Circuito Diferenciador – Visualizando a Taxa de Variação
PEÇAS E MATERIAIS
- Duas baterias de 6 V
- Capacitor de 0,1 µF (Radio Shack catálogo #272-135)
- Resistor de 1 MΩ
- Potenciômetro linear de volta única, 5 kΩ (Radio Shack catálogo #271-1714)
Embora qualquer potenciômetro linear funcione, uma unidade de resistência menor tende a fornecer resposta mais limpa. Na prática, usei um potenciômetro de 10 kΩ com excelentes resultados.
REFERÊNCIAS CRUZADAS
Lessons In Electric Circuits, Volume 1, capítulo 13: "Capacitores"
OBJETIVOS DE APRENDIZADO
- Construir um circuito diferenciador básico.
- Obter entendimento prático da derivada como taxa de variação.
DIAGRAMA ESQUEMÁTICO

ILUSTRAÇÃO

INSTRUÇÕES
Usando o esquemático, conecte o potenciômetro de forma que seu cursor atue como fonte de tensão de entrada. Meça a tensão entre o cursor e o terminal negativo da bateria inferior de 6 V — esta é sua entrada. A entrada varrerá suavemente de 0 V a 12 V conforme o potenciômetro gira por toda sua faixa.
Em seguida, conecte um voltímetro digital no resistor de 1 MΩ. Ajuste o medidor para uma faixa de milivolts para máxima sensibilidade. Quando o potenciômetro é mantido estável, o medidor deve ler zero (ou um offset insignificante). Gire lentamente o potenciômetro no sentido horário e observe a subida de tensão; depois gire no sentido anti-horário e observe a queda de tensão. O sinal da tensão mudará com a direção do movimento, confirmando que o circuito produz a derivada temporal do sinal de entrada.
Tente ajustar o potenciômetro para que o medidor leia uma tensão pequena e estável. As leituras mais estáveis ocorrem quando o potenciômetro é movido a uma taxa constante — isso produz uma tensão de entrada linear e uma derivada constante.
Este experimenta demonstra o conceito central do cálculo de diferenciação: a tensão de saída do circuito é diretamente proporcional à taxa de variação instantânea da tensão de entrada. Como o circuito realiza uma operação matemática em tempo real, ele funciona como um computador analógico simples. Diferenciadores mais sofisticados usam amplificadores operacionais e redes RC para melhorar precisão e largura de banda; para estudo adicional, veja o capítulo "Circuitos Integrados Analógicos" neste volume.
PLANILHAS RELACIONADAS
- Planilha de Circuitos Integradores e Diferenciadores Passivos
Tecnologia industrial
- Construindo e Solucionando Circuito Básico de Bateria-Lâmpada 6V
- Circuito com Chave: Guia Prático para Circuitos Elétricos Básicos
- Construindo Divisor de Tensão Preciso com Potenciômetro
- Usando Potenciômetro como Reostato para Controle Simples de Velocidade de Motor
- Construa Circuito de Potenciômetro Composto Preciso e de Baixo Custo
- Regras Principais para Circuitos em Série: Corrente, Resistência e Tensão
- Fundamentos de Circuitos Paralelos: Regras de Tensão, Resistência e Corrente
- Primeiros Passos com SPICE: Ferramenta de Simulação de Circuitos Baseada em Texto
- Dominando a Sintaxe de Netlist SPICE: Nomenclatura de Componentes, Elementos Passivos e Ativos, e Definição de Fontes
- Desmultiplexadores Explicados: Como Eles Roteiam Sinais em Circuitos Digitais