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Nesta página pode encontrar guias resumidos de funcionamento dos principais instrumentos elétricos utilizados em física experimental. Estas instruções resumem a informação essencial para poder operar em segurança estes equipamentos. Para informações mais detalhadas, deverá consultar os manuais completos do fabricante ou tutoriais e vídeo, disponíveis no final da página em Ligações externas.

Fonte de alimentação DC

A fonte UNI-T modelo UDP1306C é uma fonte de alimentação de bancada programável que permite fornecer tensão contínua regulada ou operar em modo de corrente constante, com valores máximos até 32 V e 6 A. Possui visor digital para leitura simultânea de tensão e corrente e permite o ajuste preciso dos valores através de botões rotativos no painel frontal. Inclui protecções contra sobrecorrente e sobretensão, bem como saídas auxiliares (5 V), sendo adequada para alimentação e caracterização de circuitos electrónicos em contexto laboratorial.

Características principais

Legenda

1. Botão de ajuste da tensão de saída (CH1) - Permite definir o valor da tensão de saída do canal principal.
2. Botões de memória M1–M5 - Permitem guardar e recuperar até cinco configurações de tensão e corrente.
3. Botão de ajuste do limite de corrente (CH1) - Permite definir a corrente máxima fornecida pela fonte.
4. Interruptor do sinal sonoro (buzzer) - Liga ou desliga os sinais sonoros do equipamento.
5. Bloqueio do teclado (LOCK) - Bloqueia os botões para evitar alterações acidentais dos valores definidos.
6. Botão OUTPUT (ligar/desligar a saída) - Activa ou desactiva a tensão nos terminais de saída.
7. Indicador de modo CV/CC - Verde: modo de tensão constante (CV); Vermelho: modo de corrente constante (CC)
8. Terminal verde — Terra (GND) - Ligação à terra do circuito.
9. Terminal preto — Saída negativa (−) - Terminal negativo da saída DC.
10. Terminal vermelho — Saída positiva (+) - Terminal positivo da saída DC.
11. Interface USB de carregamento (5 V/2 A) - Apenas para carregamento de dispositivos USB (não é interface de comunicação).
12. Interruptor principal de alimentação (POWER) - Liga e desliga o equipamento.
13. Indicador de potência de saída - Mostra o estado geral da saída activa.
14. Visor de corrente - Indica a corrente fornecida pela fonte (em amperes).
15. Visor de tensão - Indica a tensão de saída (em volts).
16. Identificação do modelo
17. Interruptor de controlo remoto
18. Interface USB de comunicação com computador
19. Interface de comunicação RS232
20. Entrada de alimentação AC
21. Selector de tensão de alimentação
22. Grelha de ventilação

Instruções de operação

Conselhos de segurança

Nunca ligar ou desligar cabos com a saída activa (OUTPUT ligado). Nunca provocar curtos-circuitos intencionais. Nunca exceder os limites de tensão ou corrente do circuito. Não tocar nos terminais metálicos com a fonte activa. Em caso de comportamento estranho (modo CC inesperado, corrente elevada): desligar imediatamente a saída (OUTPUT), verificar as ligações. Em caso de dúvida, chame o docente

Ligar e desligar o equipamento

1. Verificar que o botão OUTPUT está desligado (luz apagada).
2. Ligar a fonte através do interruptor principal (POWER), situado no painel frontal.
3. O visor acende-se e mostra os valores actualmente definidos de tensão (V) e corrente (A).
4. Para desligar completamente a fonte, usa o interruptor POWER.

Ligações eléctricas

• Terminal vermelho: saída positiva (+)
• Terminal preto: saída negativa (−)
• Terminal verde: terra (GND)

Ligar primeiro os cabos ao circuito e só depois activar a saída (botão OUTPUT).

Definir a tensão de saída

1. Carregar no botão rotativo VOLTAGE. O cursor começa a piscar no visor da tensão.
2. Roda o botão para ajustar o valor.
3. Carrega novamente no botão para mudar de dígito (se necessário).
4. Verifica sempre a tensão antes de activar a saída.

Definir o limite de corrente

1. Carregar no botão rotativo CURRENT.
2. Ajustar o valor da corrente máxima permitida, usando o mesmo procedimento de rodar ou carregar.
3. Este valor funciona como limite de segurança para o circuito.

