Prática Circuitos Eletrônicos

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Prática de Circuitos Eletrônicos 1 — RELATÓRIO — 1/9 
 
 
 
 
119148 – Prática de Circuitos Eletrônicos 1 
Turma F – Semestre 2017/01 
 
 
RELATÓRIO 
 
EXPERIMENTO 09 
 
 
Circuitos com Amplificador Operacional 
 
 
Docente: Prof. Diana Carolina Montilla Perafán 
 
Nome Matrícula Assinatura 
André Luis Sousa dos Santos 140016252 
Arthur Evangelista dos Santos 140016686 
 
Datas 
Realização do experimento 08/06/2017 
Entrega do Relatório 22/06/2017 
 
FICHA DE AVALIAÇÃO 
Item Nota Observações 
Estudo pré-laboratorial (4,0) 
 
Montagem (1,0) 
 
Folha de dados (1,0) 
 
Análise experimental (4,0) 
TOTAL (10,0) 
 
 
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Sumário 
1. Introdução ............................................................................................................................. 3 
2. Objetivos .............................................................................................................................. 3 
3. Materiais Utilizados .............................................................................................................. 3 
4. Procedimento Experimental e Resultados ............................................................................ 3 
5. Discussão .............................................................................................................................. 4 
6. Conclusões ........................................................................................................................... 4 
7. Referências ........................................................................................................................... 4 
9. Diagramas Esquemáticos ...................................................................................................... 5 
 
 
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1. Introdução 
Segundo a ABNT (NBR 10719) a introdução é a primeira seção do texto, indicando a 
delimitação do tema, as razões de sua elaboração, bem como as relações existentes com outros 
trabalhos. A introdução não deve dar detalhes sobre a teoria experimental, o método ou os 
resultados, nem antecipar as conclusões e as recomendações. 
Notar a formatação de parágrafos (justificado), assim como tipo e tamanho da fonte. 
Todas as fontes de informação devem ser citadas corretamente. Por exemplo: de acordo com 
(1), esta é uma boa introdução. 
Figuras e tabelas também devem ser corretamente referenciadas. 
Utilizar no máximo uma página para a introdução. 
Além de ser entregue em formato impresso ao início da aula seguinte a execução do 
experimento, o relatório deve ser também entregue em formato eletrônico, extensão PDF, 
via Moodle, exclusivamente. 
 
 
 
2. Objetivos 
Analisar circuitos com resistores e amplificador operacional para as seguintes 
configurações: amplificador inversor, amplificador somador inversor e amplificador diferença. 
 
 
 
3. Materiais Utilizados 
 Os equipamentos utilizados no experimento foram: 
Tabela 3.1 – Equipamentos utilizados. 
Descrição Modelo Fabricante 
Protoboard MP-2420 Minipa 
Gerador de Função GV2002 iCEL 
Osciloscópio 253x BK Precision 
Fonte de alimentação DC MPL-1303M Minipa 
 
 
 Além destes equipamentos, foram utilizados alguns tipos de resistores, indutores, 
capacitores e fios para conexão da protoboard. 
Componentes eletrônicos utilizados: 
 Resistor de 100 Ω, 560 Ω, 220 Ω e 330 Ω; 
 Amplificador operacional uA741; 
 
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4. Procedimento Experimental e Resultados 
 
 Os circuitos foram montados segundo os circuitos mostrados no roteiro do experimento 
contendo um amplificador operacional uA741 e resistores 1R = 100 Ω, 2R = 560 Ω, 3R = 220 Ω e 
4R = 330 Ω. Para o circuito A (Figura 4.1), temos a configuração do amplificador operacional 
inversor. O circuito B (Figura 4.2) tem a configuração do amplificador operacional somador 
inversor e, por último, o circuito C é amplificador operacional de diferença (Figura 4.3). Para a 
realização do experimento para cada configuração do amplificador operacional, o gerador de função 
GV2002 da iCEL aplicava um sinal de até 0,5 V com frequência de 100 Hz. E pelo o osciloscópio 
253x da BK Precision podíamos observar o sinal de saída do amplificador operacional. Como um 
amplificador operacional tem uma limitação, o limite de saturação, precisamos manusear a fonte de 
alimentação MPL - 1303M da Minipa para que a saída do circuito seja limitada entre o intervalo de 
ssV = - 10 V e ddV = 10 V. 
 
 
Figura 4.1: Circuito amplificador operacional inversor. 
 
