Mecânica e Ondas Introdução ao Osciloscópio e ao Gerador de
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1. A S 5 0 0 5 Canal 1 V e Os 0 05 1 d5 0 05 1 I 05 0 05 1 Canal 1 V Canal 1 V Canal 1 V T T T T T T T T T T T 1 1H q 05h osh a c F J 2 EI of 4 EI o 4 0 5 4 0 5 4 ar a alte J L 1 j l ji j L j l l j Figura 5 a a 0 b a 33 c a 90 d a 149 e a 180 Numa situa o em que os sinais dos canais 2 tenha o dobro da frequ ncia do canal 1 x t sin wt canal 1 2 y t sin 2wt a canal 2 ent o temos curvas do g nero das ilustradas na figura 6 T T T T T T T T T T T T T T T T T 1H lt 1H lt 1 os lt os lt 05h c J c F J c F B Oil Sd D J 0 5 lt 0 5 lt 0 5 4 ar ar ar L 1 j L j l j L j L j l j L j L j l 105 0 05 1 105 0 05 1 1 05 0 05 1 Canal 1 V Canal 1 V Canal 1 V T T T T T T T T T T T T T T T T T T 1H lt 1H 1 lt osh lt osh lt osh A S J 2 J S J EI of J E of 4 EI of 4 0 5 lt 0 5 lt 0 5 ar lt ar 4 ar 4 L 1 j l L ji j J j L j l ji L l L L j l ji l 105 0 05 1 105 0 05 1 105 0 05 1 Canal 1 V Canal 1 V Canal 1 V Figura 6 a a 0 b a 33 c a 90 d a 149 e a 180 f a 270 Na figura 7 podemos observar uma figura de Lissajou obtida quando o sinal do canal 2 tem triplo da frequ ncia do sinal do canal 1 e uma diferen a de fase de 150 MO Osc do2. Mec nica e Ondas Introdu o ao Oscilosc pio e ao Gerador de sinais 1 Oscilosc pio O oscilosc pio um aparelho destinado visualiza o e caracteriza o de sinais el ctricos em particular tens es el ctricas ou diferen as de potencial Estes sinais podem ser cont nuos ou alternados no tempo Existem oscilosc pios anal gicos e oscilosc pios digitais Os oscilosc pios anal gicos utilizam tubos de raios cat dicos como aqueles que ainda se encontram nas televis es Nesses tubos existe um filamento el ctrico que quando aquecido liberta electr es Esses electr es s o acelerados e colimados formando um feixe com uma espessura pequena lt Imm e deslocam se com velocidades elevadas at atingirem a superf cie de vidro coberta por uma subst ncia fosforescente que serve de visor onde v o dar origem a um ponto luminoso O feixe de electr es pode ser deflectido mediante a utiliza o de campos el ctricos e ou magn ticos permitindo assim controlar a posi o da superf cie de vidro onde v o incidir Em geral existem dois circuitos de bobines ou placas deflectoras que permitem deslocar o feixe na horizontal e na vertical Em geral num mesmo oscilosc pio podem se controlar simultaneamente dois feixes de electr es No modo TEMPO do oscilosc pio o movimento horizontal do feixe controlado por um circuito interno que permite o ajuste da velocidade linear do feixe e repetidamente o ponto de incid ncia do feixe
3. c vers o 6 4 17 1 me 0 in 0 in Canal 2 V ririri r rT 1 0 5 0 0 5 i Canal 1 V Figura 7 x t sin wt canal 1 y t sin 2 t canal 2 a 150 O modo XY do oscilosc pio utilizado no laborat rio de MO seleccionado actuando sobre os bot es indicados na figura 8 Selectores do modo XY A N Figura 8 Selec o do modo XY MO Osc doc vers o 6 4 17 1 5 2 Gerador de sinais O gerador de sinais utilizado no laborat rio tem o aspecto ilustrado na figura 9 No painel do gerador s o v rias os bot es de selec o e controle que est o acess veis Para o trabalho sobre Cordas Vibrantes importa verificar que todos os bot es identificados na figura se encontram correctamente