Boa prática: começar sempre com um limite de corrente baixo e aumentar gradualmente se necessário.

Activar e desactivar a saída

1. Carregar no botão OUTPUT para ligar a saída. O botão acende-se e surge o símbolo ON no visor.
2. Carregar novamente em OUTPUT para desligar a saída.

Modos de funcionamento CV e CC

A fonte funciona automaticamente em dois modos:

• Modo CV — Tensão constante
  • Indicador verde (CV) aceso.
  • A tensão mantém-se no valor definido.
  • A corrente depende da carga e é inferior ao limite definido.

• Modo CC — Corrente constante
  • Indicador vermelho (CC) aceso.
  • A corrente é limitada ao valor definido.
  • A tensão baixa automaticamente.

Se a fonte entrar em CC inesperadamente, é sinal de curto-circuito, carga excessiva, ou limite de corrente demasiado baixo.

Gerador de funções

O gerador UNI-T modelo UTG1000X é um gerador de sinais de bancada de dois canais que permite produzir formas de onda periódicas (sinusoidal, quadrada, triangular, impulsos, DC e ruído) com frequência, amplitude e offset ajustáveis. Possui ecrã a cores para visualização dos parâmetros do sinal e controlo através de botões dedicados e teclado numérico, sendo adequado para excitação controlada de circuitos electrónicos e sistemas físicos em laboratório.

Conselhos de segurança

NUNCA ligar a saída do gerador a uma fonte de alimentação, outro gerador, ou a um ponto de tensão fixa. Começar sempre com amplitude baixa e offset nulo. Desligar a saída (CH OFF) antes de alterar ligações. Em caso de comportamento inesperado, desligar imediatamente o canal e verificar cabos e parâmetros. Em caso de dúvida, chame o docente

Características principais

Legenda

1. Ecrã de visualização - Mostra o estado dos canais CH1 e CH2, os menus de funções e os parâmetros do sinal, usando cores diferentes para facilitar a leitura.
2. Teclas de função - Incluem as teclas Mode, Wave e Utility, utilizadas para seleccionar o modo de funcionamento, o tipo de sinal (forma de onda) e funções auxiliares.
3. Teclado numérico - Teclas 0–9, ponto decimal “.” e tecla de sinal “+/−”, usadas para introduzir valores numéricos. A tecla de retrocesso permite apagar o último dígito introduzido.
4. Botão rotativo multifunções / teclas de navegação - Utilizado para alterar valores numéricos (rodar para aumentar/diminuir), navegar nos menus, confirmar selecções e parâmetros ou mover o cursor entre dígitos durante a edição de valores
5. Teclas de controlo de saída CH1 / CH2 - Permitem seleccionar rapidamente o canal activo no ecrã. O canal seleccionado fica destacado. Ao carregar novamente na tecla do canal, a saída desse canal é ligada ou desligada. Quando a saída está activa, o indicador luminoso acende-se e o ecrã mostra o modo de saída e o sinal correspondente. Quando está desligada, surge a indicação OFF.
6. Saída do Canal 2 (CH2) - Conector BNC correspondente à saída do canal 2.
7. Saída do Canal 1 (CH1) - Conector BNC correspondente à saída do canal 1.
8. Entrada de modulação digital externa / frequencímetro / sincronização
9. Teclas de menu (soft keys) - Teclas situadas por baixo do ecrã. A função de cada tecla depende do menu apresentado no ecrã, sendo indicada pelas etiquetas gráficas imediatamente acima.
10. Botão de alimentação (POWER) - Liga e desliga o equipamento.
11. Interface USB (frontal) - Porta USB utilizada para importar formas de onda arbitrárias, actualizar o firmware do equipamento. Não é uma saída de sinal.

Instruções de operação

Ligar e desligar o equipamento

1. Verificar que nenhuma saída está activa (CH1 e CH2 em OFF).
2. Ligar o equipamento carregando no botão de alimentação (POWER) no painel frontal.
3. Aguardar o arranque completo e a visualização do ecrã principal.
4. Para desligar, carrega novamente no botão POWER.

Atenção: Nunca ligar ou desligar cabos BNC com a saída activa.

