LABORATÓRIO ATIVIDADES 2013/1

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1 LABORATÓRIO ATIVIDADES 2013/1 RELATÓRIO DAS ATIVIDADES DESENVOLVIDAS NO LABORATÓRIO MÓDULO I ELETRICIDADE BÁSICA TURNO NOITE CURSO TÉCNICO EM AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL CARGA HORÁRIA EIXO TECNOLÓGICO CONTROLE E PROCESSOS INDUSTRIAIS C/H T C/H P TOTAL DISCIPLINA LABORATÓRIO DE ELETRÔNICA DATA PROFESSOR (a) SIDNEY SANTOS CEZAR 2013 NOME ATIVIDADE Filtro Passa-baixa e Filtro Passa-alta OBJETIVOS - Verificar o funcionamento de um circuito RC atuando com filtro passa-baixa e como filtro passa-alta. INTRODUÇÃO TEÓRICA Dentro dos filtros passivos, encontramos o filtro passa-baixa e o filtro passa-alta. O filtro passa-baixa é constituído por um circuito RC-série em que a tensão de saída é a do capacitor. Esse circuito é visto na figura abaixo. Para ondas senoidais de frequências baixas, a reatância capacitiva assume valores altos em comparação com o valor da resistência, dessa maneira a tensão de saída será praticamente igual à tensão de entrada. Para frequências altas, a reatância capacitiva assume valores baixos em comparação com o valor da resistência, atenuando a tensão de saída para um valor praticamente nulo. Dessa maneira, o filtro permite a passagem de sinais de frequências baixas, sendo por isso denominado filtro passa-baixa. Para uma determinada frequência, quando a reatância capacitiva for igual à resistência, teremos a tensão de saída igual à tensão no resistor, que somadas vetorialmente resultam na tensão de entrada. Dessa maneira, podemos escrever. Onde:

2 Essa frequência, em que temos a situação anterior descrita, é denominada frequência de corte (fc) e pode ser determinada igualando o valor da reatância com o valor da resistência. A característica da tensão de saída em função da frequência de um filtro passa-baixa é vista na figura abaixo. Com o diagrama vetorial construído do circuito da figura anterior, podemos determinar a defasagem entre a tensão de saída e a tensão de entrada, utilizando a relação trigonométrica. Este diagrama é visto na figura abaixo. Como em baixas frequências Vs = Ve, temos que cos θ = 1, portanto θ = 0 graus. Para altas frequências Vs = 0 e cos θ = 0, portanto θ = 90 graus. Na frequência de corte, e, portanto θ = 45 graus. A curva da defasagem em função da frequência é vista na figura abaixo. O filtro passa-alta é constituído pelo mesmo circuito RC-série, somente que, neste caso, a tensão de saída é a obtida pelo resistor. Esse circuito é visto na figura abaixo.

3 Para onda senoidais de frequências altas, a reatância capacitiva assume valores baixos em comparação com o valor da resistência, dessa maneira a tensão de saída será praticamente igual à tensão de entrada. Para frequências baixas, a reatância capacitiva assume valores altos em comparação com o valor de resistência, atenuando a tensão de saída para um valor praticamente nulo. Dessa maneira, o filtro permite a passagem de sinais de frequências altas, sendo por isso denominado filtro passa-alta. Da mesma forma que no filtro passa-baixa, na frequência de corte, em que a reatância capacitiva é igual à resistência, a tensão de saída será dada por: A característica da tensão de saída, em função da frequência de um filtro passa-alta, é visto na figura abaixo. Construindo o diagrama vetorial, por intermédio dele podemos determinar a defasagem entre a tensão de saída e a tensão de entrada, utilizando a relação trigonométrica. Este diagrama é visto na figura abaixo.

4 A curva da defasagem, em função da frequência, é vista na figura abaixo. MATERIAL UTILIZADO - Gerador de sinais; - Osciloscópio; - Capacitor (0,1µF); - Resistor (2,2 kω). PARTE PRÁTICA 1- Monte o circuito da figura abaixo. Ajuste o gerador de sinais para 2 Vpp, onda senoidal.

5 2- Varie a frequência do gerador de sinais, conforme o quadro abaixo. Com a varredura ligada, meça e anote a tensão de saída. Com a varredura desligada, meça e anote 2a e 2b. 3- Monte o circuito da figura abaixo. Ajuste o gerador de sinais para 2 Vpp, onda senoidal. 2- Varie a frequência do gerador de sinais, conforme o quadro abaixo. Com a varredura ligada, meça e anote a tensão de saída. Com a varredura desligada, meça e anote 2a e 2b.

6 QUESTÕES 1- Calcule o valor eficaz das tensões de saída e o ângulo de defasagem, preenchendo os quadros dos itens 2 e 4 da prática. 2- Calcule a frequência de corte para os circuitos montados.