Medidas com Osciloscópio e Transformador

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Universidade Tecnológica Federal do Paraná 
Departamento Acadêmico de Eletrotécnica – Engenharias 
Eletrônica 1 – ET74C – Laboratório 
Prof.ª Elisabete N Moraes 
ENM 1/18 RotLAB04_RetificacaoI_S23 
ROTEIRO-RELATÓRIO LAB04-RETIFICAÇÃO 
Nome: Bruno Balla RA:2462532 ; Bruno Luan RA:2194961 
Data1: 29/3/23 
Data2: 5/4/23 
 
Objetivo: 
● Realizar e interpretar as medidas com o osciloscópio digital. 
● Comprovar as relações entre as tensões primárias e secundárias de um transformador 
monofásico. 
● Verificar o funcionamento do retificador monofásico de meia onda. 
● Confrontar os valores das tensões medidas com as calculadas através do uso do osciloscópio e 
multímetro digital. 
 
Referencial teórico: 
1.1. Teoria retificadores livro online Malvino cap 4: 
https://integrada.minhabiblioteca.com.br/#/books/9788580555776/cfi/103!/6/4@0.00:0.00 
1.2. MARQUES, Ângelo.Eduardo. B.; CRUZ, Eduardo.Cesar. A.; JR., Salomão. C. Dispositivos Semicondutores: Diodos e 
Transistores. Seção 4.5. Acesso em: 10 out. 2021. disponível em: 
https://integrada.minhabiblioteca.com.br/reader/books/9788536518374/pageid/56 
1.3. Manuseio do osciloscópio em Basics of O-Scopes em https://learn.sparkfun.com/tutorials/how-to-use-an-
oscilloscope 
1.4. Sugestão de conhecimento da história: Filme “A batalha das correntes-(The current war)”. Descreve a trajetória da 
ascensão do uso da CA através do século XIX tendo como protagonistas Thomas Edison e George Westinhouse. 
 
Material: 
 
EXISTENTE NO LABORATÓRIO AQUISIÇÃO 
01 Osciloscópio com pontas de prova 
Manual do scope Tektronix TDS1001B 
01 transformador 127-220 V/9+9 V –1 A 
Multímetro digital (MD) 04 diodos 1N4007 ou similar 
Pontas de prova banana-jacaré 01 Resistor de 1k Ω ½ W ou 2//2k2 Ω ¼ W 
Ponta de prova banana-banana 02 Resistor de 500 Ω ½ W 
Jumpers 01 Diodo Zener 5V1 ou 5V6 ou 6V8, 400 mW ou 1 W 
Fita isolante 01 Led difuso cor a sua escolha 
Lupa 01 Capacitor eletrolítico 1000 F/ V> 40 V 
O zener e o led serão necessários para a 
prática do LAB 05 
01 Capacitor eletrolítico 1 F ou 10 F/ V> 40 V 
01 Pendrive 1.0 (antigo!) se possível! 
 
● PEN DRIVE 
 
Será usado para capturar as formas de onda obtidas no osciloscópio. 
A versão 1.0 é porque é a compatível com o modelo TEKTRONIX que 
será usado. 
Na impossibilidade do uso do pen drive, tira foto da tela do 
osciloscópio! 
 
Figura 1: Imagem de um pen drive USB 1.0 da marca Kingston. 
 
https://integrada.minhabiblioteca.com.br/#/books/9788580555776/cfi/103!/6/4@0.00:0.00
https://integrada.minhabiblioteca.com.br/reader/books/9788536518374/pageid/56
https://learn.sparkfun.com/tutorials/how-to-use-an-oscilloscope
https://learn.sparkfun.com/tutorials/how-to-use-an-oscilloscope
http://www.daelt.ct.utfpr.edu.br/elisanm/LabD103/TDS1000B-TDS2000B-Oscilloscope-User-Manual-PT-BR.pdf
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1. Fundamentação teórica sobre osciloscópio 
a) O osciloscópio (O-scope) é um instrumento de medida que torna possível visualizar uma diferença 
de potencial elétrico (sinal de tensão, sinal ou tensão) em uma tela ou anteparo através do deslocamento 
de um ponto luminoso. Esse deslocamento do ponto luminoso na tela é diretamente proporcional à 
diferença de potencial aplicada entre os terminais ou conectores na entrada desse instrumento. O ponto 
luminoso pode deslocar-se tanto na vertical quanto na horizontal de modo independente, sendo possível 
também o deslocamento simultâneo (composição de movimentos). 
O osciloscópio a ser manuseado possui duas entradas de sinais que possibilitam a visualização de dois 
sinais simultaneamente. Para uma d.d.p. nula nas entradas podemos ajustar o osciloscópio para que o 
ponto luminoso fique centralizado na tela (origem de um sistema cartesiano). Se em seguida alterarmos 
a d.d.p. para um valor diferente de zero e constante no tempo, em qualquer das duas entradas, 
observaremos que o ponto luminoso se deslocará do centro de acordo com o valor da d.d.p. e da entrada 
utilizada. 
b) Conceitos básicos: 
i)Período🡺 tempo necessário para a ocorrência de 1 ciclo. Unidade é o segundo (s) 
ii)Frequência🡺 número de ciclos que ocorrem em 1 segundo. Unidade é o hertz (Hz) 
c) Formas de acoplamento: 
● ACOPLAMENTO AC (AC coupling)🡺Forma de acoplamento de sinal que bloqueia a componente DC 
(contínua de um sinal) de modo que só sua parte alternada é observada na tela. 
● ACOPLAMENTO DC (DC coupling)🡺Trata-se de um modo de acoplamento que permite observar os 
sinais alternados (AC) e contínuos (DC). 
Por padrão as medições devem ser realizadas com o acoplamento DC, 
independentemente se a natureza da forma de onda seja AC ou DC. 
 