Canais de saída

O gerador dispõe de dois canais independentes:

• CH1 — Canal 1 (BNC frontal)
• CH2 — Canal 2 (BNC frontal)

Cada canal pode ser configurado e activado separadamente.

• Carregar nos botões 1 ou 2 para seleccionar o canal.
• O canal activo fica destacado no ecrã.
• Carregar novamente no botão do canal para ligar/desligar a saída desse canal.

Escolher o tipo de sinal (forma de onda)

1. Carregar no botão WAVE.

1. Selecciona a forma de onda pretendida, carregando no botão respectivo em baixo:
   • Sine — seno
   • Square — quadrada
   • Pulse — impulsos
   • Ramp — dente-de-serra / triangular
   • DC — tensão contínua
   • Noise — ruído
2. O sinal seleccionado é mostrado graficamente no ecrã.

Definir a frequência

1. Com o canal correcto seleccionado, escolher "Freq" (frequência) usando os botões do menu.
2. Introduzir o valor usando o teclado numérico, ou o botão rotativo multifunções.
3. Seleccionar a unidade (Hz, kHz, MHz). Começar sempre com frequências baixas para evitar erros de ligação ou sobrecarga do circuito.

Definir a amplitude (tensão do sinal)

1. Seleccionar "Amp" (amplitude).
2. Introduzir o valor desejado (tipicamente em Vpp ou mVpp).
3. Confirmar a unidade.

Atenção: a amplitude define a tensão aplicada ao circuito. Nunca exceder os valores admissíveis pelos componentes.

Definir o offset DC

1. Seleccionar "Offset".
2. Introduzir o valor da componente contínua (positiva ou negativa).
3. Confirmar a unidade (V ou mV).

Activar e desactivar a saída

1. Uma vez todos os parâmetros definidos, se necessário carregar em 1 ou 2 para activar a saída.
2. O botão ilumina-se e o estado do canal passa para ON no ecrã.
3. Para desligar, carregar novamente no botão do canal.

Impedância de saída (nota importante)

• O gerador assume por defeito alta impedância (High-Z).
• Se o circuito ou o osciloscópio estiverem configurados para 50 \(\Omega\), os valores efectivos de amplitude podem diferir.
• Confirmar sempre a impedância do sistema de medição.

Multímetro de bancada

O multímetro UNI-T modelo UT8804E é um multímetro digital de bancada destinado a medições de tensão contínua e alternada, corrente, resistência e frequência, com visor TFT. Permite medições precisas e estáveis em contexto laboratorial, com selecção de funções por selector rotativo e terminais dedicados para diferentes gamas de corrente, sendo adequado para caracterização eléctrica de circuitos e componentes.

Características principais

Legenda

1. Interruptor de alimentação (POWER)
2. Ecrã TFT a cores
3. Entrada de corrente (A) - Terminal para medições de corrente elevada (até à gama máxima do instrumento).
4. Entrada de corrente (µA / mA) - Terminal para medições de correntes baixas (microampere e miliampere).
5. Terminal comum (COM) - Terminal de referência (normalmente ligado ao cabo preto). Usado em todas as medições.
6. Entrada para outras medições (V / \(\Omega\) / Hz) - Terminal utilizado para medições de tensão AC e DC, resistência, frequência, continuidade, díodos, etc.
7. Botões de função - Conjunto de botões utilizados para navegar nos menus, seleccionar modos, activar funções como HOLD, RANGE, REL, SELECT, entre outras.
8. Selector rotativo de funções - Permite escolher o tipo de medição principal: tensão, corrente, resistência, frequência, etc.

Instruções de operação

Conselhos de segurança

Nunca medir resistência num circuito alimentado Nunca medir tensão com o cabo no terminal A ou mA Nunca mudar cabos com o circuito ligado Em medições de corrente: começar sempre pela escala maior após a medição, retirar os cabos e voltar a colocar o cabo vermelho em V\(\Omega\)Hz Em caso de dúvida, chame o docente

Ligar e desligar o multímetro

1. Ligar o multímetro carregando no botão POWER.
2. Aguardar a inicialização do ecrã.
3. Para desligar, carregar novamente no botão POWER.

Cabos de medição

• Preto: entrada COM (sempre)
• Vermelho:
  • Tensão (V), resistência (\(\Omega\)) ou frequência (Hz): conector V\(\Omega\)Hz
  • Corrente (mA,A): conector mA ou A (consoante o valor esperado)

Atenção: Nunca medir tensão com o cabo no terminal de corrente.

