GAMA

Páginas: 19 (4553 palavras) Publicado: 21 de maio de 2014
UNIVERSIDADE
DE SÃO PAULO

Laboratório de Eletricidade e Magnetismo:
Osciloscópios

Instituto de Física de São Carlos

Instrumentos de Medidas II
Osciloscópios
Nesta prática iremos nos familiarizar com o uso de osciloscópios, mostrando algumas
das funcionalidades desses instrumentos. Através de exemplos específicos mostraremos
como medir em tempo real sinais elétricos (correntes etensões). Também utilizaremos
estes equipamentos para medir a curva V x I característica de resistores e de diodos
semicondutores. Neste texto usamos o osciloscópio Tektronix 2205 como modelo para
discussão, porém todos os osciloscópios comerciais que operam nesta faixa de
freqüência possuem as mesmas funções básicas. Portanto toda discussão pode se
estendida para qualquer outro modelo deosciloscópio.

Quando for usar os dois canais do osciloscópio, conecte sempre os terminais terras
no mesmo ponto do circuito.

Sempre que surgir uma dúvida quanto à utilização de um instrumento ou
componente, o aluno deverá consultar o professor para esclarecimentos.

I. O osciloscópio analógico
Os osciloscópios são instrumentos que permitem medir a dependência temporal
de tensões. Na maioriados osciloscópios essa dependência é visualizada em um tubo de
raios catódicos (mostrado na figura 1), no qual um feixe de elétrons produzido por um
filamento aquecido é acelerado por uma fonte de alta tensão. O sistema de deflexão
constituído por placas paralelas desvia o feixe horizontalmente e verticalmente. A
visualização da variação temporal do sinal elétrico é obtida através uma telafosforescente que se ilumina no ponto em que o feixe de elétrons nela colide. Essa tela
possui divisões para facilitar a leitura e medidas quantitativas.

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UNIVERSIDADE
DE SÃO PAULO

Laboratório de Eletricidade e Magnetismo:
Osciloscópios

Instituto de Física de São Carlos

Ponto
brilhante

e
c

b

d
f

d c

a

Vácuo
Figura 1 – Desenho esquemático do tubo de raioscatódicos: a – filamento aquecido; b - filtro de
velocidades; c - placas defletoras horizontais; d – placas defletoras verticais; e – feixe de elétrons; f tela fosforescente.

O filamento a, mostrado na figura 1, produz um feixe colimado de elétrons, e o
disco b atua como um seletor de velocidades. No interior do tudo de raios catódicos
encontram-se dois pares de placas, c e d, perpendicularesentre si. Ao se aplicar uma
diferença de potencial entre duas das placas cria-se um campo elétrico que irá desviar o
feixe de elétrons. Por este motivo as placas são denominadas de placas defletoras. As
placas c produzem deflexão vertical, e as placas d produzem deflexão horizontal.

II. Deflexão vertical
A posição vertical do feixe é controlada pela tensão entre as placas defletorasverticais. Quanto maior for o campo elétrico entre elas maior será o desvio sofrido pelo
feixe em relação a sua trajetória inicial (como mostrado na figura 2). Deste modo, a
distância do ponto luminoso ao centro da tela tem uma correspondência direta com a
amplitude da tensão aplicada entre as placas. A tensão a ser lida não é aplicada
diretamente nas placas, mas passa por um circuito que ajusta aamplitude da tensão
aplicada à dimensão vertical da tela. Assim, existe uma correspondência exata entre
tensão e dimensão geométrica da tela (Volts/divisão). Em osciloscópios comerciais esse
ajuste é realizado pelo botão de ajuste de escala vertical mostrado na figura 3a, e em
geral pode variar desde 5 mV / div até 20 V / div.

+
Vs -

d

Figura 2 – sistema de deflexão vertical. O feixe deelétrons é desviado devido à aplicação de uma
tensão V nas placas defletoras verticais.

2

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Osciloscópios

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III. Deflexão Horizontal (Base de tempo)
A amplitude de uma certa tensão pode ser medida através da deflexão vertical do
osciloscópio, porém não é possível determinar...
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