 
Figura 4.2: Circuito amplificador operacional somador inversor. 
 
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Figura 4.3: Circuito amplificador operacional de diferença. 
 
 Primeiramente, realizamos o teste com a configuração do amplificador inversor, Tabela 01, 
onde foi aplicada uma tensão senoidal no circuito com amplitude 0,5 V pico a pico para 
compararmos os valores experimentais com os reais. 
Tabela 4.1 – Valores de saída para a configuração do amplificador operacional inversor. 
Circuito Configuração das Entradas 
Senoide com f = 100 Hz 
Saída 
oppV 
Ganho 
Experimental 
Ganho 
Teórico 
Ganho 
% de Erro 
A ppVV 5,01  3,68 7,36 5,6 31,42 
 
 Logo em seguida, começamos a realizar os experimentos com o amplificador somador 
inversor. Já para este experimento, para analisar o sinal de saída do circuito B (Figura 4.2) como no 
laboratório há somente um gerador de função foi necessário está tirando um ou outro resistor. Na 
Tabela 4.2, podemos ver que o sinal senoidal é aplicado aos três resistores. Já para o segundo 
procedimento, o sinal 3V é nulo, portanto, tiramos do circuito somente do resistor 3R . 
Tabela 4.2 – Valores de saída para a configuração do amplificador operacional somador inversor. 
Circuito Configuração das Entradas 
Senoide com f = 100 Hz 
Saída 
oppV 
Ganho 
Experimental 
Ganho 
Teórico 
Ganho 
% de Erro 
A ppVVVV 5,0321  5,16 10,32 9,82 4,87 
B ppVVV 5,021  e 03 V 4,64 9,28 8,145 13,93 
C 01 V e ppVV 5,02  3,68 7,36 5,6 31,42 
 
 Por último, passamos a realizar experimento com o amplificador de diferença. Usamos o 
mesmo procedimento realizado no circuito amplificador somador inversor. Onde foi necessário tirar 
alguns resistores para termos uma determinada tensão nula no circuito. E podemos visualizar as 
tensões mensuradas na Tabela 4.3. 
 
 
 
 
 
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Tabela 4.3 – Valores de saída para a configuração do amplificador operacional de diferença. 
Circuito Configuração das Entradas 
Senoide com f = 100 Hz 
Saída 
oppV 
Ganho 
Experimental 
Ganho 
Teórico 
Ganho 
% de Erro 
A ppVVV 5,021  1,32 2,64 1,5 76 
B ppVV 5,01  e 02 V 0,56 1,12 5,6 80 
C 01 V e ppVV 5,02  3,76 7,52 3 150 
 
 Agora todos os procedimentos a seguir foram realizados com o amplificador inversor. O 
primeiro procedimento é definir o slew-rate do amplificador operacional, Tabela 4.4. 
Tabela 4.4 – Slew-rate para uma onda quadrada com amplificador operacional inversor. 
Amplitude (V) Frequência (kHz) Slew-rate (
s
V
 ) 
0,5 28,6 0,5 
 
 Também, realizamos o procedimento para definir a saturação do amplificador operacional, 
Tabela 4.5. 
Tabela 4.5 – Saturação para uma onda senoidal com amplificador operacional inversor. 
Amplitude (V) Frequência (kHz) 
máxo tV )( (V) min)(tVo (V) 
0,5 2,42 2,2 -1,96 
 
 Para terminar todos os procedimentos com o amplificador operacional, realizamos o 
experimento onde observamos a resposta em frequência do amplificador, Tabela 4.6.Tabela 4.6 – Resposta em frequência do amplificador operacional. 
Senoide com )(1 tV = 0,52 ppV Saída 
oppV (V) 
Ganho experimental 
10 Hz 3,6 7,36 
100 Hz 3,6 7,36 
500 Hz 3,6 7,36 
1 kHz 3,6 7,36 
10 kHz 3,6 7,36 
20 kHz 3,6 7,36 
30 kHz 3,16 7,36 
40 kHz 2,24 7,36 
50 kHz 1,56 7,36 
75 kHz 1 7,36 
100 kHz 0,96 7,36 
500 kHz 0,84 7,36 
1 MHz 0,72 7,36 
 
 
 Para este último procedimento, resposta em frequência do amplificador operacional, o 
gerador de função aplicava sinais com frequência de até 1 MHz. 
 
