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Medindo Capacitâncias com o Osciloscópio - Uso do Osciloscópio na Escola – 10 (INS398)

Sabemos que osciloscópio é uma das mais poderosas ferramentas de ensino nas escolas técnicas e mesmo nas escolas de nível médio dentro do programa de ensino de tecnologia (STEM). Com sua ajuda podemos programar diversos experimentos de física, eletricidade, e mesmo de outras ciências e agora de uma forma mais completa se acrescentarmos a isso tudo aplicativos disponíveis para celulares. Neste artigo damos um exemplo, de experimento que pode ser realizado com a ajuda de um osciloscópio, em especial, os modelos InfiniiVision série 2000X e 3000X da Keysight.

Quando se diz que o osciloscópio é o instrumento de maior utilidade numa bancada de trabalhos eletrônicos, muitos contestam dizendo que é o multímetro e mesmo outros fazem o que o osciloscópio não faz.

Se bem que os osciloscópios modernos tenham muito mais recursos do que um osciloscópio comum, talvez o que os leitores não sabem é que ele também pode ser usado em medidas diferentes como resistência, indutâncias e até capacitâncias como demonstraremos neste artigo.

Na figura 1 temos então um circuito para esta finalidade que faz uso de um gerador de funções, ou se o leitor não tiver, até mesmo um oscilador com o 555, já que o sinal utilizado é retangular e depende da capacitância medida.

 

Figura 1
Figura 1

 

Considera-se nesta experiência que o tempo de carga (ou descarga) depende da constante de tempo RC do circuito e, portanto, da capacitância do capacitor. Assim, temos o seguinte procedimento:

a) Ajuste o gerador de funções para produzir um sinal retangular de 1 kHz com um valor de pico entre 5 e 10 V. O ciclo ativo do sinal produzido deve ser de 50%.

b) O circuito é ligado na entrada Y que deve estar ajustada para operar no modo AC, com a finalidade de se bloquear qualquer componente contínua do sinal.

c) A base de tempo deve então ser ajustada para se visualizar na tela um sinal aproximadamente triangular, como mostrado na figura.

d) O valor entre os picos deve então ser medido e comparado com o obtido na calibração com um capacitor de valor conhecido. Pode ser elaborada uma curva de calibração utilizando-se capacitores de valores conhecidos. Lembre-se que capacitores comuns podem ter tolerâncias que chegam a mais de 20%.

e) Com base nas medidas realizadas e na curva de calibração pode-se chegar ao valor do capacitor em teste.

 

 

 

 

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