Lab2. Germano Maioli Penello IF-UFRJ aula 7.

Transcrição

1 Lab2 aula 7 Germano Maioli Penello IF-UFRJ

2 1Spinner calibrado com controle de velocidade com potenciostato (PWM, snubber) 2Controlador de temperatura com peltier 3Controlador de temperatura com heater 4Painel solar que segue o sol (combinação de LDRs, algoritmo para determir gradiente de intensidade em dtheta.dphi) 5Monocromador com rede de difração (rede de difração motorizada e fenda) e detector (sensor e circuito amplificador) 6Amperímetro (determinar a faixa de corrente) 7Ohmímetro (determinar a faixa de resistência; fonte de corrente constante) 8Medição ótica da velocidade de Chopper (ventilador; CI contador e D-FF [shift register], sistema luminoso); 9Automação da aquisição de dados do experimento de efeito Hall de Lab 3. 10Identificação de experimento de Fis. Exps. para automatizar Projetos 11Sistema de controle de uso de equipamento (registro de usuário / liberação de utilização / log de uso) 12Switched capacitor amplifier (ganho controlado pela saída do arduino) 13Switched capacitor filter (frequência de corte determinada pela saída do arduino) 14Gerador de função (quadrada e senoidal) Sallen-Key + Switched capacitor. 15Maquina CNC para fabricação de circuito impresso 16Espectroscópio com webcam (calibrado) 17Microscópio com webcam (eixos controlados por motores / perfilômetro baseado em foco do microscópio?) 18micromanipulador controlado por motores 19phonescope (Talvez não por não ser com rpi nem arduiino) 20posicionador de lente controlado por controle (automaticamente procura o ponto focal?) 21Perfilômetro 22Interferômetro de michelson 23Construir um medidor de vacuo 24Medidor de componentes eletrônicos 25Modelos em grande escala do funcionamento de equipamentos 2

3 Pergunta Por que amplificador feito na última aula é chamado inversor? a) Porque a resistência é invertida b) Porque o OpAmp é invertido em 180 o na montagem no protoboard c) Porque existe uma defasagem de 180 o na tensão de saída d) Porque a corrente é de buracos e) Porque usa-se uma fonte positiva e uma negativa para alimentar o OpAmp 3

4 Pergunta O que significa um ganho de tensão negativo? a) O valor da tensão é imaginário b) Não existe ganho de tensão negativo c) A corrente de entrada é de buracos d) A resistência diferencial negativa do OpAmp gera o ganho negativo e) Existe uma defasagem de 180 o na tensão de saída com relação à tensão de entrada 4

5 Amplificador Operacional - LM741 1, 5 Balanceamento do Op Amp 2 entrada inversora 3 entrada não-inversora 4 alimentação negativa 6 saída 7 alimentação positiva 8 não conectada 5

6 Amplificador Operacional Não existe amplificador ideal Ganho de circuito aberto O ganho e a frequência de funcionamento de um circuito amplificador estão relacionados. Maior o ganho, menor a faixa de frequência de funcionamento. O ganho de circuito fechado é controlado com realimentação (feedback) Ganho de circuito fechado Simulação com o LTSpice do amplificador LT1001 Ganho depende da realimentação do circuito 6

7 Infinidade de circuitos 7

8 Experiência 8

9 Simulações 9

10 Pergunta A reatância capacitiva de um capacitor: (A) Aumenta com a frequência (B) Não depende da frequência (C) Diminui com a frequência (D) Nenhuma das anteriores 10

11 Pergunta O circuito ao lado pode ser usado como: (A) Um filtro passivo passa-faixa (passa-banda) (B) Um filtro passivo passa-alta (C) Um filtro passivo passa-baixa (D) Um filtro ativo passa-alta (E) Um filtro ativo passa-baixa 11

12 Pergunta O circuito ao lado pode ser usado como: (A) Um filtro passivo passa-faixa (passa-banda) (B) Um filtro passivo passa-alta (C) Um filtro passivo passa-baixa (D) Um filtro ativo passa-alta (E) Um filtro ativo passa-baixa 12

13 Pergunta O circuito ao lado pode ser usado como: (A) Um filtro passa-faixa (passa-banda) (B) Um filtro passa-alta (C) Um filtro passa-baixa (D) Um filtro remove-faixa (remove-banda) (E) Nenhuma das anteriores 13

14 Pergunta Uma série de Fourier é usada para: (A) Reprovar alunos na matéria de Física Matemática (B) Representar um sinal numa soma infinita de termos que são calculados pelas derivadas de um ponto particular do sinal (C) Aprimorar conhecimentos matemáticos em cálculos com variáveis complexas (D) Determinar a função delta de Dirac (E) Determinar as componentes das frequências que compõem um sinal que varia no tempo 14

15 Pergunta A transformada de Fourier de uma senóide tem como resultado: (A) Um valor constante (B) O valor zero (C) Uma função periódica (D) Uma função delta de Dirac (E) Nenhuma das anteriores 15

16 Pergunta A transformada de Fourier de uma senóide tem como resultado: (A) Um valor constante (B) O valor zero (C) Uma função periódica (D) Uma função delta de Dirac (E) Nenhuma das anteriores t f 16

17 Pergunta Os coeficientes de Fourier de uma onda quadrada tem como resultado os múltiplos impares de frequência da frequência fundamental (F 0 ), como mostra a imagem. Qual deve ser a frequência de corte de um circuito para transformar uma onda quadrada em uma senoidal de frequência igual à fundamental? (A) F c = 0,5 F 0 (B) F c = F 0 (C) F c = 2 F 0 (D) F c = 4 F 0 (E) É impossível obter uma senóide a partir de uma onda quadrada 17

18 Atividade Gere um sinal senoidal de 1 khz e amplitude de 1 V e meça com o osciloscópio. Utilize a função FFT (Fast Fourier Transform) do osciloscópio para verificar a transformada de Fourier da onda gerada. O que você observa? Gere um sinal de onda quadrada de 1 khz e com valores de +1V e meça com o osciloscópio. Utilize a função FFT (Fast Fourier Transform) do osciloscópio para verificar a transformada de Fourier da onda gerada. O que você observa? 18

19 Análise de circuito 19

20 Análise de circuito Se w infinito: Vs/Ve = 0 Se w 0 : Vs/Ve = -R 2 /R 1 Wc = (R 2 C) -1 : Vs/Ve = -(R 2 /R 1 )(1/2-2 ) Queda de 2-2 (3 db) no ganho. Calcule! 20

21 Atividade Projete, monte e teste um filtro ativo passa baixa que deverá converter uma onda quadrada de 1KHz, com 5V de amplitude em uma onda senoidal com também 5V de amplitude e com 1KHz. 21