O Tubo de Raios Catodicos - eletronica24h

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Tubo de Raios Catodicos  do Osciloscopio
Prof. Me. Romulo Oliveira Albuquerque
Faculdade de Tecnologia de São Bernardo do Campo - S.P - Brasil

É dos mais versáteis  instrumentos de uma bancada de eletrônica,  sendo usado para visualizar e medir sinais elétricos.Existem  dos mais  variados tipos : digitais , analógicos.Podendo operar desde DC até centenas de  MHz.
O elemento básico do osciloscópio é o TRC (tubo de raios catódicos)  no qual aparece a imagem da onda que se quer visualizar.A Figura 1 mostra o  desenho simplificado de um TRC.

Figura 1 -  Desenho simplificado de um tubo de raios catódicos        (TRC)

Os  principais elementos de um TRC são:
 
1  .    Filamento: Ë aquecido ao ser percorrido por uma   corrente, sendo usado para aquecer o cátodo.
 2.    Cátodo: Construído com   material que emite facilmente elétrons ao ser aquecido.
 3.    Grade de controle: É polarizada negativamente,  controla o fluxo de elétrons, controlando portando a intensidade do feixe(  Existe   um ajuste externo que atua na luminosidade do ponto na tela ).
 4.    Primeiro Anodo focalizador: Localizado mais perto do  cátodo, é polarizado com uma alta tensão positiva   atraindo portanto os elétrons. Junto com o Segundo Anodo acelerador  ( 5 )   formam um conjunto de lentes eletrônicas que   permitem ajustar o foco através da tensão aplicada entre os mesmos.
 
6.     Placas de deflexão vertical (PDV): Uma tensão aplicada entre  essas placas provocará um movimento do feixe na vertical.


                     ( a )                                     ( b )                                               ( c )                                             ( d )
Figura 2 -  Placas de deflexão vertical (PDV) sob a ação        de   ( a ) 0V  ( b )  placa superior positiva ( c ) placa        inferior  negativa ( d ) placas submetidas a uma  tensão        senoidal


Se  for aplicada uma tensão senoidal de freqüência suficientemente alta entre as  placas verticais o ponto se deslocará rapidamente de baixo para cima e devido  à   rapidez do movimento e da persistência   da luminosidade na tela , veremos uma linha contínua na vertical.
 
7.  Placas de deflexão horizontal (PDH): O mesmo raciocínio aplicado   para as PDV pode   ser aplicado para as PDV, isto é, aplicando-se uma tensão entre essas  placas o feixe se deslocará na horizontal


Figura 3 -  Placas de deflexão horizontal

A Figura 4 mostra  o feixe de elétrons incidindo na tela para diferentes  condições de polaridade das placas de deflexão horizontal.


Figura 4 - Deflexão horizontal do feixe de elétrons        para diferentes condições de polarização das placas


8.  Tela do TRC: A tela do TRC é   coberta internamente por uma fina camada de material   fluorescente   que emite luz no ponto atingido pelo feixe  
Composição de Movimentos.
 
    
 Se  for  aplicado  tensão ao mesmo tempo nas PDV e PDH   como resultado   haverá uma composição de movimentos que agirá no feixe deslocando-o  de acordo com a  intensidade   e polaridade das tensões aplicadas. Consideremos os seguintes casos:

                 
                              ( a )                                                                                  ( b )

        
                                     ( c )                                                                                ( d )
Figura 5 -  ( a ) PDF e PDH  submetidas a 0 V    ( b ) ( c ) e  (d ) PDF e PDH  submetidas a diferentes polaridades  

Caso  seja   aplicado uma tensão dente   de serra entre as placas de deflexão horizontal   de freqüência suficientemente alta , devido à persistência do  material químico depositado na superfície , aparecerá uma linha continua   na horizontal.Se a tensão aplicada  entre as placas de deflexão  for nula a linha estará exatamente no meio do osciloscópio,Figura 6a, caso  contrário a linha estará acima (placa  de cima positiva ) ou abaixo do  meio (placa de baixo positiva ).


                           ( a )                                                        ( b )                                                                    ( c )

Figura 6 -  PDH submetida à tensão dente de serra ( a ) PDV com  0 V ( b )  PDV com  +V ( c ) -PDV com  -V

                            
Se  houver calibração podemos medir tensão pelo deslocamento do feixe. Por  exemplo se   o ganho estivesse calibrado em   2 V/Divisão, no primeiro caso sem tensão ( referencia 0 V ) se o traço  estiver no meio, no segundo caso como subiu 3 divisões   a tensão medida seria   2 V/Div * 3Div = 6 V ( em relação à referencia adotada ). No terceiro  caso , em relação à mesma referencia   como o deslocamento foi para baixo   e de 3 divisões.

 

 
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