Dados de Laboratorio de fisica

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Esse sinal alternado se fez necessário, pois uma das propriedades da corrente alternada que a faz vantajosa em relação à contínua é que a primeira é capaz de propagar seu sinal com mais facilidade e fidelidade.

Inicialmente, quando foi testado em forma de protótipo o circuito na protoboard, usou-se um transistor do tipo PNP. O transistor é um dispositivo que serve de chave, um transistor é composto de três terminais, um de entrada, saída e o outro de controle. O terminal de controle decide a quantidade de corrente que passará pelos outros dois, por exemplo, quando é aplicado um sinal ao terminal do meio, é permitida que a corrente elétrica circulasse pelos outros dois terminais, a quantidade de tensão define a quantidade de corrente que irá sair pelo terminal de saída, obviamente. Existem transistores do tipo NPN e do tipo PNP, em princípio seria utilizado no circuito o do tipo PNP, no entanto, nunca se deve ligar a carga no emissor, como estava anteriormente e, portanto o transistor original foi trocado por um do tipo NPN, solucionando o problema, afinal a tensão que chegava ao relé era insuficiente, apenas 9V, sendo que ele necessita de 12V para ser acionado.

O relé, dispositivo eletromecânico composto por vários contatos e um eletroímã. A teoria física por traz do interruptor é a de que quando a corrente elétrica suficiente percorre as espiras da bobina que se encontra em seu interior cria-se um campo magnético que por sua vez exerce uma força magnética sobre a alavanca, que é responsável pela mudança do estado dos contatos.

[pic 2]

Figura 4.2: Montagem de aplicação do circuito proposto.

O que foi descrito acima é o funcionamento do circuito impresso, o funcionamento da montagem inteira é simples. A montagem é composta de dois reservatórios de água, dois motores, a placa de circuito impresso e a placa de controle do motor. Quando há água em quantidade suficiente no reservatório superior há a passagem de corrente entre os eletrodos, assim não se aciona o motor. Quando o nível da água não é suficiente e não passa corrente, um motor que se encontra na parte inferior da montagem é acionado e recoloca a água.

- Tabelas, Análise dos Dados e Cálculos:

Para relacionar o valor nominal com o valor real de resistência foi usado o código de cores. Antes de modificar o projeto e aplicado na protoboard foi obtido:

Item – Descrição

Valores

Variação

Valor Real

Valor Nominal

R1 – Resistor do Led Vermelho

264 kΩ

270 kΩ

2.2%

R2 – Resistor do Led Verde

180 kΩ

190 kΩ

5.2%

R3 – Ligado em Série com R4

9,8MΩ

10 MΩ

2%

R4 – Resistor ligado com a Porta NAND 3

9,7MΩ

10 MΩ

3%

R5 – Resistor do Oscilador

465 kΩ

470kΩ

1.06%

Tabela 5.1: Dados de resistências obtidos.

Independentemente dos eletrodos estiverem ligados ou não, a função, como dito anteriormente, da associação em paralelo do resistor de 470 kΩ com uma das portas NAND do Circuito Integrado, é de gerar um sinal alternado. De fato, quando foi usado o osciloscópio para realizar a medição, obteve-se a seguinte onda quadrada:

[pic 3]

Figura 5.1: Forma da onda gerada pelo oscilador no protoboard.

Com isso tivemos que foram obtidos os seguintes valores de tensão:

Vpp

12V

Período (T)

6m/s

Tabela 5.2: Valores de tensão obtidos para oscilador no protoboard.

No entanto, pela saída da outra porta lógica NAND (porta 3), a que vem de encontro com o transistor BC557, não foi possível obter o mesmo resultado, o que já era esperado, tendo em vista que na primeira medição quando os eletrodos estão desconectados teve-se um sinal contínuo de 6V, sinal tal que é insuficiente para ativar o relé, e quando foi conectado teve-se um sinal em forma de onda quadrava com Vpp de 6V, sendo o menos valor o 0v.

[pic 4]

Figura 5.2: Sinal de saída da porta NAND 3 com os eletrodos desligados.

[pic 5]

Figura 5.3: Sinal de saída da porta NAND 3 com os eletrodos ligados (Note que, de alguma forma, o sinal gerado pelo oscilador se propagou).

Além disso, teve-se que a tensão de entrada foi um pouco menor que a esperada e fornecida para a porta lógica, realizando a medição com o multímetro foi obtido que o valor de entrada foi de 11.8V, sendo que o esperado seria de 12 V, uma variação de 1.7%.

Ao realizar as alterações propostas pelo professor em sala de aula, onde fora substituído o resistor do oscilador, de 470 kΩ para um de 100 kΩ, fora substituído um capacitor de discos cerâmicos de 2.2 nF por um capacitor dielétrico de 10 μF que está associado em paralelo com os dois resistores de 10 MΩ cada, fora substituído um transistor BC557 por um C33740 e fora inserido um resistor de 100 kΩ entre a saída 3 da porta lógica e o transistor foram observadas alterações significativas.

Quando foi utilizado o osciloscópio na saída três do circuito integrado foram averiguados resultados mais satisfatórios, é importante salientar novamente que, para a ativação do relé seja efetivada, é necessário