Medição de tensão alternada — V~ (VAC / VAV)

Usado para sinais AC (rede, geradores, sinais sinusoidais).

1. Cabo preto: COM; Cabo vermelho: V\(\Omega\)Hz
2. Selector rotativo: V~
3. Ligar as pontas em paralelo com o circuito.
4. Ler o valor no ecrã (valor eficaz / RMS).

Medição de tensão contínua — V= (VDC)

Usado para fontes DC, baterias, circuitos electrónicos.

1. Cabo preto: COM; Cabo vermelho: V\(\Omega\)Hz
2. Selector rotativo: V=
3. Ligar as pontas em paralelo.
4. Ler o valor e o sinal (+ / −).

Medição de resistência — Ω

Atenção: O circuito deve estar desligado da alimentação.

1. Cabo preto: COM; Cabo vermelho: V\(\Omega\)Hz
2. Selector rotativo: \(\Omega\)
3. Ligar as pontas aos terminais do componente.
4. Ler o valor no ecrã.

Se aparecer “OL”, a resistência é demasiado elevada para a escala.

Medição de corrente — A (AC ou DC)

Atenção: A corrente mede-se SEMPRE em série.

1. Desligar o circuito.
2. Cabo preto: COM; Cabo vermelho:
   • mA - correntes pequenas
   • A - correntes maiores (em caso de dúvida, começar aqui)
3. Selector rotativo: A= (DC) ou A~ (AC)
4. Ligar o multímetro em série com o circuito.
5. Ligar o circuito e ler o valor.

Atenção: Nunca ligar o multímetro em modo corrente em paralelo.

Medição de frequência — Hz

Usado para sinais periódicos (geradores, osciladores).

1. Cabo preto: COM; Cabo vermelho: V\(\Omega\)Hz
2. Selector rotativo: Hz
3. Ligar as pontas em paralelo ao sinal.
4. Ler a frequência no ecrã.

Botão SELECT

Algumas posições do selector agrupam várias funções. Usar o botão SELECT para alternar entre:

• AC / DC
• Hz / duty
• funções associadas à mesma posição do selector

Osciloscópio digital

O osciloscópio Rohde & Schwarz modelo RTB2002 é um osciloscópio digital de dois canais que permite a visualização temporal de sinais eléctricos, bem como a medição de amplitude, período, frequência e relações entre sinais. Dispõe de ecrã táctil, controlos dedicados para os eixos vertical, horizontal e trigger, e modos de análise como cursores e modo XY, sendo adequado para o estudo detalhado de sinais electrónicos e fenómenos dinâmicos em laboratório.

Características principais

Legenda do painel frontal

1. Ecrã táctil (touch-screen) - Mostra as formas de onda, menus, medições e estados do instrumento. Permite interacção directa por toque.
2. Bloco Horizontal (Timebase) - Controlos associados ao eixo temporal:
   • escala horizontal (Time/div),
   • posição horizontal do sinal.
3. Bloco de Trigger - Controlos usados para estabilizar o sinal:
   • selecção da fonte de trigger,
   • tipo de trigger,
   • nível de trigger.
4. Botão Save/Load - gravar e exportar imagens e ficheiros de dados.
5. Bloco Vertical — controlo dos canais (CH1, CH2) - Conjunto de botões e comandos rotatórios usados para:
   • seleccionar o canal,
   • ajustar a escala vertical (V/div),
   • ajustar a posição vertical,
   • aceder ao menu do canal.
6. Botão Apps Selection - Abre o menu de aplicações especiais, como modo XY, FFT, e outras aplicações.
7. Botão Cursors - Activa os cursores para medições manuais de tensão e tempo.
8. Entradas BNC dos canais (CH1, CH2) - Conectores para as sondas de medição.
9. Porta USB frontal - Utilizada para ligar uma pen USB para guardar imagens e dados.
10. Botão Power - Liga e desliga o osciloscópio.

