“Comprei um supercapacitor para fazer experiências, mas não consigo testá-lo com meu capacímetro que não alcança seu valor. Como medir a capacitância de um supercapacitor?”

Com a disponibilidade no mercado de supercapacitores com capacitâncias acima de 10F é justo que os leitores que desejam fazer experimentos possam medir esses componentes. Existem diversas formas de se fazer isso.

Partimos do fato de que os capacímetros comum partem do tempo de carga do componente em teste para medir sua capacitância. Eles simplesmente aplicam uma tensão no componente e medem a quantidade de pulsos que é produzida pelo circuito num determinado intervalor de tempo. Esse intervalo é dado por duas tensões que aparecem no capacitor no intervalo da carga.

É claro que, no caso de um supercapacitor, este intervalor seria muito grande e o circuito não conseguiria fazer sua integração. Outro problema a se considerar é que o supercapacitor descarregado se comporta como um curto circuito praticamente, exigindo correntes muito altas para sua carga entre duas tensões conhecidas.

Podemos fazer sua medida por um método indireto muito simples. Usamos sua constante RC para isso que, como sabemos na carga corresponde a 0,63 da tensão máxima e na descarga 0,37 da tensão máxima, conforme mostra a figura 1.

Figura 1 – Constante de tempo RC

Assim, basta pegar o capacitor em teste e um resistor de resistência conhecida, a mais baixa que se possa obter para uma corrente que implique numa dissipação inferior a especificada para o componente.

Por exemplo, se eu tenho um capacitor de 10F x 2,7V, uso como tensão de referência para a carga 2V o que resulta numa tensão de 1,26V para a carga e 0,74V para a descarga.

T = RC

O resistor pode ser de 4 ohms, por exemplo. (posso associar resistores para obter algo o mais próximo disso) com uma dissipação de 1W ou mais.

Tenho então duas possibilidades:

Medindo o tempo de carga

Ajusto minha fonte de alimentação para 2V. certifico-me de que o capacitor em teste está completamente descarregado e monto o circuito abaixo com um multímetro na escala apropriada de tensões.

Figura 2 – Circuito para carga

Veja então que a constante de tempo para este circuito será de:

T = R x C

Ligo a fonte previamente ajustada para 2 V e vejo quanto tempo o multímetro demora para chegar aos 1,26 V.

Para obter a capacitância, basta então aplicar a fórmula:

C = t/R

Dividimos o tempo por R. Por exemplo se tivermos 40 segundos, a capacitância será:

C = 40/4 = 10 F

Medindo o tempo de descarga.

Neste caso, usando um circuito apropriado, que pode ser formado por pilhas, carrego o supercapacitor com 2V monitorando sua tensão no multímetro.

Com o capacitor carregado, ligo-o a um resistor de 4 ohms e a um multímetro. Novamente, meço o tempo que ele demora para atingir 0,74V ou 37% da tensão de carga.

Na figura 3 o circuito usado.

Figura 3 – Circuito para a descarga

Aplicamos a mesma fórmula:

C = t/R

Por exemplo:

Obtivemos 80 segundos no processo.

C = 80/4

C = 20 Farads

É lógico que devemos sempre considerar as tolerâncias dos componentes utilizados e do próprio capacitor.

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