Traçando curvas características de resistores com o LabVIEW e fontes programáveis Rigol DP831A e DP1308A
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Neste artigo, utilizamos as fontes de alimentação programáveis da Rigol DP831A e DP1308A, que possuem recursos avançados de programação SCPI que garantem a obtenção dos dados das medições e controle total dos mesmos por meio da plataforma LabVIEW e interface VISA, para traçar algumas curvas características de resistores. Enquanto o DP1308A foi controlado pela interface GPIB por meio de uma placa PCI GPIB da National Instruments, o DP831A foi controlado diretamento pela interface USB do mesmo.
As curvas caraterísticas de elementos passivos consistem simplesmente na análise da variação da corrente com a variação controlada da tensão e, conforme relembraremos, a inclinação da reta Corrente (A) versus Tensão (V) representa a própria resistência em ohms do dispositivo. Uma vez que tais fontes de alimentação também mensuram a potência consumida (W) pela carga, o gráfico dessa grandeza também é exibido versus a tensão.
O código-fonte é muito simples pois visou apenas a aquisição e visualização de dados para fins de monitoramento e não o processamento de dados. No caso da fonte Rigol DP831A, a Rigol não disponibiliza exemplos ou bibliotecas com as funções já definidas, mas a programação pode ser feita sem problemas com o manual de programação disponível para a série DP800, que é bastante completo e apresenta inúmeros exemplos. O loop principal é exibido abaixo (quatro subVIs para envio de comandos por meio do padrão VISA) e o gráfico é atualizado conforme a taxa de amostragem escolhida:
A primeira curva característica obtida foi de um resistor de potência de 1 ohm com capacidade de dissipação de apenas 10W para que a fonte de alimentação DP1308A pudesse fornecer corrente e potência maiores. A taxa de amostragem foi definida em cerca de 1 amostra por segundo para garantir maior estabilidade da leitura (medida muito conservadora uma vez que o rise time do equipamento é de algumas dezenas de milisegundos) e o desafio foi dissipar até 25W em um resistor cerâmico com capacidade nominal de 10W sem danificá-lo, o que foi obtido por meio de prévia refrigeração forçada:
Adiante, testamos um resistor de potência de 470 ohms por meio da fonte Rigol DP831A, que possui precisão e estabilidade melhores, garantindo uma curva mais suave. Conforme já esperado, a potência elétrica varia com quadrado da tensão aplicada e a relação entre corrente e tensão é uma curva cuja inclinação é determinada pela resistência elétrica do elemento:
Novamente, as curvas são obtidas para um resistor de baixa potência com resistência medida em um analisador LCR de 1483 ohms, valor que pode ser conferido pela razão entre a variação total de tensão (V) e a corrente (A) ou ainda pela razão entre o quadrado da tensão (V) e a potência (W):
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