 
 
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2. Preparação 
Identifique e teste os componentes que serão utilizados na experiência. Caso necessário utilize uma 
“lupa” (disponibilizada no laboratório). 
a) Resistores usados: 
Valor do R1k ☐ ou 2k2 ☐ 
Valor medido com o MD: 995Ω 
 
Valor do R500 
Valor medido com o MD: 493Ω 
 
b) transformador: 
Identifique as tensões que estão impressas na etiqueta na estrutura do transformador. Na 
Figura 2, escreva no espaço ao lado dos números os respectivos níveis de tensão impressos na etiqueta. 
OBS: as cores citadas no símbolo correspondem a um transformador adquirido recentemente. 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 2 Símbolo do transformador de TAPE central. 
 
Usando o MD na escala de resistência e com o transformador DESENERGIZADO, realize a medida da 
resistência entre terminais do transformador e anote os valores na 
Tabela 1. 
 
Maior tensão 
R12 () R23() R13() 
112 90,7 211 
Menor tensão 
R45() R56() R46() 
15,4 18,8 22,3 
 
 
 
 
 
 
anote o valor daetiqueta. 
anote o valor daetiqueta. 
anote o valor daetiqueta. 
anote o valor daetiqueta. 
anote o valor daetiqueta. anote o valor daetiqueta. 
Condutor vermelho 
Condutor azul 
Condutor preto 
 
Condutor amarelo 
Condutor amarelo 
Condutor preto ou branco 
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Bancada 
em F-N 
 
 
 
 
 
 
Tabela 1: Valores das resistências dos enrolamentos do transformador de tape central. 
 
i) Preencha as lacunas com uma das palavras sugeridas pela lista suspensa: 
O transformador é uma máquina estática que altera níveis de tesão e corrente, mantendo constante o 
valor da Escolher um item. e da Escolher um item. constantes. O valor da resistência elétrica no lado 
primário é maior que a resistência do lado do secundário. Isso porque a Escolher um item., é Escolher 
um item. no lado secundário. Se as perdas elétricas forem desconsideradas a equação matemática 
válida para expressar o comportamento do transformador é Escolher um item.. 
 
ii) Observando que os terminais 0-127 V não entrem em contato (impedir eventual curto-circuito 
isolando os terminais com a fita isolante e os fixando na bancada) energize o transformador 
em 127 V e meça as tensões conforme indica a Figura 3. Nessa etapa o MD deve estar na escala 
de tensão AC. 
ATENÇÃO: 
1)OBSERVE A ETIQUETA DO TRANSFORMADOR PARA LIGÁ-LO CORRETAMENTE NA REDE DA 
CONCESSIONÁRIA que deve ser o condutor com a indicação de 110 V ou 127 V e o condutor 
preto (0 V). 
2)MANTENHA OS TERMINAIS ISOLADOS E CUIDADO PARA NÃO ENTREM EM CONTADO (CURTO-
CIRCUITO). 
V12(V) 
(teórico) 
V12 (V) 
(medido) 
V45(V) V56(V) V46 (V) 
127 126,1 9,8 9,8 19,8 
 
 
 
 
Tabela 2: Valores das tensões do secundário com uso MD para a condição de primário conectado em 
127 V. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura3: Circuito ilustrativo indicando as medidas a serem executadas na atividade ii). 
 
 
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2) Tabela resumo retificadores monofásicos 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
3. Execução 
CIRCUITO 1a:CIRCUITO RETIFICADOR DE MEIA ONDA – VDC positiva 
 
c) Calcule os valores solicitados pela Tabela 3 para o circuito da Figura 4. Use os valores medidos que 
foram medidos e estão informados na Tabela 2. Apresente os cálculos considerando a tensão 
direta do diodo. A equação que considera o Vj está ao lado da tabela resumo dos retificadores 
informada no item 3.2). 
VDC_RL 
Cálculo de VDC. 
 