 
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5. Discussão 
Os resultados obtidos para as três configurações de amplificadores operacionais: inversor, 
somador inversor e subtrator. Onde podemos observar em todas as tabelas para cada configuração 
(Tabelas 4.1, 4.2 e 4.3) certa discrepância entre o ganho experimental e teórico. Esta diferença 
pode está relacionada com a tensão interna acumulada pelo amplificador operacional, por conta de 
experimentos anteriores. Este acúmulo de tensão no componente pode ter sido ocasionado pelos 
transistores e capacitores que compõem o mesmo. 
Antes de discutirmos os resultados obtidos sobre o slew-rate precisamos o que é de fato 
esta especificação do amplificador operacional. Slew-rate, ou taxa de variação, é uma 
especificação das mais importantes em amplificadores e em qualquer circuito de áudio, tais como 
processadores, mesas de som, etc., porém em amplificadores sua importância é maior, devido às 
altas amplitudes geradas. A não observância de um valor mínimo de slew-rate pode ocasionar 
distorções bastante desagradáveis (Barros, Marcos). Portanto, slew-rate a frequência máxima que 
pode ser aplicada ao amplificador operacional para que o sinal de saída não seja distorcido. E para 
o amplificador operacional uA741 foi observado que aplicando um sinal de 0,5 V, o sinal de saída 
começa a ser distorcer com frequência igual ou maior que 28,6 kHz, Tabela 4.4. 
A saturação é uma especificação de amplificadores reais, onde o sinal de sinal de saída 
depende da tensão de alimentação no componente. Como por exemplo, temos a tensão de 
alimentação ssV = - 5 V e ddV = 5 V. A saída do sinal do amplificador tem um comportamento 
linear dentro do intervalo de -5 V e 5 V. Já ultrapassando o valor de 5 V ou -5 V, o sinal de saída 
se tornar constante obtendo nenhum ganho no sinal. Na Tabela 4.5 podemos observar que com de 
3,5 V e frequência de 2,42 Hz visualizamos uma saturação do sinal de saída, se tornou constante. 
E por último na Tabela 4.6 observamos a resposta em frequência sendo, também, uma 
limitação do amplificador operacional. O amplificador operacional com altas frequências começa 
a atenuar o sinal de saída. Para o amplificador operacional uA741 o sinal começou a ser atenuado 
a partir de uma frequência entre 20 kHz e 30 kHz. 
 
6. Conclusões 
Mostrar os êxitos alcançados na realização do experimento, indicando as limitações, 
apresentando recomendações ou sugestões. Segundo a ABNT (NBR 10719) as conclusões e/ou 
recomendações devem ser apresentadas de forma clara e ordenada, as deduções tiradas dos 
resultados do trabalho ou levantadas ao longo da discussão do assunto. Dados quantitativos não 
devem aparecer na conclusão, nem tampouco resultados comprometidos e passíveis de 
discussão. As recomendações são declarações de ações, julgadas necessárias a partir das 
conclusões obtidas, a serem usadas no futuro. 
 
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Utilizar no máximo uma página para este item. 
 
 
 
 
 
7. Referências Bibliográficas 
Segundo a ABNT (NBR 10719) as citações bibliográficas textuais servem para dar 
maior clareza e autoridade ao texto, relacionando as idéias expostas com idéias defendidas em 
outros trabalhos, por outros autores. É indispensável que seja indicada a fonte de onde foi 
extraída a citação, através da utilização de um sistema de chamada (numérico ou alfabético). As 
referências bibliográficas relativas às citações textuais devem ser apresentadas de acordo com 
as normas da ABNT. 
 
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1. DORF, R.C.; SVOBODA, J.A. (2012) Introdução aos Circuitos Elétricos, 8ª edição, ISBN 
9788521621164. Editora LTC. 
 
2. NILSSON, J.W.; RIEDEL, S.A. (2009) Circuitos elétricos, 8ª edição, ISBN 9788576051596. 
Editora Pearson. 
 
3. BARROS, MARCOS. (2011) Slew-rate, Departamento de Física da Universidade de São Carlos, 
Universidade de São Carlos. 
 
4. 
 
 
 
 
 
 
9. Diagramas Esquemáticos 
Todos os diagramas devem ser inseridos ao final do relatório em páginas separadas do texto. Há 
apenas duas opções: dois diagramas por página (orientação retrato, para circuitos mais simples) ou 
um único diagrama por página (orientação paisagem, para circuitos mais complexos). Os diagramas 
devem conter a pinagem e identificação de todos os componentes.