0

0,7 0,1

0,7 5 2,3

3) Monte o circuito da figura 3, ajuste a corrente de base (IB)em 0 mA utilizando o potenciômetro de 10KΩ. Varie a tensão VCE conforme a tabela abaixo, por meio do potenciômetro de 1KΩ. Para cada caso, meça e anote o valor da corrente IC.

Figura 3 4) Repita o item 4 para os demais valore de IB, conforme a tabela 2 abaixo:

VCE (V) IC(mA )

0

1

2

3

4

5

0 0 0 0 0

0 3,87 10,15 17,5 23,4

0 3,87 10,15 17,5 23,4

0 3,89 10,15 17,5 23,5

0 3,89 10,16 17,86 23,8

0 3,89 10,17 17,86 23,9

IB(m A) 0 0,05 0,1 0,15 0,20

Questões 1 – Construa o gráfico da tabela 1 do item 3 ( IB x VBE) e o gráfico da tabela 2 do item 5 (IC x VCE) . 2 – Construa o gráfico do ganho β e determine o βmédio do transistor em laboratório e compare com do fabricante.

Simulação Fazer a simulação em qualquer um dos simuladores e fazer o relatório comparando os valores calculados. Podendo utizar o Pspice, multsim, Proteus, etc.

Bibliografia -

Anotações feitas em sala de aula durante exposição teórica;

-

BOYLESTAD, R. L & NASHELSKY, L. Dispositivos Eletrônicos e Teoria de Circuitos, Editora Prentice-Hall do Brasil, 6a Edição, 1996;

 Questões 1. Gráfico tabela 1 (IB x VCE)

Tabela (IC x VCE)

Simulação: Simulação experimento item 3. Tabela 3 VCE(v)

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,75

IB(mA)

0

0

0

0

0

0

0

0

2,3

Simulação do experimento item 4. Tabela 4 VCE(V)

IC(mA)

0

1

2

3

4

5

IB(mA)

0

0

0

0

0

0

0

0

4,009

4,009

4,009

4,009

4,009

0,05

0

9,885

9,885

9,885

9,885

9,885

0,1

0

15,897

15,897

15,897

15,897

15,897

0,15

0

21,414

21,414...