 
VRMS_RL 
Cálculo de VRMS. 
 
 
Tabela 3. Cálculo das tensões média e eficaz na carga para o circuito 1- Figura 4. 
 
3) Monte o circuito 1a indicado na Figura 4. Meça as tensões indicadas na Tabela 4 usando o MD. 
Selecione a escala do MD conforme a tabela informa. 
 CIRCUITO 1a: RL=2k2//2k2  ou 1 k 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 4: Circuito 1a - retificadora meia onda-catodo voltado para a carga. 
 
 
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 Escala MD em AC Escala MD em DC 
Componente VAC=RMS VDC=MED 
Vsecundário (V12)(V) 9,7 0,07 
Vdiodo (V14) (V) 5,6 -4,29 
Vcarga (V42) (V) 5,1 4,25 
Tabela 4. Grandezas relativas às medidas das tensões do circuito 1a com o uso do MD. 
 
4) Avalie os valores medidos na Tabela 4 e estabeleça um comparativo com os valores calculados 
informados na Tabela 3. 
compare os resultados medidos com os calculados e avalie a proximidade os valores. 
 
5) Na sequência o osciloscópio será usado para a visualização das formas de onda. As telas do 
osciloscópio devem ser fotografadas incluindo os valores medidos ou utilize o pendrive 1.0 para 
capturar a forma de onda usando a porta USB indicada na Figura 5. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 5: Painel frontal do o-scope indicando o local para o uso do pendrive. 
 
6) Utilize apenas um canal do osciloscópio para medir Vsecundário=V12. Utilize a Figura 4 como 
referência. 
 Valor de VRMS_sec = 10,5 V Natureza CA☐ CC☐ 
Inclua a tela do scope no espaço a seguir. Inclua a coluna da direta da tela com as medidas da 
onda. 
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7) Utilize apenas um canal osciloscópio para medir Vcarga=V42. Utilize a Figura 4 como referência. 
Valor de VDC_RL = 6,87 V Natureza CA ☐ CC ☐ 
Constate a existência de Vj na medida: ☐ sim ☐não 
Vj está em qual semiciclo Positivo 
 
 
 
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8) Utilize apenas um canal osciloscópio para medir Vdiodo=V14. Utilize a Figura 4 como referência. 
Valor de Vdiodo = 7,25V Natureza CA ☐ CC ☐ 
 
 
 
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CIRCUITO 1b:CIRCUITO RETIFICADOR DE MEIA ONDA – VDC negativa 
9) Altere a posição do diodo conforme o circuito da Figura 6. 
CIRCUITO 1b 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 6: Circuito 1b com o diodo com a posição original invertida, ou seja, com o catodo voltado para o transformador. 
 
10) Realize as medidas solicitada pela Tabela 5. 
 Escala MD em AC Escala MD em DC 
Componente VAC VDC 
Vsecundário = V12 (V) 9,8 0 
Vdiodo = V14 (V) 5,7 4,2 
Vcarga = V42 (V) 5 -4,2 
 
 
 
 
 
 
Tabela 5. Grandezas relativas às medidas das tensões do circuito 1b com o uso do MD. 
 
11) Usando o osciloscópio, utilize apenas um canal do o-scope para medir Vcarga=V42do circuito 1b. 
Valor de VRL =6,82 V Natureza CA☐ CC☐ 
i. Constate a existência de Vj na medida. Houve alteração em relação ao circuito 1a?: Explique 
qual foi essa alteração. 
 
 
 
 
 
 
 
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12) Utilize apenas um canal do o-scope para medir Vdiodo = V14 do circuito 1b. 
Valor de Vdiodo = 7,32 Natureza CA☐ CC☐ 
 
 
 
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Inclua no espaço a seguir a imagem da tela do osciloscópio da medida da tensão no diodo. 
 
 
 
 
 
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CIRCUITO 2a: RETIFICADOR MEIA ONDA COM FILTRO CAPACITIVO. Capacitor menor valor 
 
Nesta etapa o capacitor eletrolítico será usado para aumentar o nível DC da tensão na carga. 
☠ Como o capacitor eletrolítico possui polaridade, DEVE SER RESPEITADA. 
☠ NÃO tocar nos terminais sem antes o descarregar. 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 7: Símbolo e encapsulamento do capacitor eletrolítico. 
 
CIRCUITO 2a 
Utilize o capacitor de menor capacitância para montar o circuito 2a mostrado na Figura 8. 
Valor do capacitor usado: C = 10uF/100V 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 8: Circuito 2a: retificador de meia onda com a etapa do filtro capacitivo com o capacitor de menor capacitância. 
 