Legenda do écran

1. Área de visualização das formas de onda - Representação dos sinais recebidos.
2. Grelha (divisões horizontais e verticais) - Serve de referência visual para medições manuais de tempo e tensão.
3. Indicador de trigger - Mostra o canal de trigger, o nível de trigger, e a posição do trigger no ecrã.
4. Escala horizontal (Time/div) - indica o factor de ampliação temporal (horizontal). comum aos dois canais.
5. Menus contextuais - aparecem no ecrã conforme o botão ou função seleccionada.
6. Indicador do zero vertical - símbolo que indica o nível 0 V do canal correspondente.
7. Marcador de nível de trigger - símbolo que indica o nível de trigger seleccionado.
8. Menu principal - acesso a opções de configuração do osciloscópio.
9. Etiquetas dos canais - mostram o canal activo com a cor do canal.
10. Escala vertical (V/div) - indica o factor de ampliação de tensão (vertical) do canal correspondente.

Instruções de operação

Conselhos de segurança

A garra de massa da sonda está ligada à terra do osciloscópio. Nunca a ligar a um ponto do circuito que não esteja ao potencial de terra. Utilizar sondas ×10 sempre que possível e confirmar essa opção no menu do canal. Começar sempre com escalas grandes (V/div e Time/div elevados). Nunca assumir que um sinal estranho corresponde a um erro do circuito: na maioria dos casos é um ajuste incorrecto do osciloscópio. Em caso de dúvida, chame o docente

Organização geral

Os comandos do osciloscópio estão organizados em blocos funcionais à direita do écran, cada um correspondendo a um aspecto físico da medição. Esta organização é fundamental para compreender o que cada ajuste faz ao sinal observado.

Principais blocos de controlo

• Bloco Vertical (V/tensão) - Controla como a tensão é representada no eixo vertical do ecrã. Está associado aos canais CH1 e CH2.
• Bloco Horizontal (t/tempo) - Controla como o tempo é representado no eixo horizontal do ecrã.
• Bloco Trigger - Define quando o osciloscópio começa a desenhar o sinal. É responsável pela estabilidade da imagem.
• Blocos Action e Analysis - Permite efectuar medições automáticas, activar cursores, guardar dados, etc.

Além dos comandos em botão rotatório ou de pressão, o écrã do osciloscópio é táctil (touch-screen), permitindo seleccionar menus e opções, mas não substitui os controlos físicos principais.

Ligar e desligar o equipamento

1. O osciloscópio está equipado com um interruptor geral (na parte de trás, junto à entrada da alimentação AC). Para o ligar, certifique-se de que esse interruptor está na posição 1.
2. Ligar o osciloscópio ao sinal a medir usando cabos BNC.
3. Ligar a fonte do sinal.
4. Ligar o osciloscópio no botão POWER (em baixo, à esquerda na parte frontal). Aguardar o arranque completo do sistema.
5. Para desligar, faça o percurso inverso: botão POWER, desligar a fonte do sinal, desligar os cabos do oesciloscópio e colocar o interruptor traseiro na posição 0.

Ligar os cabos

1. Ligar o cabo BNC ou a sonda ao canal desejado (CH1 ou CH2).
2. Ligar a outra extremidade na fonte do sinal.
3. No ecrã do osciloscópio deve surge um traço horizontal (se não houver sinal) ou uma forma de onda (se o sinal estiver activo).

Bloco vertical — ajuste da escala de tensão (V/div)

O bloco vertical controla como a amplitude do sinal é representada no ecrã.

Ajustar a escala vertical (V/div)

1. Seleccionar o canal (CH1 ou CH2).
2. Rodar o botão Scale do bloco vertical.
3. Observar no ecrã o valor de V/div a mudar e a forma de onda a expandir ou contrair verticalmente.
4. Escolher uma escala tal que o sinal ocupe cerca de 4 a 6 divisões verticais, sem saturar o ecrã.

Ajustar a posição vertical (Position)

1. Rodar o botão Position do bloco vertical.
2. Observar o deslocamento do sinal para cima ou para baixo no ecrã. Nota importante: O valor medido não muda, apenas a posição do traço.
3. Usar a posição só depois de a escala estar bem escolhida.

Bloco horizontal — ajuste da escala temporal (Time/div)

O bloco horizontal controla quanto tempo é mostrado no ecrã.

Ajustar a escala horizontal (Time/div)

1. Rodar o botão Scale do bloco horizontal.
2. Observar no ecrã o valor de Time/div, a forma de onda a esticar ou comprimir horizontalmente.
3. O objectivo deve ser visualizar 1 a 3 períodos completos do sinal.