ajustados Nomeadamente o tipo de sinal seleccionado deve ser uma tens o alternada sinusoidal com uma amplitdude pr xima do m ximo a gama de frequ ncias deve ser entre os 0 300 Hz provavelmente dever seleccionar a gama de 300 Hz Dever verificar que o cabo coaxial de sa da esta bem ligado ao canal 1 do oscilosc pio e ao excitador da corda vibrante Selector da gama de frequ ncias Mostrador frequ ncia e amplitude plitude A Ajuste cont nuo da frequ ncia Selector do tipo de sinal Saida Ficha BNC Na imagem dois cabos ligado com uma ficha BNC T Figura 9 Descri o do painel do gerador de sinais MO Osc doc vers o 6 4 17 1
4. izontal dos sinais Ex no visor T 2 mede 4 5 DIV Selector da velocidade de varrimento Permite converter a escala horizontal em unidades de tempo A escala esta seleccionada para 0 5 ms DIV Ent o o valor de T 2 em segundos 4 5 DIV x 0 5 ms DIV 2 25 ms 2 25x10 s Estimativa de erro metade da menor divis o 0 1 DIV a que corresponde 0 1 DIV x 0 5 ms DIV 0 05x103s Figura 3 Controle da base de tempo Medida do per odo de um sinal alternado sinusoidal no canal 1 Ajuste de sincronismo trigger za o na subida ou descida do sinal a e o man m Figura 4 Circuito de sincronismo trigger No modo XY quer o movimento horizontal que o movimento vertical do feixe passam a ser controlados pelos sinais doas canais 1 e 2 do oscilosc pio Dependendo da frequ ncia dos sinais podemos observar o ponto de incid ncia do feixe desenhar no visor uma curva fechada cont nua que se designa por Figura de Lissajou Na figura 5 podemos observar v rias curvas que se obt m quando os sinais dos canais 1 e 2 t m a mesma frequ ncia mas diferentes diferen as de fase 1 x t sin wt canal 1 y t sin wt canal 2 MO Osc doc vers o 6 4 17 1 3 ili li li li li o TIA ETITETT d 5 0 0 5 Canal 1 V ili lilis li l gt a s e gt a q q EI o r E 9 E H El E os 0 5 os TI TTTTITrTrTT TE INET a OT O V
5. no visor desloca se varrendo o visor da esquerda para a direita e de forma quase instant nea regressa posi o inicial Desta forma dependendo da velocidade de varrimento do feixe podemos ter uma situa o em que o feixe parece desenhar um tra o cont nuo no visor do oscilosc pio O movimento vertical do feixe controlado pelo s sinais de entrada dos canais 1 e 2 que se pretendem visualizar Nas figuras 1 4 indicam se sumariamente os principais circuitos de comando do oscilosc pio As liga es el ctricas ao oscilosc pio e ao gerador fazem se utilizando cabos coaxiais e fichas BNC Liga es paralelas fazem se utilizando fichas BNC T MO Osc doc vers o 64 17 1 1 Visor com as escalas x e y graduadas numa unidade arbitr ria DIV Controle de sincronismo Trigger Selector canal 1 ou canal 2 ou canais 1 e 2 modo xy Bot o Visualiza o em modo XY de dois sinais el ctricos alternados sinusoidais com a mesma frequ ncia Figura 1 Circuitos principais do oscilosc pio utilizado no laborat rio de MO Ex no visor a tens o pico a pico Vpp mede 5 5 DIV A escala esta seleccionada para 0 2 V DIV Ent o o valor de Vpp em volts 6 5 5 DIV x 0 2 V DIV 11 V Estimativa de erro metade da menor divis o 0 1 DIV a que corresponde 0 1 DIV x 0 2 V DIV 0 02V Figura 2 Controle do canal 1 Medida de uma tens o el ctrica pico a pico no canal 1 MO Osc doc vers o 6 4 17 1 2 Posi o hor
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