13) Utilize o MD para efetuar as medidas solicitadas pela Tabela 6. 
 Escala MD em AC Escala MD em DC 
Componente VAC VDC 
Vdiodo- V14 (V) – 7,8 -7,8 
Vcarga- V42 (V) 3,1 7,8 
 
Tabela 6. Grandezas relativas às medidas das tensões do circuito 2a com o capacitor de menor 
capacitância com o uso do MD. 
 
i. Usando os dados coletados na Tabela 6, calcule o valor do ripple em %. Consulte as notas 
da aula sobre retificação (slide 20 ET07) para acessar a fórmula. 
 
Cálculo do ripple 
 
 
 
 
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14) Usando o osciloscópio, utilize apenas um canal do o-scope para medir Vcarga do circuito 2a. 
Valor de VRL = 8,78V Natureza CA ☐ CC☐ 
i. Anote o valor da tensão média na carga informada pelo osciloscópio: 8,03V 
 
15) Mantenha a ponta de prova na carga, porém altere o acoplamento do osciloscópio para AC. Anote o 
valor da tensão de ondulação informada pelo osciloscópio: 26,5mV 
 
i. Inclua no espaço abaixo a tela da forma de onda da tensão de ondulação na carga. 
 
 
 
16) Utilize apenas um canal do o-scope para medir Vdiodo do circuito 2a. 
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Valor de Vdiodo = 8,08V. Natureza CA☐ CC☐ 
 
 
 
17) Na sequência, desligue o circuito, retire o capacitor e o descarregue, colocando-o em paralelo com o 
resistor de 500 . 
 
CIRCUITO 2b: RETIFICADOR MEIA ONDA COM FILTRO CAPACITIVO. Capacitor maior valor 
18) Usando o mesmo circuito, coloque no lugar do capacitor de menor valor o capacitor de maior valor. 
Esboce o circuito com os valores com componentes no espaço abaixo. 
Valor do capacitor usado: C = 100uF/50V 
 
 
 
 
 
19) Utilize o MD para efetuar as medidas da Tabela 7. 
 
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 Escala MD em AC Escala MD em DC 
Componente VAC VDC 
Vdiodo (V) 10. -12,8 
Vcarga (V) 0,1 12,8 
 
Tabela 7. Grandezas medidas das tensões do circuito 2b com o capacitor de maior capacitância com o 
uso do MD. 
 
20) Usando o osciloscópio, utilize apenas um canal do o-scope para medir Vcarga do circuito 2b. 
Valor de VRL = 12,8V. Natureza CA ☐ CC☐ 
 
 
i. Anote o valor da tensão média na carga informada pelo osciloscópio: 12,9V 
 
21) Mantenha a ponta de prova na carga, porém altere o acoplamento do osciloscópio para AC. Anote o 
valor da tensão de ondulação informada pelo osciloscópio: 2,2mV 
 
i. Inclua no espaço abaixo a tela da forma de onda da tensão de ondulação na carga. 
 
 
 
 
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22) Utilize apenas um canal do o-scope para medir Vdiodo do circuito 2b. 
Valor de Vdiodo = 16,3V. Natureza CA ☐ CC ☐ 
 
 
 
 
4. Questionário 
 
1. Preencha a tabela com os dados medidos para os circuitos experimentados. 
 
 
 Medidas com Multímetro Medidas com Osciloscópio 
Circuito Vsec(V) Vdiodo(V) Vcarga (V) Ripple (%) Vsec (V) Vdiodo(V) Vcarga (V) Ripple (%) 
1a 9,7 5,6 5,1 10,5 6,87 7,25 
1b 9,8 5,7 5 6,82 7,32 
2a - 7,8 3,1 
2b 
 
2. Com base na tensão de ondulação medida no circuito 2a, pede-se que calcule o valor teórico do 
capacitor, ou seja, a partir da informação medida da tensão de ondulação na tela do scope, obtenha 
o valor do capacitor. Utilize a abordagem do cálculo aproximado que é apresentada no livro do 
Malvino vol1 online capítulo 4 p.105. 
 
 
 
 
 
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3. Idem pergunta anterior, porém, para o circuito 2b. Utilize a abordagem do cálculo aproximado que é 
apresentada no livro do Malvino vol1 online capítulo 4 p.105. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
4. Calcule o valor médio da tensão, corrente e potência na carga para o circuito 2a a partir da tensão 
de ondulação medida. Nesta pergunta é para calcular. Inclua o memorial de cálculo e se necessário 
explique como raciocinou para obter esse valor. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
5. Idem pergunta anterior, porém, para o circuito 2b. 
 
 
 
 
 
 
 
 
6. Questão 23 livro Boylestad, 6ª edição. 
a)Calcule a tensão Vi. Use diodo Si= 0,7 V 
b)Esboce a tensão no diodo e na carga tendo a forma de onda 
em azul como sendo a de entrada. Informe os valores de pico. 
Não precisa usar escala.