Realizando experimentos didáticos com o sistema de som de um PC

Abstract

Apresentamos um sistema experimental simples eútil para ensino e aprendizagem em cursos de Física experimental. Desenvolvemos um sistema experimental com a ajuda de um computador pessoal que funciona ao mesmo tempo como um gerador de função e um conversor A/D, o qual pode ser usado como um osciloscópio digital de dois canais e um analisador de espectro, permitindo em tempo real a automação na aquisição de dados. Estudamos a resposta em frequência de um circuito oscilador RLC a uma excitação do tipo onda quadrada, onde a saída deáudio do PC foi usada para produzir uma forma de onda quadrada com frequência sintonizável, e sua placa de som para detectar os sinais AC de resposta do circuito. Usamos o circuito RLC como um susceptômetro AC para medir susceptibilidades magnéticas de amostras ferromagnéticas. Os dados experimentais estão em acordo com a previsão teórica da análise de Fourier. Estudamos ainda um sistema não linear constituído por um circuito caótico RLD. Palavras-chave: Aquisição de dados, instrumentos virtuais, placa de som, ressonância. In this work we present a simple and useful experimental system for teaching and learning in graduate courses of experimental physics. We developed our experiment with the help of a personal computer that works at the same time as a function generator, an oscilloscope, a spectrum analyser and an analogical/digital converter (A/D). We have performed a frequency response test to demonstrate the performance of the referred system, where we used a PC to produce a square-wave form and its sound card to make data acquisition of an oscillator circuit. We have measured the magnetic properties of ferromagnetic samples by means of a RLC circuit that works as an AC susceptometer. We analyzed and adjusted the experimental data in agreement with theoretical results from a Fourier analysis. In adittion, we have also studied a nonlinear system composed of a RLD circuit.

Panorama Dos Artigos Sobre Atividades Experimentais Publicados Na Revista Brasileira De Ensino De Física No Período Compreendido Entre 2002 E 2017

“…Um indutímetro pode ser construído em laboratório e utilizado para medidas de pequenas indutâncias, possibilitando um estudo quantitativo nos laboratórios didáticos de eletromagnetismo, como mostrado pelo autor (Lüdke, 2010a). De modo semelhante, a construção de um gaussímetro de baixo custo (Magno;Araújo, 2011) pode ser encontrada em um artigo no qual também é apresentada uma proposta de construção de um sensor de campo magnético utilizando uma sonda de efeito Hall e componentes eletrônicos simples. Além disso, é mostrada a sua aplicação no mapeamento do campo magnético de um par de bobinas de Helmholtz e na comprovação experimental das leis de Ampère,…”

“…Um sistema experimental para geração e aquisição de dados usando o microfone e sua placa de som foi apresentado pelos autores(Magno et al, 2004) que, para demonstrar sua utilidade, estudaram a ressonância de um circuito oscilador RLC. Uma análise dos aparatos experimentais para o estudo de ondas sonoras estacionárias foi apresentada porPizetta et al (2017).…”

Usando motores DC em experimentos de Física

“…Nas Refs. [5], [6] e [7] são apresentadas algumas outras aplicações da placa de som do PC como um instrumento de medida, onde são usados materiais de baixo custo para explorar diversos conceitos de Ensino de Física.…”

Application of a computer sound card for measurement of mechanical vibrations

“…In Ref. [9], the authors presented an experiment with the help of a personal computer that works at the same time as a function generator, an oscilloscope, a spectrum analyser and an analogical/digital converter. This paper presents a data acquisition and analysis tool based on the computer sound card for sampling random vibration signals at constant frequency.…”