Ajustar a posição horizontal

1. Rodar o botão Position do bloco horizontal. O sinal desloca-se para a esquerda ou direita. Esta função é usada principalmente para alinhar eventos ou observar atrasos temporais.

Bloco de trigger — obter um sinal estável

O trigger define o instante em que o osciloscópio começa a desenhar o sinal. O osciloscópio repete muitas aquisições sucessivas; o trigger garante que todas começam no mesmo ponto do sinal. Sem o trigger correcto, o sinal “corre” no ecrã, não ficando estável.

Configuração básica de trigger

1. Seleccionar Trigger Source: escolher CH1 ou CH2, conforme o sinal a observar.
2. Seleccionar Trigger Type: Edge (suficiente para a grande maioria das situações).
3. Seleccionar Slope: subida (seta para cima) ou descida (seta para baixo).

Ajustar o nível de trigger

1. Rodar o botão Level no bloco de trigger.
2. Observar no ecrã a posição do cursor horizontal de trigger a mover-se. Ajustar o nível para que o sinal cruze esse nível de forma clara.
3. Quando o trigger estiver correcto, o sinal fica estável no ecrã.
4. Se o sinal continua a deslizar, verifique:
   • que o nível de trigger está dentro da amplitude do sinal
   • que a fonte do trigger está no canal certo

Medições usando escalas (manual)

Medir amplitude (Vpp)

1. Contar o número de divisões verticais entre máximo e mínimo.
2. Multiplicar pelo valor de V/div para obter a leitura da amplitude.
3. Considerar tanto o valor da medição como a incerteza inerente à escala vertical seleccionada.

Medir período e frequência

1. Contar o número de divisões horizontais de um período.
2. Multiplicar por Time/div para obter o período.
3. Calcular a frequência a partir de \(f=1/T\).
4. Considerar tanto o valor da medição como a incerteza inerente à escala horizontal seleccionada.

Medições usando cursores

1. Activar o menu Cursors pressionando no botão Cursor
2. Escolher:
   • cursores verticais: medições de tempo,
   • cursores horizontais: medições de tensão.
3. Mover os cursores até aos pontos de interesse usando o botão rotatório do painel "Analysis":
   • Rodar o botão: o cursor desloca-se
   • Pressionar o botão: o cursor alterna entre o 1 e o 2
   • As posições dos cursores são indicadas no fundo do écran (\(t1, t2\)), bem como a sua diferença \(\Delta t\) e a frequência correspondente \(1/\Delta t\)
4. Ler directamente no ecrã a diferença de tempo ou tensão.
5. Considerar a incerteza associada à leitura registada.

Modo XY

1. Ligar dois sinais periódicos aos dois canais. O ordem do osciloscópio é CH1 = eixo X, CH2 = eixo Y.
2. Pressiona o botão Apps Selection no painel frontal (em baixo à direita).
3. Selecciona a aplicação XY no menu apresentado.
4. Verifica que ambos os canais estão activos e correctamente ajustados. O ecrã mostra a relação directa entre dois sinais, o que é útil para comparar fase e amplitude, e observar figuras de Lissajous.

Guardar dados (USB ou computador)

O osciloscópio permite ao utilizador gravar externamente dados como a imagem do ecrã, dados do sinal, ou a configuração do instrumento

Guardar para pen USB

• Inserir uma pen USB no conector frontal
• Para gravar uma imagem (formato PNG) do écrã: carregar no botão com o ícone de uma máquina fotográfica (painel "Analysis")
• Para outras opções de gravação:
  • Carregar no botão Menu e a escolher a opção Save / Export.
  • Seleccionar o tipo de ficheiro.
  • Confirmar a gravação.

Guardar para computador

• É necessário efectuar a ligação via USB ou LAN entre o computador e o osciloscópio.
• Além da gravação de dados, esta opção também permite aquisição e controlo remoto.

Ligações externas

• Power supply UDP1306C: User Manual (em inglês)
• Function generator UTG1022X-PA: Quick Start Guide e User Manual (em inglês)
• Multimeter UT8804E: User Manual (em inglês)
• Oscilloscope RTB2002: User Manual (em inglês); RTB2000 How-to Playlist (videos)