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.
A finalidade deste experimento é mostrar como um capacitor se comporta num circuito de corrente alternada, carregando e descarregando alternadamente num capacitor.
O sinal usado é retangular observando-se como a carga e descarga ocorrem conforme a imagem projetada. No experimento pode-se utilizar capacitores de diversos valores selecionados por uma chave e também ajustar a resistência de descarga para se obter uma visualização apropriada.
Na figura 1 temos o arranjo de componentes e equipamentos para observação do proposto na tela do osciloscópio.
O material necessário para o experimento é o seguinte, além do osciloscópio
- Gerador de funções
- Capacitores de 100 nF e 220 nF (ou outros)
- Potenciômetro de 10 k Ω:
Procedimento:
- Ajuste o gerador de funções para produzir um sinal retângula de 1 V de amplitude na frequência de 1 kHz.
- O canal X deve estar na posição INT (base de tempo interna ou varredura interna).
- Ajuste o varredura e o ganho do canal Y para observar um sinal conforme mostra a figura 1.
- Varie o potenciômetro R para observar seu comportamento no circuito. Selecione os dois (ou mais) valores do capacitor.
Análise
Na imagem projetada fica claro a carga do capacitor de depois descarga exponencial. A forma como ocorre a carga e descarga depende da constante de tempo do circuito, dada pelo valor do capacitor utilizado e pelo ajuste de R.
Com base nos valores lidos de amplitude e tempo, calcule a constante de tempo do circuito, comparando-a com o previsto pelos valores teóricos.
